1. 전력용 콘덴서 설비란?
전력용 콘덴서는 전력 시스템에서 역률을 개선하고 전력 품질을 향상시키기 위해 사용되는 중요한 장치입니다.
하지만 콘덴서의 특성상 일부 부작용이 발생할 수 있어, 이를 보완하기 위한 부속기기가 필요합니다.
대표적인 부속기기로는 직렬 리액터와 방전 코일이 있으며, 각각의 역할과 사용 목적을 이해하는 것이 중요합니다.
2. 직렬 리액터(Series Reactor)
2.1 직렬 리액터의 사용 목적
전력용 콘덴서는 고주파 성분을 포함한 전압 변동 및 과전압 현상을 초래할 수 있습니다.
직렬 리액터는 이러한 문제를 해결하기 위해 콘덴서와 직렬로 연결되는 인덕턴스를 가진 장치입니다.
직렬 리액터의 주요 기능은 다음과 같습니다.
고조파 억제 및 전압파형 왜곡 방지
- 콘덴서에서 발생하는 고조파(특히 5고조파)를 억제하여 전력 품질을 향상시킵니다.
- 고조파가 계통에 미치는 영향을 줄여 변압기, 전동기 등의 손상을 예방합니다.
콘덴서 투입 시 돌입전류 제한
- 콘덴서 개방 시 모선의 과전압을 억제하고, 투입 시 발생하는 돌입전류(Inrush Current)를 감소시킵니다.
고조파로 인한 계전기 오동작 방지
- 보호 계전기 및 측정 기기의 신뢰성을 보장합니다.
2.2 직렬 리액터의 용량 계산
직렬 리액터는 유도성(Inductive) 및 용량성(Capacitive) 리액턴스를 고려하여 용량을 결정합니다.
일반적으로, 5고조파를 제거하는 직렬 리액터의 용량은 콘덴서 용량의 4%~6% 범위에서 설정됩니다.
✅ 실제 설계 기준:
- 이론적으로 직렬 리액터의 용량은 콘덴서 용량의 4%
- 실제 운용에서는 안전성을 고려하여 5~6% 적용
3. 방전 코일(Discharge Coil)
3.1 방전 코일의 역할
전력용 콘덴서는 회로에서 분리될 때 내부에 전하가 남아 있어 잔류 전압이 발생할 수 있습니다.
이때 방전 코일을 설치하여 콘덴서 내부 전하를 방전시켜 인체 감전 사고를 방지하는 역할을 합니다.
3.2 방전 코일의 용량
- 콘덴서 Bank 용량의 약 0.1%를 적용
- 전하 방전 속도를 최적화하여 안전한 운용 보장
✅ 중요 포인트:
- 콘덴서가 회로에서 제거된 후에도 내부에 전하가 남아 있으면 감전 위험이 존재
- 방전 코일을 통해 콘덴서 내부 잔류 전하를 빠르게 제거하여 안전성 확보
4. 결론 및 요약
전력 시스템에서 전력용 콘덴서는 역률 개선과 전력 품질 향상을 위해 필수적인 장비입니다. 하지만 콘덴서의 특성상 고조파, 돌입전류, 잔류 전압 등의 문제가 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위해 직렬 리액터와 방전 코일이 함께 사용됩니다.
✅ 핵심 정리
| 부속기기 | 주요 역할 | 설계 기준 |
|---|---|---|
| 직렬 리액터(Series Reactor) | – 고조파 억제 (특히 5고조파) – 돌입전류 제한 – 계전기 오동작 방지 | – 용량: 콘덴서의 4%~6% 적용 |
| 방전 코일(Discharge Coil) | – 콘덴서 내부 전하 방전 – 감전 사고 예방 | – 용량: 콘덴서 Bank의 0.1% |