저압 배전계통에서 사용되는 가전제품에 의해 발생되는 전압변동 및 플리커현상을 관리하기 위해 유럽에서는 IEC 기준에 표준화된 시험방법을 규정하고 있다. 본 시험에서는 플리커의 제한치산출시 저압계통의 기준임피던스를 사용하고 있다. 그러나 IEC 기준의 기준임피던스는 230[V]/50[Hz]를 사용하는 저압 배전계통의 임피던스로 국내 저압 배전계통에 그 값을 직접 적용하는 것은 변압기 임피던스, 저압선 경간, 인입선 거리가 상이하기 때문에 불합리하다. 따라서 본 논문에서는 경제성과 확률이론을 바탕으로 국내 단상2선식(1P2W) 저압계통의 기준임피던스를 산정하였으며, 본 연구결과를 기준임피던스로 IEC TR 60725 Ed2에 게재하였다.
저압 배전계통에서 사용되는 가전제품에 의해 발생되는 전압변동 및 플리커현상을 관리하기 위해 유럽에서는 IEC 기준에 표준화된 시험방법을 규정하고 있다. 본 시험에서는 플리커의 제한치산출시 저압계통의 기준임피던스를 사용하고 있다. 그러나 IEC 기준의 기준임피던스는 230[V]/50[Hz]를 사용하는 저압 배전계통의 임피던스로 국내 저압 배전계통에 그 값을 직접 적용하는 것은 변압기 임피던스, 저압선 경간, 인입선 거리가 상이하기 때문에 불합리하다. 따라서 본 논문에서는 경제성과 확률이론을 바탕으로 국내 단상2선식(1P2W) 저압계통의 기준임피던스를 산정하였으며, 본 연구결과를 기준임피던스로 IEC TR 60725 Ed2에 게재하였다.
Home appliances, like air-conditionals, washers, refrigerators, etc., can cause voltage fluctuations and light flicker. A standardized flicker test has been established in Europe(IEC 61000-3-3, IEC 61000-3-11). The supply impedance of power supply system varies from plate to place, and for the flick...
Home appliances, like air-conditionals, washers, refrigerators, etc., can cause voltage fluctuations and light flicker. A standardized flicker test has been established in Europe(IEC 61000-3-3, IEC 61000-3-11). The supply impedance of power supply system varies from plate to place, and for the flicker test in KOREA, the appliance manufacturers do need standardized impedance like the one indicated in IEC 61000-3-3 for 230[V]/50[Hz]. Without it, the same appliance will have different flicker level at different places. For appliance manufacturers, the flicker limit should be related to the reference impedance. However, the European flicker test is designed for 230[V]/50[Hz] power and needs to be modified for a 1P2W(220[V]/60[Hz]) supply system in KOREA. In this paper, the reference impedance for KOREA(220[V]/60[Hz]) systems is proposed. The measured result provided in this paper was served as a proposal for establishing KOREA reference impedance for 220[V]/60[Hz] and has been published in IEC 60725.
Home appliances, like air-conditionals, washers, refrigerators, etc., can cause voltage fluctuations and light flicker. A standardized flicker test has been established in Europe(IEC 61000-3-3, IEC 61000-3-11). The supply impedance of power supply system varies from plate to place, and for the flicker test in KOREA, the appliance manufacturers do need standardized impedance like the one indicated in IEC 61000-3-3 for 230[V]/50[Hz]. Without it, the same appliance will have different flicker level at different places. For appliance manufacturers, the flicker limit should be related to the reference impedance. However, the European flicker test is designed for 230[V]/50[Hz] power and needs to be modified for a 1P2W(220[V]/60[Hz]) supply system in KOREA. In this paper, the reference impedance for KOREA(220[V]/60[Hz]) systems is proposed. The measured result provided in this paper was served as a proposal for establishing KOREA reference impedance for 220[V]/60[Hz] and has been published in IEC 60725.
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제안 방법
결정하였다. 따라서 국내의 저압계통에서 현재 운영되고 있는 전체 변압기의 대수를 기준으로표본 오차 범위 내에 있도록 표본수를 계산하였다. 유한 모집단을 가지고 비복원 추출을 했을 경우표본수 산정은 아래의 식과 같이 구할 수 있다.
그러나현장 측정은 수용가의 무작위 표본추출에 따라 측정을 하여야 하나 각 수용가의 협조가 어려워 수용가내부에 있는 누전차단기 설치점에서의 측정은 매우어렵다. 따라서 전기수급 계약상 수용가와 전력계통을 구분하는 위치가 전력량계의 1차측인 것과 한국전력공사의 협조만으로 측정이 가능하다는 점을 반영하여 기준 임피던스(Reference Impedance) 측정위치는 전력량계(Metain俎 Point) 1차측으로 선정하였다
본 연구에서는 국내의 기준임피던스를 파악하기위한 방법으로 확률적 접근방식을 적용하여 측정개소수를 결정하였다. 따라서 국내의 저압계통에서 현재 운영되고 있는 전체 변압기의 대수를 기준으로표본 오차 범위 내에 있도록 표본수를 계산하였다.
