필승! 발송배전기술사 합격 필수템 Best Values

장시간 공부 척추 컨디션 필수 – 에렉투스 모션 데스크
장시간 공부에 필수 – 시디즈 의자
기술사 답안지 규격 태블릿 – 갤럭시 탭 S9 울트라
부드러운 필기감 일제 볼펜 – 파일롯 G2-Pro(리필)
스프링제본 노트 5부

최저가 보러가기

파트너스 활동으로 수수료를 지급받습니다.

Table of Contents

전력 품질의 정의와 평가 지표에 대한 설명

전력 품질은 전력 시스템의 안정성과 신뢰성에 직결되는 중요한 요소입니다. 다양한 전기적 이상 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 장비의 손상, 시스템 효율 저하, 데이터 오류 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이번 글에서는 전력 품질의 정의와 평가 지표, 그리고 주요 전력 품질 문제에 대해 살펴보겠습니다.

전력 품질의 정의

전력 품질의 개념

전력 품질이란 지정된 전압과 주파수 유지를 나타내며, 전력 시스템에서 정전용량이 공존하는 것을 신뢰하도록 한다는 뜻입니다.
전력 품질은 전력 계통의 전압, 주파수 유지 및 불균형, 순간 정전, 서지(Surge) 등을 포함하는 모든 문제를 포괄하며, 이를 표준화된 지표로 측정하고 개선하기 위한 기준을 정립하는 것이 필요합니다.

일반적인 전력 품질의 의미

전력 품질이란, 전력 시스템이 일정한 수준의 전력 공급을 유지할 수 있는지를 평가하는 데 사용되는 지표입니다. 이 지표는 정상적인 전력 공급을 유지하는지 여부, 공급 전력의 품질, 전압 변동성 및 안정성, 그리고 전류의 왜곡 등을 포괄합니다.
전력 품질 문제는 주로 자동화된 생산 시설이나 전력 의존적인 기기에서 발생할 때 매우 민감하게 나타나며, 이로 인해 기계의 오작동이 발생할 수 있습니다.

전력 품질의 평가 지표

전력 품질의 분류 (IEEE 1159 기준)
전력 품질 문제는 여러 종류의 이상 현상으로 나타날 수 있으며, IEEE 1159에 따르면 전력 품질 문제는 다음과 같은 분류로 나뉩니다.
장애 요소 파형 크기 및 지속 시간 원인 순시 전압강하 (Voltage Sag) 0.1~0.9 pu 0.5~30사이클 낙뢰, 케이블 손상, 큰 부하의 급격한 전류 변화
순시 전압상승 (Voltage Swell) 1.1~1.8 pu 0.5~30사이클 강력한 부하 증가, 전력기기 고장
정전 (Interruption) 0.1 pu 이하 3초~1분 전력기기 고장, 송전선 차단
서지 (Surge) 1.4 pu 이상 수 μs~ms 낙뢰, 전력계통 개폐, 단락
고조파 (Harmonics Distortion) 0~20%, 6 kHz 이하 지속적 아크로 인한 왜곡, 비선형 부하
잡음 (Noise) 0.1% 이하 지속적 전자기 간섭, 통신설비
플리커 (Flicker) 0.1~1%, 25 Hz 이하 간헐적 대형 부하의 급변, 아크로 인한 전압 불안정
플리커 허용 기준

전기 공급 규정에 따라, 전압 변동과 플리커 허용 기준은 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 구분 허용 기준치 비고 예측 계산치 0.25% 이하 최대 전압 증감율 실측치 0.45% 이하 ΔV로 표시(1시간 평균)

고조파 관리 지표
고조파는 전력 품질 저하의 주요 원인으로 작용하며, 이를 관리하기 위한 주요 지표로는 총 고조파 왜곡률 (THD: Total Harmonic Distortion), 총 수요 왜곡률 (TDD: Total Demand Distortion) 등이 사용됩니다. (1) 총 고조파 왜곡률 (THD)

THD는 고조파 전압과 전류의 신호와 기본파 신호의 비율을 나타냅니다.
전압 THD (VTHD)와 전류 THD (ITHD)는 각각 다음과 같은 식으로 계산됩니다:
- $VTHD = \frac{\sqrt{V_2^2 + V_3^2 + … + V_n^2}}{V_1} \times 100(\%)$
- $ITHD = \frac{\sqrt{I_2^2 + I_3^2 + … + I_n^2}}{I_1} \times 100(\%)$
(2) 총 수요 왜곡률 (TDD)
TDD는 최대 부하 전류 대비 고조파 전류의 비율을 나타내며, 다음과 같이 계산됩니다:
- $TDD = \frac{\sqrt{I_2^2 + I_3^2 + … + I_n^2}}{I_L} \times 100(\%)$
- $I_L$: 최대 부하 전류
(3) 등가 방해전류 (EDC: Equivalent Disturbing Current)
EDC는 전력계통에서 발생하는 고조파 전류가 통신 설비에 미치는 영향을 평가하는 지표로 사용됩니다.
EDC의 계산식은 다음과 같습니다:
- $EDC = \sqrt{\sum (S_n \times I_n^2)} [A]$
- $S_n$: 고조파 전류의 등급