리액터(인덕터): 정의 및 유형
리액터, 또는 인덕터는 전류가 도체를 통과할 때 주변 공간에 자기장을 생성합니다. 따라서 모든 전류를 운반하는 도체는 본질적으로 인덕턴스를 가지고 있습니다. 그러나 직선 도체의 인덕턴스는 작고 약한 자기장을 생성합니다. 실제 리액터는 도체를 솔레노이드 형태로 감아 공기 코어 리액터를 구성합니다. 인덕턴스를 더 높이기 위해 페라이머그네틱 코어를 솔레노이드에 삽입하여 철 코어 리액터를 형성합니다.
1. 병렬 리액터
병렬 리액터의 원형은 발전기의 만부하 시험에 사용되었습니다. 철 코어 병렬 리액터는 분할된 코어 섹션 간에 교대 자기력을 생성하여, 동일 용량의 변압기보다 일반적으로 10 dB 높은 소음을 발생시킵니다. 병렬 리액터는 교류 전류(AC)를 운반하며 시스템의 용량성 반응을 보상하기 위해 사용됩니다. 종종 티리스터와 직렬로 연결되어 반응 전류를 연속적으로 조절할 수 있게 합니다.
2. 직렬 리액터
직렬 리액터는 교류 전류(AC)를 운반하고 전력 커패시터와 직렬로 연결되어 고정 상태 하모닉(예: 5번째, 7번째, 11번째, 13번째 하모닉)을 위한 직렬 공진 회로를 형성합니다. 일반적인 직렬 리액터는 임피던스 값이 5-6%이며 고 인덕턴스 타입으로 간주됩니다.
3. 튜닝 리액터
튜닝 리액터는 교류를 운반하고 커패시터와 직렬로 연결되어 특정 하모닉 주파수(n)에서 직렬 공진을 생성하여 그 하모닉 성분을 흡수합니다. 일반적인 튜닝 순서는 n = 5, 7, 11, 13, 19입니다.
4. 출력 리액터
출력 리액터는 모터 케이블의 용량 충전 전류를 제한하고 모터 와인딩 사이의 전압 상승률을 540 V/μs 이내로 제한합니다. 주로 가변 주파수 드라이브(VFD, 4-90 kW)와 모터 사이의 케이블 길이가 50미터를 초과할 때 필요합니다. 또한 VFD 출력 전압(스위칭 에지 경사를 줄임)을 부드럽게 하여 인버터 구성 요소(IGBT 등)의 간섭과 스트레스를 최소화합니다.
출력 리액터의 적용 노트:
VFD와 모터 사이의 거리를 늘리려면 절연성이 강화된 두꺼운 케이블을 사용하며, 가능하면 비 차폐형을 선호합니다.
출력 리액터의 특징:
무효 전력 보상 및 하모닉 저감에 적합;
긴 케이블의 분산 용량을 보상하고 출력 하모닉 전류를 억제;
VFD를 효과적으로 보호하고 전력 인자를 개선하며, 그리드 측 간섭을 차단하고, 정류기 장치로부터 그리드로의 하모닉 오염을 줄입니다.
5. 입력 리액터
입력 리액터는 변환기 교환이 이루어질 때 그리드 측의 전압 강하를 제한하고, 하모닉을 억제하며, 병렬 변환기 그룹을 분리합니다. 또한, 그리드 전압 일시적 변동이나 스위칭 작업으로 인한 전류 급증을 제한합니다. 그리드 단락 용량 대 VFD 용량 비율이 33:1을 초과할 때, 입력 리액터의 상대적인 전압 강하는 단일 사분면 작동 시 2%, 네 사분면 작동 시 4%가 되어야 합니다. 그리드 단락 전압이 6%를 초과할 때 리액터가 작동할 수 있습니다. 12펄스 정류기 장치의 경우, 최소 2%의 전압 강하가 있는 라인측 입력 리액터가 필요합니다. 입력 리액터는 산업 및 공장 자동화 제어 시스템에서 널리 사용되며, 전력 그리드와 VFD 또는 속도 조정기 사이에 설치되어 이러한 장치가 생성하는 서지 전압과 전류를 억제하고, 시스템 내의 고차 및 왜곡된 하모닉을 크게 감소시킵니다.
입력 리액터의 특징:
무효 전력 보상 및 하모닉 필터링에 적합;
그리드 전압 일시적 변동과 스위칭 과전압으로 인한 전류 급증을 제한하고, 하모닉을 필터링하여 전압 파형 왜곡을 줄임;
교류 스파이크와 다리 회로의 정류기 교환 홈을 부드럽게 함.