본 연구에서는 국제적으로 사용되는 4가지 계통임피던스 측정 장치를 조사한 후 유럽에서 널리 보급된 장비로 단상, 3상 측정이 모두 가능한 IMS2500을 사용하여 측정하였다. 이 장비는 계통 임피던스를 저항성분과 리액턴스 성분으로 나누어서 표시하며, 50[Hz] 및 60[Hz] 전원 주파수에 모두 사용할 수있으며, 오차 범위가 0.
없는 상태이다. 이런 경우 통계학에서는 표본의최대와 최소를 이용하여 대략적인 표준편차를 사용하도록 제시하고 있기 때문에 본 연구에서는 표준편차를 1[%]로 하였다. 또한 신뢰구간을 결정하는 오차는 0.
자료취득이 편리한 측정개소와 낮은 기준임피던스가 산정되는 것을 방지하기 위하여 지역별 용도별데이터 중 높은 개소를 선정하고 기준 임피던스 측정장치를 이용하여 저항성분, 리액턴스성분을 측정하였다. 측정된 각각의 임피던스 데이터에서 저항성분과 리액턴스성분의 분포를 확인하기 위해 아래의그림 2에 각각에 대한 분포도를 나타내었다.
전체 측정 데이터에서 저항성분과 리 액턴스성분을계산하고 이들 데이터를 이용하여 50[%] 임피던스값, 90[%] 임피던스 값, 95[%] 임피던스 값 그리고 98[%] 임피던스 값을 구하기 위해 누적 분포도를 이용하였다. 전체 데이터에 대한 저항성분과 리액턴스성분의 누적분포도를 그림 3에 나타내었다.
이러한 기준 임피던스는 큰 전류를 사용하는 대용량 기기들에 대한 플리커 발생 제한에 대한 척도가 되며, 이를 통해 시험 임피던스 선정 등 매우 중요한 역할을 하게 된다. 현재 국내에는기준' 임피던스의 기준값이 없는 실정이며, 본 논문에서는 전원 주파수, 수용가의 전력사용량, 지역별특성, 전원 및 부하의 특성을 고려하여 국내 단상 2 선식 저압계통의 기준 임피던스를 선정하였다.
대상 데이터
또한 저압 배전계통 전체 수용가를 대상으로 적절한 표본수를 계산한 결과 역시 동일하게 384 수용가를 측정하여야 함을 확인하였다. 통계적 방법에 의해 선정된 翎개소 측정지점을 선별하기 위하여 본 연구에서는 전국을 대상으로 600개소의 데이터를 선정하여 계산하였다.
성능/효과
그러므로 각 수용가별로 독립적인 임피던스를 가지게 되는 지점을 선정하고 측정하여야 하기 때문에통상적으로 수용가와 저압계통을 분리시킬 수 있는누전차단기(ELB) 지점과 계량점(Metering Point) 중에서 선택하는 것이 가장 바람직하였다. 그러나현장 측정은 수용가의 무작위 표본추출에 따라 측정을 하여야 하나 각 수용가의 협조가 어려워 수용가내부에 있는 누전차단기 설치점에서의 측정은 매우어렵다.
수용가를 측정하여야 함을 알 수 있다. 또한 저압 배전계통 전체 수용가를 대상으로 적절한 표본수를 계산한 결과 역시 동일하게 384 수용가를 측정하여야 함을 확인하였다. 통계적 방법에 의해 선정된 翎개소 측정지점을 선별하기 위하여 본 연구에서는 전국을 대상으로 600개소의 데이터를 선정하여 계산하였다.
후속연구
본 논문에서는 국내 수용가의 현황, 지역별 특성등을 고려하여 통계적 기법에 따라 측정개소를 선정하고 국내 단상 2선식 저압 배전계통의 기준 임피던스를 산정하였으며, 본 결과는 추후 저압 전기기기의 고조파 및 플리커 방출한계 계산에 활용될 예정이다.
참고문헌 (3)
N. H. Cho, Y. H. Song, et al., 'The determination of reference impedance for a public LV power supply system and standardization of a flicker measurement method', Final term Report, KEPRI, 2005
IEC TR 60725, 'Consideration of reference impedance and public supply network impedance for use in determining disturbance characteristics of electrical equipment having a rated current $\leq$ 75A per phase', 2005
N. H. Cho, H. H. Lee, et al., 'The Study for the harmonic standard in distribution system', Final term Report, KEFRI, 2005
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