변압기에서 보존기의 목적은 무엇인가?
전력 변압기에서 커패시터의 역할
전력 변압기에서 커패시터(또는 전력 인자 보정 커패시터 또는 반응 전력 보상기로 알려져 있음)는 시스템 전력 인자를 개선하고, 전압 품질을 향상시키며, 시스템 작동을 안정화하는 중요한 역할을 합니다. 아래는 전력 변압기 시스템에서 커패시터의 구체적인 기능과 작동 원리입니다:
1. 전력 인자 개선
전력 인자는 무엇인가요? 전력 인자는 실제로 소비된 유효 전력(kW)과 표시 전력(kVA)의 비율입니다. 유도 부하(예: 모터와 변압기)의 경우, 이러한 장치들이 반응 전력(kVAR)을 발생시키므로, 유효 전력을 비례적으로 증가시키지 않고 표시 전력을 증가시킵니다.
커패시터의 역할: 커패시터는 유도 부하가 발생시키는 반응 전력을 보상하여 그리드로부터 끌어들여지는 반응 전력 양을 줄입니다. 이를 통해 시스템의 전력 인자가 향상되어 실제 작업에 더 많은 전력을 사용할 수 있으며, 에너지 낭비를 줄이고 송전 손실을 최소화합니다.
장점: 전력 인자를 개선하면 변압기의 부하 전류를 줄이고, 장비 수명을 연장하며, 전기 요금을 절감(많은 공공사업 회사들이 낮은 전력 인자에 대해 추가 요금을 청구함)하고, 시스템 전체 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
2. 전압 품질 향상
전압 강하 문제: 장거리 전력 송전이나 중부하 조건 하에서는 선로 임피던스로 인해 전압 강하가 발생하여 사용자 위치에서의 전압이 낮아지고, 이는 장비의 정상 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.
커패시터의 역할: 커패시터는 지역적으로 반응 전력을 제공하여 선로를 통한 반응 전류 흐름을 줄이고, 따라서 전압 강하를 최소화합니다. 이것은 특히 발전소에서 멀리 떨어진 지역에서 안정적인 전압 수준을 유지하는 데 필수적입니다.
장점: 전압 품질을 개선함으로써 커패시터는 전기 장비가 정격 전압 범위 내에서 작동하도록 보장하여, 저전압이나 고전압으로 인한 손상이나 성능 저하를 방지합니다.
3. 시스템 작동 안정화
반응 전력 변동: 일부 산업 응용 분야에서는, 특히 대형 모터의 시작 시점에서 반응 전력 요구량이 시간에 따라 변동할 수 있으며, 순간적인 반응 전력 요구량이 급증하여 전압 변동과 시스템 불안정을 초래할 수 있습니다.
커패시터의 역할: 커패시터는 반응 전력 요구량 변화에 신속하게 반응하여, 반응 전력을 제공하거나 흡수하여 시스템의 전압 수준을 안정화합니다. 이것은 특히 배전망에서 시스템의 안정성을 유지하는 데 중요합니다.
장점: 커패시터의 신속한 반응 능력은 전압 변동을 줄이고, 시스템 신뢰성을 향상시키며, 정전 및 장비 고장 위험을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
4. 고조파 영향 감소
고조파 문제: 비선형 부하(예: 가변 주파수 드라이브 및 정류기)는 고조파 전류를 생성하여, 그 전류가 전력망을 통해 전파되며, 전압 왜곡, 장비 과열 등의 문제를 일으킵니다.
커패시터의 역할: 특정 유형의 커패시터(예: 필터 커패시터)는 유도 요소와 결합하여 고조파 필터를 형성하여, 특정 주파수의 고조파를 효과적으로 억제하고, 시스템에 미치는 부정적인 영향을 줄입니다.
장점: 고조파를 줄임으로써 커패시터는 다른 전기 장비를 고조파 간섭으로부터 보호하고, 장비 수명을 연장하며, 시스템 전체 성능을 향상시킵니다.
5. 반응 전력 예비 지원
시스템 반응 전력 요구량: 전력 시스템에서 반응 전력 요구량은 동적이며, 특히 피크 부하 기간에는 시스템이 전압 수준을 유지하기 위해 추가적인 반응 전력을 필요로 할 수 있습니다.
커패시터의 역할: 필요한 경우 커패시터는 단기적인 반응 전력 피크 수요를 충족시키기 위해 추가적인 반응 전력 예비를 제공하여, 시스템 작동의 안정성을 보장합니다.
장점: 반응 전력 예비를 제공함으로써 커패시터는 시스템의 유연성과 반응성을 향상시키며, 고부하나 갑작스러운 이벤트에서도 안정적인 전압 및 주파수 수준을 유지합니다.
6. 변압기 용량 요구량 감소
변압기 과부하 위험: 시스템의 전력 인자가 낮으면, 변압기는 부하 요구를 충족하기 위해 더 많은 표시 전력을 전송해야 하며, 이는 변압기 과부하를 초래하고 수명을 단축시킬 수 있습니다.
커패시터의 역할: 전력 인자를 개선함으로써 커패시터는 변압기에 대한 표시 전력 요구량을 줄여, 같은 용량으로 더 큰 유효 전력 부하를 처리할 수 있게 하거나, 새로운 프로젝트에서 더 작은 변압기를 선택할 수 있게 합니다.
장점: 변압기 용량 요구량을 줄임으로써 초기 투자 비용을 낮추고 기존 장비의 수명을 연장할 수 있습니다.
요약
전력 변압기 시스템에서 커패시터는 다음과 같은 주요 영역에서 중요한 역할을 합니다:
전력 인자 개선, 반응 전력 전송 감소, 송전 손실 최소화;
전압 품질 향상, 전압 강하 감소, 안정적인 사용자 단말 전압 보장;
시스템 작동 안정화, 반응 전력 변화에 신속히 대응, 전압 변동 방지;
고조파 영향 감소, 고조파 전류 억제, 다른 전기 장비 보호;
반응 전력 예비 지원, 추가적인 반응 전력 제공, 피크 부하 처리;
변압기 용량 요구량 감소, 장비 선택 최적화, 투자 비용 절감.
적절한 구성과 커패시터 사용을 통해 전력 시스템의 효율성, 안정성, 신뢰성이 크게 향상될 수 있습니다.
