what to remember ( power quality - 한국에너지공단 quality_v1[1].1... · ·...

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?Power quality (전력 품질)

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Transients (과도현상)

Harmonic Distortion(고조파)

What to Remember (요약)

Long Duration Variations(장시간 변동)

Short Duration Variations(단시간 변동)

Voltage Unbalance (전압 불평형)

Voltage Fluctuation (전압 동요)

Frequency Variations (주파수 변동)

Power Quality

Mar. 2011 (version 1.1)Energy Management Service TeamPower Quality 이재천 부장

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교란 (Disturbances)







Power quality (전력품질)


Schneider Electric 3/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011

Power Quality (전력품질)

“참고 기술 parameter에 대하여 평가된 전기계통의 특정 지점에서의전기적인 특성”

Disturbances (교란)이상적인 전압으로부터 탈선하는 것

현상

장비 오동작

고장

불규칙적인 운전

Power Quality (전력 품질) IEC 61000-4-30

≈ voltage quality

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

“Characteristics of the electricity at a given point on an electrical system, evaluated against a set of reference technical parameters.”


EN50160

SEMI F47(Variation)

NFC 14 100 IEC 60050-615

IEC 61000-4-30

IEEE 1159 (Variation)

Power Quality의 또 다른 측면

Standard(표준), Regulation(규정), Operating constraint(운영

규약)에 맞게끔 준수하는 것

전력 계통 운영 시 어떠한 문제를 예방하기 위해서 아래의

기준 준수

ITIC (CBEMT)

(Variation)

NEMA MG-1-1998

(Unbalance)


Power Quality (전력품질)

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A. Transients (과도 현상)



Transient (과도현상)

매우 짧은 기간 발생

10-6 ~ 10-9

전기, Data, 통신회로에서 발견

Transient의 종류 : IEEE 1159 Impulsive (순간적인) Oscillatory (진동적인) Random (무작위적인)

정상상태의 전압과 전류가 비전원 주파수에서 갑작스런 변동

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)

• 정의• 원인• 영향

• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)


과도현상의 두 가지 극성 (Polarity)

Oscillatory Transient 양방향성

단방향성(Unidirectional in polarity

Positive& negative polarity



• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약) Impulsive Transient

단방향성

빠른 상승시간 (Fast rise times) High frequency 시스템 내부의 전자장비 손상

또는 영향

발생원 Capacitive load Inductive load

대표적인 예

역률개선용 capacitor


Impulsive Transient Oscillatory Transient

Peak magnitude

Rise time(상승시간)

Duration(기간)

Peak magnitude

Frequency

ms

Hz Hz

(file Dell.pl4; x-var t) v:1 0 5 10 15 20 25 30 35 40[ms]

-6000

-3400

-800

1800

4400

7000[V]

ms

Damping factor

Duration

load impedence

source impedence=Damping Factor =




Transient(과도 현상)의 특성

분석에 필요한 요소

Peak magnitude Rise time Duration

과도현상이 계통에 영향을 미치는 것을 결정하는 것은

위 모든 요소에 의해서 결정되고 포함된 에너지가 크기

가 계통에 영향을 미치는 것을 결정함.

분석에 필요한 요소

Impulsive transient + Frequency Damping factor

Damping factor가 낮으면

duration이 길어지기 때문에

시스템에 영향을 더 많이 미침


Lighting transient구름간 방전인근에 떨어진 낙뢰

100 ~ 1,000V/meter 전기 생성




Transient(과도 현상)의 예


V = I x Z

=

Lightning Transient의 전파

10,000 x 500= 5,000,000 Volts!

Voltage Potential

across unprotected lines

Ohm's law




Lightning transient 전파

보호되지 않는 power, telephone, data, 동축 선로를 통해서

전파

전파는 이런 선로를 거쳐 발생된 매우 높은 전압을 발생함.


