고조파 규제

1. 고조파 규제 기준.

고조파(Harmonic), 전압 불평형(Voltage Unbalance), 전압변동(Flicker), 순시 전압저하(Voltage Sag or Dip), 순시 전압상승(Voltage Swell)등의 장해를 발생시키거나 발생시킬 우려가 있는 부하에 대해 전력을 공급하는 경우 이런 장해를 방지하는 조정장치의 시설을 요구할 수 있는 제도적 장치가 마련 돼 있다.
이러한 제도적 장치는 다른 다수의 수용가에 전력공급을 책임지고 있는 전력회사가 특정 수용가 측의 장해발생으로 인해 여러 수용가 측에 피해가 가지 않도록 관리하기 위함이다.
상기의 여러 장해는 전력품질을 저하시키게 되는데 이러한 전력품질 저하를 규제 할 수 있는 근거는 전기공급규정에 명시 돼 있다.
전기공급규정은 모든 전력사용 고객이 전력 사용신청을 할 때 이 규정의 조건을 수락한다는 것으로 전력공급을 승낙 받아 수급계약을 체결하게 된다.
관련 규정은 전기공급규정 제 41조로 다음과 같이 정의하고 있다.
-> 수용가 전기사용이 전기기기의 특성으로 인하여 다음 중의 어느 하나의 원인으로 다른 수용가의 전기사용을 방해하거나 방해 할 우려가 있을 경우, 또한 당사의 전기설비에 지장을 초래하거나 지장을 미칠 우려가 있을 경우에는 수용가의 부담으로 당사가 인정하는 조정장치 또는 보호장치를 수용장소에 시설해야 하며 특히 필요할 경우 공급설비를 변경하거나 또는 전용 공급설비를 시설
해야 한다. (여기서 당사 = 전력 공급회사)

1). 고조파규제 국내 기준.
한국전력공사 고조파 허용기준

국내는 전압에 대한 규제만 있고 전류에 대한 규제는 아직 미 수립상태이다.
하여 전류 규제는 미국 전기전자 기술인 협회(IEEE) 규정을 따르도록한다.

2). 고조파규제 국외 기준.
미국 전기전자 기술인 협회(IEEE) 고조파 허용기준 (120V부터 ~ 69 000V까지)

미국 전기전자 기술인 협회(IEEE) 고조파 허용기준 (69 001V부터 ~ 161 000V까지)

3). 그외 고조파규제 기준.
일본 & IEC에서 별도의 규제치를 제공하여 규제하고 있으나 이는 생략한다.

2. 고조파 규제 값 확인.

부하에서 발생되는 고조파는 부하종류 부하운전상태 사용조건에 따라 수시로 변동하므로 정류기 부하의 아래 조건을 예시로 설명하며 전류 규제치 값은 미국 전기전자 기술인 협회 IEEE Std 519-1992 규제치를 기준으로 확인한다.

1). 조건의 예시. (정류기 회로)
     – 규제치 적용 ; IEEE Std519-1992 전류규제
     – 변압기 용량 ; 22.9/6.6kV 3P 60Hz 12 375kVA
     – 변압기 %Z ; 6.73
     – 측정 및 규제지점 ; 1). #1. 50V 34kA Rectifier Feeder = #1. VCB
                                          2). #2. 75V 38kA Rectifier Feeder = #2. VCB
     – 최대 부하전류 ; 1). #1. 50V 34kA Rectifier Feeder = 201A
                                     2). #2. 75V 38kA Rectifier Feeder = 358A
     – 전압 왜형율 ; 1). #1. 50V 34kA Rectifier Feeder = 6.7%
                                2). #2. 75V 38kA Rectifier Feeder = 6.7%
     – 전류 왜형율 ; 1). #1. 50V 34kA Rectifier Feeder = 22.7%
                                2). #2. 75V 38kA Rectifier Feeder = 24.0%

2). 전류고조파 왜곡 규제치.
■. 규제지점 = 6.6kV Line #1. & #2. V C B.

3. 결어(結語).

고조파(Harmonic)는 여러 장애를 유발시키며 전력계통에 존재하게 된다. 이는 전력설비 및 부하 특성에 따른 것으로 고조파 발생을 없도록 할 방법은 없다. 따라서 아래와 같이 억제, 흡수, 상쇄, 감소등의 방법을 찾아 대책을 수립해야한다.

고조파의 발생원인과 그에 따른 장해는 실로 복잡 다양하고 대책 또한 고도의 기술을 필요로 하게 된다.
상기에서 나열한 것 처럼 현장여건에 맞는 방법을 찾아 분석하고 모의를 통해 현장에 부합된 대책을 수립해야 한다.
이러한 대책 수립엔 큰 비용이 발생된다.
그렇지만 완벽한 대책을 위해선 전문가의 도움이 필요하고 또한 중요함을 잊어선 안된다.