역률 보상용 커패시터가 설치된 배전계통에서의 고조파 확대 현상 :Current harmonics amplification caused by shunt power capacitors in distribution system

박은석

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박은석 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 산업대학원)

지도교수: 송중호

발행연도: 2014

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이용수8

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

배전계통에 설치된 커패시터 투입시 나타나는 고조파 확대 현상

박은석 조명·전기설비학회논문지 2018.02 학술저널

2014

역률 보상용 커패시터가 설치된 배전계통에서의 고조파 확대 현상

박은석 전기공학과 2014.01 학위논문

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산업의 발전과 함께 전력전자 기술이 급속히 발전함으로써 보급이 확산되고 있다. 전력전자는 전력, 전자, 및 제어의 결합으로 기본적으로 전력용 반도체 소자의 스위칭 기능에 기초로 하는데 이때 고조파라는 전원장해가 나타나 배전계통에서 문제가 되고 있으며 또한, 어떤 원인으로 인하여 고조파가 확대되어 더 큰 장해를 주는 사례들이 발생하고 있다.
고조파 확대 현상이 나타나는 원인 중 하나는 고조파를 발생시키는 비선형 부하인 무정전전원공급장치를 사용하는 배전계통에서 역률을 개선하기 위해서 경제적인 측면을 고려하여 직렬리액터 없이 변압기 2차측에 커패시터만 계통에 설치하여 사용하게 되는데 이때 전원측 임피던스와 병렬결합이 이루어지게 되고 어느 특정 주파수 대역에서 공진이 일어나게 된다. 이렇게 공진이 나타나는 구간에서는 고조파 발생원인 부하측에서 발생하는 고조파 전류 크기보다 많은 양의 고조파 전류가 나타나 전원과 커패시터측으로 유출?유입하게 되며 확대된 고조파 전류는 기본파 전류와 중첩되어 계통에는 여러 가지 좋지 않은 영향을 주게 된다.
본 논문에서는 L-C병렬공진 현상에 관하여 이론적 배경을 알아보고 시뮬레이션이 아닌 실제 전산부하의 예비전원장치인 무정전전원공급장치 사용으로 인해 많은 양의 고조파 전류가 발생하여 전원측으로 유출되고 있는 건축물 배전설비 계통에서 설치된 역률 보상용 커패시터를 투입할 경우 커패시터 성분과 계통 임피던스와의 병렬공진이 일어나는 것을 확인하였고, 이 공진구간에서 고조파 전류가 확대되는 현상을 실측하여 분석하였으며 이로 인하여 실제 배전계통에 미치는 영향을 고찰하였다.

#고조파

목 차
요약 ⅰ
표목차 ⅱ
그림목차 ⅱ
사진목차 ⅲ
1. 서론 1
1.1 연구의 배경과 목적 1
1.2 연구의 범위 2
2. 고조파 발생과 공진현상 3
2.1 고조파 3
2.2 고조파 공진현상 15
3. 배전계통 측정과 분석 25
3.1 배전계통 분석 및 측정 장비 25
3.2 건축물 배전설비 계통구성 및 등가회로 27
3.2 고조파 측정결과 29
3.3 고조파 확대 현상에 관한 분석 41
4. 고조파 확대 현상으로 인한 문제점 48
4.1 전압?전류 THD 상승 48
4.2 전압?전류 파형왜곡 58
4.3 커패시터 표면 이상발열 61
4.4 변압기 손실 증가 및 소음 발생 64
5. 결 론 65
참고문헌 67
영어초록(Abstract) 68
감사의 글 70

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