Transient 발생원

Outside Facility Inside Facility

80%




Lightning Capacitor Switching Line/Cable Switching Transformer Switching Fuse 동작

Switch on/off Capacitor Switching Current Interruption (motor, 등) Power Electronics 동작 (SCR, 등) 정전기 방전

(Arc) Welding 선로 또는 배전 사고

Contactor나 Relay 개폐

부하의 기동이나 정지

20%


Transient 예 - Capacitor switching

switch on end of transient

Capacitor

UtilitySource Loads




역률 보상용 Capacitor on시

과도현상이 발생함


Transient 에너지는 적으나 매우 빠른 형태의 전압

민감한 장비에 영향을 미침

Damage (손상) 데이터 장비, 전화와 통신 장비의 interface AC power supply

Disruption (파괴) 시스템 충돌

데이터 손실

Degradation (열화) 장비 표면 열화




Transient 영향


단방향성Impulsive

양방향성Oscillatory

데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화

< 1 m secTransient (과도현상)

영향주요 원인설 명교란의 종류

Transient (과도현상) 요약


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Harmonic Distortion (고조파)

B. Harmonic Distortion (고조파)


Harmonic (고조파) 60Hz파형에 들어있는 기본파의 정수배 주파수를 갖는 것

(JIS Z 8106) 고조파가 함유되어 있으면 왜곡된 파형이 형성됨

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)


• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

Harmonic distortion이란?

정현파 전류

Linear load (선형부하) 왜곡된 전류

Non-linear load (비선형부하)


비선형 부하의 전류 파형

기본파 60 Hz



• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약) 구형파 = 기본파 + 고조파

Harmonic distortion이란?

IEC 61000-4-30 고조파 = 기본파의 정수배에 해당하는 주파수

H3 = 3 x H1 = 3 x 60Hz = 180Hz 짝수 차수 고조파(2, 4, 6차,…)가 발생하면 전력계통에

문제가 되나 발생량이 적기 때문에 일반적으로 고려하지 않음.


왜곡된 전류 파형 개별 고조파로 분석

Large 1st Harmonic (기본파)Small 5th HarmonicSmaller 7th Harmonic




개별 고조파 분석

Fourier 변환


1

2

2

THDI

Ih

h

기본파

USA Europe

Total Harmonic Distortion (THD):Fundamental

Harmonics

rms

hh

I

I

2

2

thd

실효치




두 가지 계산 방법 : THD, thd

전압과 전류

선형 부하 = THD 낮음

비선형 부하 = THD 높음


Characteristic harmonics

5 7

= 주요 고조파 발생 차수




스펙트럼 분석


Displacement PF피

상전

력

유효 전력

무효

전력

y

x

z

PFDISP =

True PF

θ

cos θ

PFTHD =피상 전력

유효 전력




Power Factor


고조파 왜곡

HarmonicCurrent

Non-linearload

SinusoidalvoltageSource

Large amount of voltage distortion

Little voltage distortion Impedance

비선형 부하

Voltage source impedance

Facility power impedance




Voltage Distortion (전압 왜곡)


10%

50%

NormalSignificant

High

5 %8 %

THDu THDi

Voltage Current




EN 50160 standard

EN 50160 (LV, MV & HV) Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity

networks European Committee for Electrotechnical Standardization

NormalSignificant

High





고조파 발생원

비선형 부하 : 정류기 회로

가정 TV 컴퓨터

Air conditioner (type Inverter) 빌딩

컴퓨터

방전lamp VSD

산업 VSD DC Drive 방전 lamp 아크로

용접기


THD(I) Weighting Factor부 하 종 류 전 류 파 형

1 상 Power Supply 80%(high 3rd)

2.5

high 2nd, 3rd, 4th at partial loadsSemiconverter 2.5

6-Pulse Converter, capacitor smoothing, no series reactance 80% 2

6-Pulse Converter, capacitive smoothing w/series inductance >3%, or dc drive 40% 1

6-Pulse Converter w/ large inductor for current smoothing 28% 0.8

12-Pulse Converter 15% 0.5

AC Voltage Regulator varies with firing angle 0.7

형광등 17% 0.5

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0-1.000

-0.500

0.000

0.500

1.000

Time (mS)

Current

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Current

© copyright IEEE 1996




고조파 발생량 및 Weight factor


영향

Switchgear와 cable의 온도 상승 조기 열화, 화재 ...

Circuit breaker의 오동작 정전, 생산 손실 ...