6. 전류 제한 리액터
전류 제한 리액터는 일반적으로 배전 회로에서 사용됩니다. 같은 버스바에서 분기되는 피더 라인과 직렬로 연결되어 단락 전류를 제한하고, 고장 시 버스 전압 안정성을 유지하며, 과도한 전압 강하를 방지합니다.
7. 아크 억제 코일(Petersen Coil)
아크 억제 코일은 10kV-63kV의 공진 접지 시스템에서 널리 사용되며, 특히 35kV 이하의 시스템에서는 무유류 변전소의 추세로 인해 건식 카스트 수지 설계가 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
8. 댐핑 리액터(종종 직렬 리액터와 동의어)
댐핑 리액터는 커패시터 뱅크나 컴팩트 커패시터와 직렬로 연결되어, 커패시터 스위칭 시 인러시 전류를 제한합니다. 전류 제한 리액터와 유사한 기능을 수행합니다. 필터 리액터: 필터 커패시터와 직렬로 연결되면, 일반적으로 3번째부터 17번째까지의 하모닉 필터링 또는 고차 고역 필터링을 위한 공진 필터 회로를 형성합니다. HVDC 변환소, 위상 제어형 정적 VAR 보상기, 대형 정류기, 전철, 고출력 스리스터 기반 전자 회로는 모두 하모닉 전류의 원천이며, 이를 필터링하여 그리드로의 하모닉 주입을 방지해야 합니다. 전력 유틸리티는 전력 시스템의 하모닉 수준에 대한 구체적인 규정을 가지고 있습니다.
9. 평활 리액터(DC 링크 리액터)
평활 리액터는 정류 후 DC 회로에서 사용됩니다. 정류기 회로는 유한한 펄스 수를 생성하므로, 출력 DC 전압에는 리플이 포함되며, 이는 종종 해롭고 평활 리액터로 억제해야 합니다. HVDC 변환소는 출력 DC를 가능한 한 이상적으로 만들기 위해 평활 리액터를 장착합니다. 평활 리액터는 스리스터 제어형 DC 드라이브에서도 필수적입니다. 정류기 회로, 특히 중주파 전원 공급 장치에서 주요 기능은 다음과 같습니다:
단락 전류 제한(인버터 스리스터 교환 시 동시 전도는 정류기 브릿지 출력에서 직접 단락과 동일); 리액터 없이는 이로 인해 직접 단락이 발생합니다;
중주파 성분이 유틸리티 전력 그리드에 미치는 영향 억제;
필터 효과—정류된 전류에는 AC 성분이 포함되어 있으며, 고주파 AC는 큰 인덕턴스에 의해 저항받음—연속적인 출력 전류 파형을 보장. 불연속 전류(영 전류 간격이 있는)는 인버터 브릿지를 멈추게 하여 정류기 브릿지에서 오픈 서킷 상태가 됩니다;
병렬 인버터 회로에서 입력에서 무효 전력이 교환되므로, 입력 회로에서 에너지 저장 요소—리액터—가 필수적입니다.
중요 사항
전력 그리드의 리액터는 케이블 라인에서 발생하는 용량성 무효 전력을 흡수합니다. 병렬 리액터의 수를 조정함으로써 시스템 작동 전압을 조절할 수 있습니다. 초고압(UHV) 병렬 리액터는 전력 시스템의 무효 전력 관리와 관련된 여러 기능을 수행합니다:
경량 또는 무부하 전송 라인의 용량 효과를 완화하여 전력 주파수 일시적 과전압을 줄임;
긴 전송 라인에서의 전압 분포 개선;
경량 부하 조건에서 지역 무효 전력을 균형잡아 불합리한 무효 전력 흐름을 방지하고 라인 전력 손실을 줄임;
대형 발전기가 그리드에 동기화될 때 고압 버스바의 정상 상태 전력 주파수 전압을 줄여 발전기 동기화를 용이하게 함;
발전기가 긴 전송 라인에 연결될 때 발생할 수 있는 자기 증폭 공진을 방지;
리액터 중성점이 작은 리액터를 통해 접지될 때, 작은 리액터는 상간 및 상대 지면 용량을 보상하여 잔류 전류의 자멸을 가속시키고 단극 자동 재개폐를 가능하게 함.
리액터는 직렬 또는 병렬로 연결됩니다. 직렬 리액터는 일반적으로 전류 제한용으로 사용되며, 병렬 리액터는 일반적으로 무효 전력 보상용으로 사용됩니다.
병렬 리액터: 초고압 장거리 전송 시스템에서, 변압기의 3차 권선에 연결되어 전송 라인의 용량 충전 전류를 보상하고, 전압 상승과 스위칭 과전압을 제한하며, 시스템의 안정적인 작동을 보장합니다.
직렬 리액터: 커패시터 회로에 설치되어, 커패시터 뱅크가 전기를 받을 때 사용됩니다.
