콘덴서 뱅크는 전력 시스템의 매우 중요한 장비입니다. 모든 전기 기기의 작동에 필요한 전력은 유용 전력으로, 이는 활성 전력으로 표현되며 kW 또는 MW 단위로 나타냅니다. 전력 시스템에 연결된 최대 부하의 대부분은 인덕터 성질을 가집니다. 예를 들어, 전기 변압기, 유도 모터, 동기 모터, 전기 화로, 형광등 등이 모두 인덕터 성질을 가집니다.
그 외에도, 각각의 선로의 인덕턴스도 시스템에 인덕턴스를 추가합니다. 이러한 인덕턴스들 때문에 시스템 전류가 시스템 전압보다 지연됩니다. 전압과 전류 사이의 지연각이 증가할수록 시스템의 전력 인수가 감소합니다. 전력 인수가 감소하면 동일한 활성 전력 요구에도 불구하고 시스템은 소스로부터 더 많은 전류를 필요로 합니다. 더 많은 전류는 더 많은 선로 손실을 초래합니다.
낮은 전력 인수는 전압 조정을 어렵게 만듭니다. 이러한 어려움을 피하기 위해 시스템의 전력 인수를 개선해야 합니다. 콘덴서는 전류를 전압보다 앞당깁니다. 따라서 캐패시티브 반응도를 사용하여 시스템의 인덕티브 반응도를 상쇄할 수 있습니다. 캐패시티브 반응도는 일반적으로 정적 콘덴서를 시스템과 병렬 또는 직렬로 연결하여 적용됩니다. 시스템의 각 위상에 하나의 콘덴서만 사용하는 대신 유지보수와 설치의 관점에서 여러 개의 콘덴서 단위를 사용하는 것이 효과적입니다. 이러한 콘덴서 단위 그룹을 콘덴서 뱅크라고 합니다.
콘덴서 뱅크는 주로 연결 방식에 따라 두 가지 범주로 나뉩니다.
병렬 콘덴서.
직렬 콘덴서.
병렬 콘덴서는 매우 일반적으로 사용됩니다.
콘덴서 뱅크의 크기는 다음 공식으로 결정할 수 있습니다 :
여기서,
Q는 필요한 KVAR입니다.
P는 KW 단위의 활성 전력입니다.
cosθ는 보상 전의 전력 인수입니다.
cosθ'는 보상 후의 전력 인수입니다.
이론적으로는 콘덴서 뱅크를 리액티브 부하에 가깝게 설치하는 것이 바람직합니다. 이렇게 하면 네트워크의 대부분에서 리액티브 KVAR의 전송이 제거됩니다. 또한 콘덴서와 부하가 동시에 연결되면, 부하가 해제될 때 콘덴서도 회로의 나머지 부분에서 해제됩니다. 따라서 과다 보상의 문제가 없습니다. 그러나 각각의 개별 부하에 콘덴서를 연결하는 것은 경제적인 관점에서 실용적이지 않습니다. 부하의 크기가 다른 소비자들마다 크게 다릅니다. 따라서 다양한 크기의 콘덴서가 항상 쉽게 구할 수 있는 것은 아닙니다. 따라서 각 부하 지점에서 적절한 보상을 할 수 없습니다. 또한 각 부하는 24 × 7 시간 동안 시스템에 연결되어 있지 않습니다. 따라서 부하에 연결된 콘덴서도 항상 완전히 활용되지 않습니다.
따라서, 작은 부하에는 콘덴서를 설치하지 않지만 중간 및 큰 부하에는 소비자가 자신의 시설에 콘덴서 뱅크를 설치할 수 있습니다. 중간 및 큰 규모의 대량 소비자의 인덕터 부하가 보상되었음에도 불구하고, 여전히 시스템에 연결된 다양한 미보상된 작은 부하들로부터 상당한 양의 VAR 수요가 발생합니다. 또한, 선로와 변압기의 인덕턴스도 시스템에 VAR을 기여합니다. 이러한 어려움을 고려하여, 각 부하에 콘덴서를 연결하는 대신, 큰 콘덴서 뱅크를 주요 배전소 또는 2차 그리드 서브 스테이션에 설치합니다.
콘덴서 뱅크는 델타 또는 스타 연결로 시스템에 연결할 수 있습니다. 스타 연결에서는 콘덴서 뱅크의 보호 계획에 따라 중성점을 접지하거나 하지 않을 수 있습니다. 일부 경우에는 콘덴서 뱅크가 이중 스타 형식으로 구성될 수도 있습니다.
일반적으로 전기 변전소의 큰 콘덴서 뱅크는 스타로 연결됩니다.
접지된 스타 연결 뱅크는 다음과 같은 특정 장점을 가지고 있습니다,
정상적인 반복적인 콘덴서 스위칭 지연을 위한 회로 차단기에 대한 회복 전압 감소.
더 나은 서지 보호.
상대적으로 낮은 과전압 현상.
설치 비용 절감.
단단하게 접지된 시스템에서 콘덴서 뱅크의 모든 3개 위상의 전압은 2 위상 운전 기간 동안에도 고정되어 변경되지 않습니다.
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