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저압설비 플리커 특성평가를 위한 국내 저압계통 기준 임피던스 산정 연구
A Study on the Calculation of Reference Impedances in Domestic Low-Voltage Power System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.60 no.9, 2011년, pp.1651 - 1655  

강문호 (한국전력공사 전력연구원) ,  송양회 (지식경제부 기술표준원 정보통신표준과) ,  이흥호 (충남대학교 전기공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The reference impedances which is about 95% supply impedance value of residential consumers' supply impedances was published by IEC in 1980. The reference impedances are the standard values for use in determining the voltage disturbance characteristics of electrical equipment like the flicker. In IE...

주제어

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문제 정의

  • 그러나 국내와 같이 60Hz 주파수를 사용하는 국가에 적합한 기준 임피던스는 제시되어 있지 않고 또한 기준 임피던스는 전압변동 기준, 수용가의 전력사용량, 수용가 인입거리 등에 따라 상이하게 나타난다. 따라서 본 논문에서는 국내 단상 2선식 및 3상 4선식 저압계통에 연결되는 상당 공급용량 100A 미만 전기설비의 플리커 특성평가에 적합한 기준 임피던스를 다음과 같이 산출하였다.
  • 또한 각 전력회사는 전압변동 기준에 따라 고객의 전력 사용량 및 변압기에서 고객까지의 거리를 고려하여 전력선을 선정하며, 기준 임피던스는 전압변동 기준, 수용가의 전력사용량, 수용가와의 인입거리 등 저압계통의 특성에 따라 상이한 특성을 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 국내 저압계통의 지역별 특성 및 부하공급용량을 반영하여 국내 저압설비의 플리커 특성평가에 적합한 기준 임피던스를 산정하였다[1].

가설 설정

  • 지금까지 실계통 측정을 통해 산출한 저압계통 임피던스는 단상 2선식으로 상당 공급용량 100A미만 전기설비의 플리커 평가에 사용되는 기준 임피던스 값이다. 동일 공급용량에서 3상 4선식 기준 임피던스는 고조파 및 불평형 전류의 증가에 따라 전압선과 중성선이 동일한 굵기로 사용되고 있어, 전압선과 중성선의 임피던스는 동일하다고 가정하고 계산하였다. 또한 변압기 임피던스는 고객 전력공급에 사용되는 일반형 주상변압기 20 ~ 100kVA를 대상으로 계산하고 그 평균값을 사용하였으면 계산 결과는 표 3과 같다.
  • 저압계통의 임피던스는 단상 고객의 경우, 전압선과 중성선이 모두 동일 굵기와 긍장으로 구성되어 있어 전압선과 중성선의 임피던스가 동일하다고 가정하고 데이터를 취득하였으며, 삼상 고객의 경우에도 불평형 전류와 3차 고조파 전류에 의한 영향으로 중성선을 전압선과 동일한 굵기를 사용하고 있어, 본 논문에서는 전압선과 중성선의 임피던스가 동일하다고 가정하고 임피던스를 계산하였다. 따라서 전압선의 임피던스는 식 1과 같이 R-S, S-T, T-R의 2상간의 임피던스를 측정하여 그 값을 평균하고 50%값으로 구하였고, 중성선의 임피던스는 식 2와 같이 R-N, S-N, T-N의 전압선-중성선간의 임피던스 측정 후 그 평균값에 앞에서 구한 전압선의 임피던스를 빼주어 중성선의 임피던스를 구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IEC 60725규격에서 제시하는 기준임피던스를 우리나라에 그대로 도입하면 안되는 이유는 무엇인가? 25Ω으로 제시하고 있다. 그러나 IEC 60725에 규정된 기준 임피던스는 50Hz 주파수를 사용하는 국가를 대상으로 하고 있어, 국내와 같이 60Hz 주파수를 사용하는 경우 리액턴스 성분의 증가가 예상된다. 또한 각 전력회사는 전압변동 기준에 따라 고객의 전력 사용량 및 변압기에서 고객까지의 거리를 고려하여 전력선을 선정하며, 기준 임피던스는 전압변동 기준, 수용가의 전력사용량, 수용가와의 인입거리 등 저압계통의 특성에 따라 상이한 특성을 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 국내 저압계통의 지역별 특성 및 부하공급용량을 반영하여 국내 저압설비의 플리커 특성평가에 적합한 기준 임피던스를 산정하였다[1].
기준 임피던스란 무엇인가? IEC(International Electrotechnical Commission)는 1980년 유럽 각국의 저압계통 임피던스를 조사하여 대다수 국가의 약 95% 저압계통 임피던스를 기준 임피던스로 선정하고 이를 IEC 60725에 발표하였다. 기준 임피던스는 개별 고객의 계통 임피던스 조사결과를 바탕으로 개별 고객 부하설비의 플리커 유출규제시험에 동일하게 사용하기 위해 규정한 임피던스를 말한다. 플리커 현상은 고객의 전력 수급점에서의 전압강하에 기인하며, 이러한 전압강하는 고객의 부하특성과 저압계통 임피던스에 직접적인 영향을 받는다.
플리커 현상을 발생시키는 전압강하에게 직접적인 영향을 주는 요인은 무엇인가? 기준 임피던스는 개별 고객의 계통 임피던스 조사결과를 바탕으로 개별 고객 부하설비의 플리커 유출규제시험에 동일하게 사용하기 위해 규정한 임피던스를 말한다. 플리커 현상은 고객의 전력 수급점에서의 전압강하에 기인하며, 이러한 전압강하는 고객의 부하특성과 저압계통 임피던스에 직접적인 영향을 받는다. 또한 현 IEC의 플리커 한계 파라메타의 대부분은 상대 전압강하를 중요한 평가기준으로 하고 있어 저압계통 기준 임피던스는 플리커 기준을 적용할 때 그 평가결과를 결정하는 중요한 요소가 된다.
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참고문헌 (3)

  1. IEC 725, "Considerations on reference impedances for use in determining the disturbance characteristics of household appliances and similar electrical equipment", IEC, 1981. 

  2. Yang-Hoi. Song, Moon-Ho Kang, et al., "저압 전기 기기의 고조파 영향 평가 및 방출 한계기준에 관한 연구", 최종보고서, pp. 167-189, 2008. 

  3. IEC 60725, "Considerations on reference impedances and public supply network impedances for use in determining disturbance characteristics of electrical equipment having a rated current $\leq75A$ per phase", IEC, 2005. 

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