전력전송 나오는 내용에서 역률 개선을 위해 전력용 콘덴서를 설치하는 이유는 무엇인가요?

Question

기사시험 준비과정에서 전력전송 과목 내용에 역률 개선을 위해 전력용 콘덴서를 설치한다는 내용이 있습니다. 어떻게 도움을 주는건지 알려주시면 감사드리겠습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전력용 콘덴서는 모터 같은 유도성 부하가 사용하는 지연 무효전력을 상쇄하기 위해 설치하는 장치입니다. 그리고 콘덴서가 진상 전류를 공급해줍니다. 그래서 무효전력을 줄여주면 선로에 흐르는 전체 전류가 감소하게 됩니다. 덕분에 전선에서의 전력 손실이 줄어들구요, 전압 강하도 방지되어 전기를 훨씬 효율적으로 쓸수 있습니다. 또한 변압기 설비의 여유 용량이 늘어납니다. 마지막은 전기 요금까지 절약되니 일석이조라 할수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 서수용 전기기사입니다.

전력전송에서 역률을 개선하기 위해 전력용 콘덴서를 설치하는 이유는 부하의 성질로 인해 발생하는 무효전력을 보상하여 전력계통의 효율과 전압 품질을 향상시키기 위함입니다. 일반적인 전력 부하는 전동기나 변압기와 같이 유도성 성분을 많이 포함하고 있어 전류가 전압보다 지상으로 흐르게 되며, 이로 인해 무효전력이 증가하고 역률이 저하됩니다.

역률이 낮아지면 같은 유효전력을 전달하기 위해 더 큰 전류가 필요하게 되고, 그 결과 송전선로와 설비에 흐르는 전류가 증가하여 I²R 손실이 커집니다. 또한 전압 강하가 커지고, 발전기·변압기·송전선 등의 설비 용량을 충분히 활용하지 못하는 문제가 발생합니다 이는 전력설비의 이용 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 추가적인 설비 투자와 운전 비용 증가로 이어집니다.

전력용 콘덴서는 전압에 대해 전류가 진상으로 흐르는 특성을 가지고 있어, 유도성 부하에서 발생하는 지상 무효전력을 상쇄하는 역할을 한다. 콘덴서를 부하 근처에 설치하면 필요한 무효전력을 현지에서 공급할 수 있으므로, 계통 전체를 통해 흐르는 무효전력이 감소하게 됩니다. 그 결과 송전 전류가 줄어들고 선로 손실과 전압 강하가 감소하며, 계통 전압이 안정됩니다.