비정상적인 진동 및 소음 부하의 열화, 사용자의 피로 증가 ...

라디오, 전화, 컴퓨터 시스템에서의 간섭 오동작, 프로그램 손실 …

중성선 과부하 (영상고조파로 인한) 중성선 과열, 화재 …

Capacitor 열화 및 손상 ...역률 개선용 capacitor로 고조파 성분 유입




고조파 영향



오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)





Harmonic (고조파) 요약


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C. Short Duration Variations (단시간 변동)

Short Duration Variations (단시간 변동)


Time

½ cycle to

0

1 minute

Short Duration Long Duration

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)


• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

Short duration과 Long duration

IEEE Std 1159-1995 Recommended Practice on Monitoring Electric Power Quality 전압 실효치의 변동

Short Duration : ½ cycle ~ 1min Long Duration : 1min 이상


Sags (or dips)

1.1-1.8 pu3 sec-1 minute2.3.3 Swell

0.1-0.9 pu3 sec-1 minute2.3.2 Sag

<0.1 pu3 sec-1 minute2.3.1 Interruption

2.3 Temporary

1.1-1.8 pu0.5-3 seconds2.2.3 Swell

0.1-0.9 pu0.5-3 seconds2.2.2 Sag

<0.1 pu0.5-3 seconds2.2.1 Interruption

2.2 Momentary

1.1-1.8 pu0.5-30 cycles2.1.2 Swell

0.1-0.9 pu0.5-30 cycles2.1.1 Sag

2.1 Instantaneous

Typical MagnitudeTypical DurationCategories

Interruptions (not outages)

Swells (not surges)




Short duration(단시간 변동)의 3종류

Short duration은 disturbance의 가장 흔한 유형

IEEE Std 1159-1995


100%

240 Vrms

x 30% = 72Vrms

Phase A - N Voltage 128 points / cycle

momentary sag≈ 0.5 second


Sag• 정의• 원인• 영향


Sag (순간전압 저하)

IEEE Std 1159-1995 전압 또는 전류 실효치의 감소

크기 : 0.1 ~ 0.9 pu Duration : ½ cycle ~ 1min

Swell보다 더 빈번하게 발생


Sag 원인_외부

낙뢰

교통 사고

동물

계통 사고




Sag 원인_외부 예 : 송전 가공선과 배전계통으로 발생

건설 사고


Z Source Z Load

Time (Seconds)0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

80

85

90

95

100

105

110

Volta

ge (%

)

(부하측에서바라본) 임피던스감소 전류가 점차적으로

감소

Motor 기동




Sag 원인_내부 예 : 기동부하로 인하여 발생


Reset / reboot

데이터 손실

Circuit breaker trip

Process 중단

조명 출력 감소

전화 불통

Software error

Undervoltage 감지




Sag 영향 = 전자기기 손상


240 Vrms

= 360 Vrms

x 150%

100%

instantaneous swell≈ 15 cycles


SagSwell

• 정의• 원인/영향


Swell (순간 전압 상승)

IEEE Std 1159-1995 전압 또는 전류 실효치의 증가

크기 : 1.1 ~ 1.8 pu Duration : ½ cycle ~ 1min

Sag보다 적게 발생

Sag 보다 더 파괴적임


V = L x didt

선로의인덕턴스

전류 변화율


SagSwell



Swell의 원인과 영향

원인

일반적으로 계통사고와 결합

하여 발생

지락사고

1선 지락

사고가 발생하지 않은 상에서

순간적인 전압 상승

부하 감소

Capacitor bank Switching

영향

Sag보다 더 파괴적임

절연 파괴

조명기구 조도 증가

과도한 과열


0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000

140%

120%

100%

20%

40%

60%

80%

0%

“Safe” region

Mag

nitu

de o

f Eve

nt

Duration of Event, seconds

ITIC Tolerance Boundaries

Excessive voltage levels

Low voltage levels

Typical sag events

Typical swell events


SagSwell



Sensitivity Curve ◆ ITIC : Information Technology Industry Council


< 10% (24 rms)

1 s momentary interruption


SagSwellInterruption



Interruption

IEEE Std 1159-1995 전압의 완전한 손실

크기 : < 0.1 pu Duration : 0.5sec ~ 1min

Short duration 중에 가장 심각함. 가장 적게 발생함


Fault

PLANT A:

