역률 보정 및 고조파 공진: 전력 품질 전문가 및 플랜트 엔지니어를 위한 참조 가이드

역률 보정은 산업 전기 공학에서 가장 일상적인 투자 중 하나입니다. 커패시터 뱅크 설치, 무효 전력 요금을 줄입니다, 공과금을 개선하다. 수십 년 동안 이 접근 방식은 안정적으로 작동했습니다.. 선형 유도 부하가 지배하는 세계에서, 커패시터는 원래 해야 할 일을 정확히 수행했습니다..

그 세계는 더 이상 대부분의 산업 시설에 존재하지 않습니다.. 가변 속도 드라이브, 스위치 모드 전원 공급 장치, 무정전 전원 공급 장치, 기타 비선형 부하는 이제 제조 분야의 전기 수요에서 차지하는 비중이 점점 더 커지고 있습니다., 수처리, 상업용 HVAC, 거의 모든 다른 부문. 이러한 환경에서는, 커패시터와 역률 간의 직접적인 관계가 무너지고 그 결과는 심각할 수 있습니다..

핵심 문제는 병렬 공진이다. 커패시터 뱅크가 변압기 인덕턴스를 포함하는 배전 시스템에 연결된 경우, 두 요소는 고유 주파수가 커패시터 크기와 네트워크 단락 수준에 따라 달라지는 공진 회로를 형성합니다.. 이 공진 주파수가 비선형 부하의 특성 고조파와 일치하는 경우 — 5번째, 7일, 또는 6펄스 드라이브 설치의 11차 고조파 - 결과는 극적입니다.. 가변 속도 드라이브에 의해 주입된 작은 고조파 전류가 LC 회로를 진동시킵니다.. 공진 루프 내부, 커패시터와 변압기 사이, 순환 전류가 생성됩니다. 20 에 40 주입된 고조파 전류의 곱. 퓨즈가 끊어졌습니다.. 커패시터 케이스가 부풀어 오른다. 트랜스포머는 뜨겁게 달린다. 뚜렷한 이유 없이 보호 계전기가 작동합니다.. 퓨즈를 교체하면 다시 끊어집니다. 원인이 된 공진 상태가 해결되지 않았기 때문입니다..

이 문제를 특히나 교묘하게 만드는 것은 기존 계측기에서는 거의 눈에 띄지 않는다는 것입니다.. LC 루프 내부를 순환하는 전류는 공급량계에 나타나지 않습니다.. 전력 품질 데이터를 검토하는 엔지니어는 명백히 잘못된 점을 발견하지 못했습니다.. 그리고 드라이브가 기존 설치에 추가됨에 따라 공진 조건이 점진적으로 발전할 수 있습니다., 또는 갑자기 커패시터 뱅크가 확장될 때 - 단일 스위칭 작업으로 이전에 안전했던 시스템을 위험한 시스템으로 전환.

IPQDF 기술 참조 시리즈의 새 기사는 이 주제에 대한 완전한 엔지니어링 처리를 제공합니다.. 병렬 공진의 물리학과 전통적인 전류 분배기 직관이 공진에서 무너지는 이유를 다룹니다., 공명 문제를 식별하는 현장 증상, 안전한 커패시터 사양을 위한 6단계 평가 방법론, 디튜닝된 커패시터 뱅크와 그들이 달성하는 것과 달성하지 못하는 것, 수동 고조파 필터 설계 및 한계, 능동형 고조파 필터와 공진 위험을 완전히 제거하는 방법. 의사결정 흐름도가 포함된 실용적인 선택 가이드, 기술 비교표, 실제 사례는 실무자가 특정 설치에 적합한 솔루션을 선택하는 데 도움이 됩니다..

이 기사에는 실제 6펄스 VFD 고조파 주입 레벨을 기반으로 한 실시간 임피던스 및 커패시터 전류 계산 기능을 갖춘 공명 탐색기를 포함하여 물리 현상을 실제 설치에 직접 적용할 수 있는 세 가지 대화형 그림이 포함되어 있습니다..

가변 속도 드라이브가 있는 공장에서 커패시터 뱅크에 장애가 발생한 경우, 또는 그러한 설치에 대해 역률 보정을 지정하려는 경우, 이 기사는 당신에게 필요한 참고 자료입니다.

Denis Ruest · IPQDF 기술 참조 시리즈 · 고조파 및 역률 커패시터: 실패 이해, 공명 및 필터 솔루션