질문제목 고조파가 전기 설비에 미치는 영향과 억제 대책은 무엇인가요?

Question

최근 공장이나 빌딩 내에 인버터와 같은 전력 전자 기기 사용이 늘어나면서 고조파 발생에 의한 설비 오작동 문제가 자주 언급되고 있습니다. 고조파가 구체적으로 변압기나 콘덴서 같은 주요 기기들에 어떤 물리적인 악영향을 주어 수명을 단축시키는지 궁금합니다. 또한 현장에서 고조파를 효과적으로 줄이기 위해 설치하는 능동 필터나 리액터의 원리와 차이점은 무엇인지 자세히 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리면 고조파는 전력 계통의 전압 파형을 왜곡시켜 변압기의 과열 및 소음 발생, 콘덴서의 과전류 유입으로 인한 소손 등을 유발하는 주된 원인이 됩니다. 기본 파형에 섞인 고차 상의 파동은 변압기 철심의 와류손을 증가시켜 효율을 떨어뜨리고, 전력용 콘덴서의 임피던스를 낮추어 과대한 전류를 흐르게 함으로써 기기를 부풀어 오르게 하거나 폭발시키기도 합니다. 이를 억제하기 위해서는 고조파 발생원 근처에 직렬 리액터를 설치하여 특정 차수의 고조파를 흡수하거나, 능동 필터를 사용하여 고조파와 반대되는 파형을 주입함으로써 상쇄시키는 방법을 사용해야 합니다. 계통의 안정성을 확보하기 위해서는 정기적인 고조파 분석을 통해 적절한 필터 용량을 선정하고 관리하는 것이 필수적입니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

최근 인버터 같은 기기 때문에 발생하는 고조파는 변압기와 콘덴서에 과열과 절연 파괴 같은 치명적인 물리적 피해를 주어 수명을 갉아먹는 주범입니다. 이를 막기 위해 직렬리액터는 특정 주파수를 흡수해 콘덴서를 보호하고, 능동필터는 반대 위상의 전류를 쏴서 고조파를 실시간으로 상쇄시키는 원리에요. 현장 상황에 맞춰서 리액터는 고정된 부하에, 능동필터는 변동이 심한 곳에 쓰면서 설비를 안전하게 지키고 있습니다.