PLANT B:

GENERATION & TRANSMISSION

UTILITY SUBSTATION

PRIMARY DISTRIBUTION

XX

= Interruption

= Sag





Interruption vs. Sag


Rms Voltage

사고 Feeder의전류

Plant B

Recloser 동작 Sequence

Reclosing Intervals (Contacts Open)

Recloser lockout

Contacts Closed

부하 Current

사고 발생

사고전류

30Cycles 5 Sec 30 Sec

Plant A

Sag

Small voltage swell

Interruption





전압 curve : Interruption vs. Sag


컴퓨터와 전자장비에 매우 민감함

Computer Reset/reboot

Hard disk 손상

Process 중단

생산 손실

Power supply 장치

저장된 에너지 소진

배터리 소진

Motor 속도 저하





Interruption 영향



< 10% of nominalInterruption

> 110% of nominalSwell

장비의 고장과 Trip으로 인한Process 중단

절연파괴

송전, 배전계통과 수용가 내부의전력계통

< 1minShortVARIATION

< 90% of nominalSag (or Dip)






Short Duration 요약




A

B

C

E

F

G

D

H


43/80









D. Long Duration Variations (장시간 변동)

Long Duration Variations (장시간 변동)


Voltage Regulation Comparison10.5

11

11.5

12

12.5

13

13.5

17-Jul 18-Jul 19-Jul 20-Jul 21-Jul 22-Jul 23-Jul Date

Reg

ulat

edB

us V

olta

ge, k

V

Sub station 9

Sub station 8

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)

• 정의• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

Long Duration Variations (장시간 변동)

IEEE Std 1159-1995 전압의 증가나 감소

Duration : 1min 이상

종류 Undervoltage (not brownout (절전)) Overvoltage (not surge) Sustained interruptions (not outage)


120 V rms 3 phase circuit

공칭전압의 85%


Undervoltage• 정의• 원인/영향

• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

Undervoltage (부족전압)

Long-term rms voltage level 크기 : 90% 이하

Undervoltage : 꽤 빈번하게 발생되는 현상 240 V : 216 V 120V : 108V

장시간에 걸친 부족 전압 : 장비와 시스템 성능


Secondary Winding

Primary Winding

Winding Ratio

잘못된 권수비under

over voltage


Undervoltage• 정의• 원인/영향


Undervoltage(부족전압)의 원인과 영향

원인

변압기

교류 전압/전류는 전자유도

현상에 의해 변함

영향

유도 전동기

Starting과 최대 기동토크

V2에 비례

Starting current V에 비례

Percent slip 1/V2에 비례

권선의 온도상승

대략 V에 비례



UndervoltageOvervoltage


Overvoltage(과전압)

Long-term rms voltage level 크기 : 110% 이상

120V : 132 V이상

240V : 264 V 이상

원인

Voltage regulator 내부에 부

적절한 조정

전력계통에서 예상보다 적은

경부하

영향

과전류 보호장비의 불필요

한 trip

과열로 인한 유도 전동기

수명 단축

온도상승은 전압에 비례


공급 전압이 의도하는 기능을 수행할 수 없는 level까지떨어짐

Duration 1분 부터 몇 시간 이상

원인

Short-term sustained interruption 전력계통 사고를 제거하기 위하여 Utility Circuit breaker trip으

로 인함

Long-term sustained interruption Power line이나 utility 변압기 사고로 인하여 발생


UndervoltageOvervoltageInterruption


Sustained Interruption




< 90% of nominalUndervoltage

> 110% of nominalOvervoltage


불필요한 Trip과열로 인한 전동기 수명단축

변압기 tap 오류

Voltage regulator 내부의 부적절한 조정

Power line 사고

< 1minLong



절연파괴










UndervoltageOvervoltageInterruption


Long Duration 요약

A

B

C

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F

G

D

H


50/80









E. Frequency Variations (주파수 변동)



Milliseconds

Vol

tage

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)


• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)


