저압 무효전력 보상 시스템의 리액턴스율 선정 방법

5차 및 7차 고조파의 증폭을 효과적으로 억제하기 위해 현재 시장에는 서로 다른 리액턴스율(5.5%, 6% 또는 7%)을 가진 무효전력 보상 시스템이 출시되어 있습니다. 어떤 시스템이 최고의 성능을 제공할까요? 어떻게 선택해야 할까요?

리액터와 직렬로 커패시터를 연결하는 목적

전력전자 기술의 급속한 발전과 반도체 기술의 성숙으로 인해 산업 현장에서는 부하 크기에 따라 출력 전력을 조정하여 에너지 절약 및 소비 감소를 실현할 수 있는 모터용 가변 주파수 드라이브, 제어 정류기 및 간헐 제어 장비를 자주 활용합니다. 그러나 이러한 부하의 전류 파형은 작동 중에 비선형적이고 불연속적입니다. 이러한 상황에서 순수 커패시터를 무효전력 보상으로 사용하면 병렬 공진의 위험이 발생합니다.

순수 커패시터와 시스템의 등가 임피던스 사이의 병렬 공진을 방지하기 위해 커패시터는 리액터와 직렬로 연결됩니다. 이렇게 하면 시스템 고조파 전류 측면에서 커패시터의 임피던스가 유도성이 되어 공진점을 효과적으로 피하고 시스템 공진을 방지할 수 있습니다. 또한 커패시터를 리액터와 직렬로 연결하면 돌입 전류도 줄이고 억제할 수 있습니다.

무효전력 보상 직렬 리액터의 주요 목적은 시스템 무효전력을 보상하는 것 외에도 시스템 병렬 공진점을 피하고 공진 위험을 방지하는 것입니다. 5.5%, 6% 또는 7% 리액터를 사용하든 주요 목적은 5차 및 7차 고조파의 증폭을 방지하는 것입니다. 따라서 세 가지 리액턴스율은 기능적으로 동일합니다. 그러나 직렬 리액턴스율이 다르기 때문에 고조파 흡수 효과가 다르고 커패시터 단자 전압 상승도 다르다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 5.5% 리액턴스율을 사용할 때는 리액터의 정격 전류를 신중하게 고려해야 합니다. 그 이유는 동조 주파수가 다른 두 비율보다 5차 고조파 주파수에 더 가깝고 커패시터의 내전압도 그에 따라 높여야 하기 때문입니다. 7% 리액턴스율을 사용할 때는 커패시터 정격 전압 선택에 주의해야 합니다. 리액터를 직렬로 연결한 후 커패시터 단자 전압 상승이 다른 두 비율보다 더 크기 때문입니다. 세 가지 리액턴스율의 종합적인 비교는 표 1에 나와 있습니다.

시스템 고조파 전류가 너무 클 경우(일반적으로 100A 초과), 동조된 필터 커패시터-리액터 그룹은 안전 위험을 초래할 수 있으며 고조파 완화가 필요할 수 있습니다.