고조파가 수용가의 전기설비에 미치는 영향과 저감대책에 관한 연구

Abstract

1980년대 이후 전력전자소자의 보급이 이루어지기 시작하여, 최근에는 효율적인 제어와 전력에너지절감을 위해 Rectifier, SMPS, UPS, Inverter등 전력전자소자를 사용한 제품이 많이 보급됨에 따라 비선형부하율이 60%를 상회하는 수준까지 보급되고 있다. 이로 인하여 왜곡된 고조파가 발생하여 기기의 이상동작 및 산업의 재해로 이어지는 사례가 빈번하게 발생하고 있으며, 수용가 전기설비인 공공청사에서도 비슷한 피해사례가 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해소하고자 본 논문에서는 고조파의 발생원과 발생원리 및 유출흐름, 고조파가 수용가 전기설비기기에 미치는 영향을 분석 각자 상황에 맞는 대책을 제시하였으며, 공공청사에 대한 저감대책을 실효성 있게 추진하기 위한 방안으로 실시설계 시와 고조파 저감제품 발주 시 및 시설물관리 시 등으로 구분하여 저감대책을 제시하였다. 고조파 환경측정사례를 통해 살펴본 결과, 과학관 동력부하의 경우는 전시관 공조부하용 인버터사용에 의해 서울조달청사 전등․전열 부하의 경우는 컴퓨터와 형광등 및 OA부하기기에 기인하여 고조파가 많이 발생하는 것으로 분석되었다. 따라서, 부하증가 및 변동부하에서도 고조파 및 역율을 동시에 개선할 수 있는 능동필터를 과학관 동력부하에 3상3선식 200A 1대, 서울청사 전등․전열 부하에 3상4선식 100A 1대를 각각 설치토록 제시하였다. 고조파 문제해결은 수용가만의 문제가 아닌 수용가, 기기제조자, 전력공급회사가 상호 협력하여 종합적인 관리가 필요하며, 이런 관점에서 볼 때 전력계통에서의 고조파 환경수준, 고조파 억제 목표 값, 기기의 내량수준 등에 대한 목표 값을 구체적으로 설정하여 엄격한 관리 지도와 개선이 꾸준히 이루어져야 한다.