일반적으로 발생되지 않는 현상

한전에서 대용량 발전기를 병렬 운전하기 때문에

한전의 주파수는 60Hz ± 0.5 Hz 이상은 거의 변하지 않음

주로 고객이 소유한 자가발전설비에서 발생함


• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)


• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

주파수 변동의 원인과 영향

원인

부하와 발전기 용량 사이의

불평형

대용량 부하 on/off

토크의 외란

발전기 또는 엔진 권선

전력계통 사고

Seed control system 불안정

영향

회전기기의 오동작

회전기기 shaft 손상

타이밍 회로에 손상

차단기 trip




회전기기 손상Generator주파수 주기의 변화Frequency







Power line 사고

< 1minLong



절연파괴










Frequency Variation 요약

A

B

C

E

F

G

D

H


54/80









F. Voltage Unbalance (전압 불평형)



12:0

0

12:1

5

12:3

0

12:4

5

13:0

0

13:1

5

13:3

0

13:4

5

14:0

0

430440450460470480490500

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)


• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)

Voltage Unbalance (or Imbalance)전압 불평형

NEMA MG 1 [2] 3상 평균전압으로 부터의 각 상의 편차

IEC 61000-4-30 정상분 전압과 역상분 전압의 비


Voltage Unbalance최대 전압 – 최소 전압

평균 전압

각 상 전압 합계

3

= X 100


• 정의• 영향


Voltage Unbalance 계산 : NEMA

NEMA MG 1 [2] 3상 평균전압으로 부터의 각 상의 편차

예제 각 상전압

VAB 230 VBC 236 VAC 237

평균 전압 703/3 = 234.44 최대 전압 237 최소 전압 230 전압 불평형 = (237 – 230) / 234.44 x 100 = 2.987%

전압 불평형 허용 범위 : 2% 이하


Unbalance FactorV -

V +

negative sequence voltage

positive sequence voltage

=




Voltage Unbalance 계산 : IEC

IEC 61000-4-30 정상분 전압과 역상분 전압의 비


Total phase

Total phase Positive-sequence Negative-sequence

Positive-sequence phase Negative-sequence phase

Current

Voltage

반시계방향 반시계방향 시계방향

Large Unbalance (x 3)

Small Unbalance (12%)

Unacceptable

Phase Diagrams• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)




Capacitor Problem

Transformer

Winding Short

Open Delta

Feeder Unbalancing

케이블 길이와 굵기

단상 부하




Voltage Unbalance의 원인


Motor 과열

Fuse 용단

Y-Y transformer

Utility Feeder

기존 motor 보호방식으로는 종종 부적절함.

voltage unbalance

사고1

3

2

4소손




Voltage Unbalance의 원인 - 단상부하

사고로 인하여 3상 전동기가 두 상만 전원을 공급받음.


RMS VOLTAGE PLOT (06-18-96)(16:29:37)

0 50 100 150 200 0

50

100

150

200

250

300

350

Time (mS)

Voltage (

V)

A_VOLTSB_VOLTSC_VOLTS

Line-Line Voltages During Single Phasing (06-18-96)(16:29:37)

0 50 100 150 200250

300

350

400

450

500

Time (mS)

Voltage (

V)

Line-to-Line

Line-to-Neutral24% Unbalance




Voltage Unbalance의 원인 - 단상부하

단상 부하 연결로 전압 불평형 발생


unbalanced load in 4 wire power systems

A

C B

-+

3rd . . . . . . . . . .

1st . . . . . . . . . . .

2nd . . . . . . . . . .

6th . . . . . . . . . .

5th . . . . . . . . . .

4th . . . . . . . . . .

etc …

기본파 = 60 Hz

x 2 = 120 Hz

x 3 = …

x 4 =

x 5 =

x 6 =

+

-

+

0-

0

normal - positive rotation

unbalanced - negative rotation

- neutral wire

etc...




