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하수처리장 변압기 설치사례 연구를 통한 전력손실 저감방안
Case Studies on the Electric Power Loss Reducing Methodology for Transformer Installation in Sewage Treatment Plant 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.25 no.1, 2011년, pp.70 - 77  

김주영 ((주)예다종합설계감리사무소) ,  최창규 (서울과학기술대학교 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Sewage treatment plants, consuming 1,756[GWh] which is 0.53[%] of national wide electricity consumption, is one of the electricity consuming facilites. At the research of electricity consumption and power quality analysis on sewage treatment plants, average utilization of transformer was less than 4...

주제어

#Transformer Design Optimization   #Reduction of Power Loss  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근 하수처리장에서 운전제어의 효율성을 높이기 위하여 정류기, 무정전 전원장치(UPS), 인버터 등의 사용 증대로 인한 고조파 왜형률(%THD)이 기준치를 초과하여 전력품질 저하 및 전력손실이 발생되므로 이에 대한 저감 대책이 요구된다. 본 논문에서는 변압기에서 발생되는 전력손실을 저감하기 위해서 하수도 시설기준의 수용률을 공정별 부하특성 및 운전조건 등을 고려 탄력적으로 적용하므로서 적정 변압기 용량이 되도록 하였으며, 고조파에 대한 적절한 대책으로 전력손실 저감 및 전원품질을 향상시켜 양질의 전원공급이 이루어지도록 하였다. 또한 부하율 변동에 따른 변압기 철심(core)별 특성 및 효과의 분석을 통하여 철손(core loss)을 개선시킬 수 있는 변압기로 제안하여 하수처리시설에서 저에너지 소비구조를 실현토록 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
변압기 손실을 크게 어떤 손실로 분류할 수 있는가? 변압기 손실은 크게 부하손과 무부하손으로 나눌 수 있으며, 부하손은 부하전류 또는 부하율 제곱에 비례하여 발생되는 손실이고, 무부하 손실은 부하율에 관계없이 일정하게 발생하는 손실이다. 따라서 손실은 용량, 철심 재질 및 부하특성에 따라 변화가 크므로 부하율이 낮은 경우 무부하손을, 부하율이 높은 경우에는 부하손과 무부하손을 모두 저감시킬 필요가 있다[1].
부하손과 무부하손이란 무엇인가? 변압기 손실은 크게 부하손과 무부하손으로 나눌 수 있으며, 부하손은 부하전류 또는 부하율 제곱에 비례하여 발생되는 손실이고, 무부하 손실은 부하율에 관계없이 일정하게 발생하는 손실이다. 따라서 손실은 용량, 철심 재질 및 부하특성에 따라 변화가 크므로 부하율이 낮은 경우 무부하손을, 부하율이 높은 경우에는 부하손과 무부하손을 모두 저감시킬 필요가 있다[1].
하수처리장의 전력변환설비에서 발생하는 고조파에 대한 저감대책으로 무엇이 있는가? 하수처리장의 전력변환설비에서 발생되는 고조파는 변압기 손실 증가 및 전원품질을 저하시키는 원인이 되므로 이에 대한 저감대책이 필요하다. 일반적으로 하수처리장에서의 고조파에 대한 억제대책으로는 고조파 발생 부하에 리액터(ACL, DCL)설치, 역률개선 콘덴서 설치, 변환기 다펄스화, 수동필터 설치, 능동필터 설치 및 영상 고조파필터 설치, 전원의 단락 용량 증대 등으로 고조파 왜형률(%THD)를 기준치 이하로 저감시켜 전력손실 및 전원품질을 향상 시킬 수 있다.
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참고문헌 (7)

  1. 강대욱, “효율등급 및 라벨링 제도 효율규격 제.개정”, 산자부, pp.22-27, 2007. 

  2. 김형탁, “부하율에 따른 변압기 선정에 관한 연구”, 성균대 석사학위논문, pp.11-14, 2006. 

  3. 환경부, “공공하수처리시설 운영관리실태 분석결과”, pp.2- 8, 2008. 

  4. 환경관리공단, “기술진단 사례집”, “제5장 전기.계장분야 기술진단 결과분석 및 사례”, pp.6-9, 2004. 

  5. 한국전기안전공사, “○○하수처리장 전기설비 안전진단 결과 보고서”, pp.57-74, 2009. 

  6. 환경부, “하수도 시설기준”, pp.938-940, 2008. 

  7. 효성, “Laser 고효율/저소음 몰드변압기 기술제안서”, pp. 6-20, 2008. 

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