고조파 영향

Harmonic Sequence

Negative rotation은 Motor에 braking 영향으로 인하여 과열과

수명 단축

Zero Sequence는 3상 4선식 계통에서 중성선 과열


50% hotter5%32% hotter4%18% hotter3%8% hotter 2%

% Temperature Rise

% Voltage Unbalance

Motor 권선온도 상승율 ( % Voltage Unbalance ) 2

= 2 x ( 2.987 ) 2

= 17.84 %

= 2 x 8.92216

= 2 x




전압 불평형 영향 : Motor 권선온도 상승

Motor의 권선온도는 전압불평형의 제곱에 비례함



회전기기 과열부하 불평형

단상 부하평형 3상 회로와의 편차Unbalance (불평형)

VOLTAGE









Power line 사고

< 1minLong



절연파괴










Voltage Unbalance 요약

A

B

C

E

F

G

D

H


65/80









G. Voltage Fluctuations (전압 동요)

Voltage Fluctuations (전압 동요)


DERIVED>A_VOLTS-VOLTS(06-28-94)(14:10:28)

0 50 100 150 200-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

Time (mS)

Vol

tage

(V)

• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)


• What to Remember (요약)

Voltage Fluctuations (전압 동요)

실효치 전압이 cycle별로 변하는 현상 기준 전압의 10% 이하

Voltage Fluctuation은 1ms~1sec 사이의 fast load variation임. Voltage Fluctuation : 1ms < Δt <1sec Variation : 1sec < Δt <1min

Slow load variation(1sec ~ 1min)과 혼동해서는 안됨

Voltage Fluctuation 파형은 random하고 빠른 특성으로 인하여 매우 복잡함.





Light Flicker

IEC 61000-4-30

시간 변동과 함께 휘도 또는 스펙트럼 분포의 가벼운 자극에

의해 유도된 시신경의 불안정한 느낌.

“Impression of unsteadiness of visual sensation, induced by a

light stimulus whose luminance or spectral distribution, fluctuat

es with time”

눈에 성가시도록 연속적으로 전압의 큰 변화

Large voltage changes in rapid succession from noticeable to

annoying

공칭전압의 ± 5%

백열등이 제일 민감함





Flicker 특성

IEC 61000-4-15 Short-time flicker = Pst

TP = 10 min

Conventional annoyance threshold Pst = 1

60W 백열등에서 flicker발생시 사람들의

50%가 인식하는 값

Long-time flicker = Plt

TP = 2 Hr

Pst의 12개 연속적인 값

Conventional annoyance threshold Plt = 0.8

10 min


부하측

아크로 (Arc furnace) 부하 전류의 불규칙적인 변동

용접기 (Welding machine) 간헐적인 운전으로 voltage drop 발생

X-Ray

빈번한 모터 기동

lift, pump, compressor

부하량이나 임피던스가 큰 Process heating 또는 space heating 특히 빌딩에서 flicker 발생

전원측

Diesel Generator 공급 연료의 변화




Voltage Fluctuations의 원인


일반적으로 6 ~ 8 Hz 주파수에서 발생하고 눈으로 느낄 수

있음

두통과 스트레스 및 짜증 유발

특히 간질병 환자 발작

민감한 장비 오동작




Voltage Fluctuations의 영향

A

B

C

E

F

G

D

H


71/80









H. What to Remember (요약)



Short Duration Variation의 종류

Instantaneous Momentary Temporary

3 sec 1 min½ cycle

0.1 pu

1.8 pu

0.9 pu

0.5 sec

1.1 pu



Power Quality 요약


회전기기 과열부하 불평형

단상 부하평형 3상 회로와의 편차Unbalance (불평형)

VOLTAGE

Light flicker장비 오동작

아크로, 용접기, 전동기

Generator실효치 전압이 cycle별로변화

Fluctuation (동요)









Power line 사고

< 1minLong



절연파괴











Transient (과도현상) LA, SA, SPD

Power Quality Solutions 종합


Harmonic (고조파)

Sag (순간 전압저하)

Unbalance (불평형)

Active filterPassive filter

Flicker (플리커)

SPD(Surge Protective Devices)

Active filter (AccuSine)Passive filter

Sag Compensator (외부원인)

AccuSine (내부원인)VARSET FAST(내부원인)

UPS (외부원인)

AccuSine

SVCAccuSine

부하평형율개선,선로연가, 등

SVC

Pow

er Quality M

eterSchneider Electric

Solutions일반적인Solutions


Homepage : www.schneider-electric.co.krE-mail : [email protected]

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