배전반에서 전압은 정상인데 특정 회로의 전압 파형이 왜곡되는 이유는 무엇인가요?

Question

배전반에서 일반 전압계로 측정한 전압은 정상 범위에 있는데, 전력분석기로 파형을 확인하면 특정 회로의 전압이 찌그러지거나 고조파가 많이 포함된 것으로 나타나는 경우가 궁금합니다. 일반 전압계의 표시값만 보면 이상이 없는 것처럼 보이지만, 인버터나 정류기처럼 전력전자 장치가 많은 설비에서는 전압 파형의 왜곡이 발생할 수 있다고 알고 있습니다. 이런 왜곡이 단순히 특정 부하에서 발생하는 현상인지, 전원 계통 전체에 영향을 주는 문제인지 구분하는 방법을 알고 싶습니다. 현장에서는 전압 총고조파왜형률과 전류 파형, 부하 구성을 어떻게 비교하고 어떤 경우에 추가 점검이 필요한가요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

전압계에 표시되는 실효값이 정상이어도 전압 파형에는 고조파가 포함되어 있을 수 있습니다. 인버터, 정류기, 스위칭 전원 등 비선형 부하는 전류 파형을 왜곡시키며, 계통 임피던스와 상호작용하면서 전압 파형에도 왜곡을 유발할 수 있습니다. 먼저 전력분석기로 전압과 전류의 실효값, 파형 및 총고조파왜형률(THD)을 확인하고, 문제가 발생하는 회로와 다른 회로의 측정값을 비교해야 합니다. 특정 부하를 운전할 때만 왜곡이 커진다면 해당 장치의 영향일 가능성이 있으며, 여러 회로에서 동시에 나타난다면 전원 계통이나 공통 배전 경로도 검토해야 합니다. 고조파가 과도하면 변압기와 케이블의 발열, 보호장치 오동작, 제어기기의 불안정 등을 유발할 수 있으므로 측정 결과를 설비 기준과 비교해 판단해야 합니다. 일반 전압계만으로 파형의 품질을 판단하기는 어려우므로 적절한 전력분석기를 사용하고, 측정 시 부하 운전 조건과 시간을 함께 기록하는 것이 중요합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

일반 전압계는 전체 크기만 보여주죠. 그래서 찌그러진 파형을 못 잡아서 그렇습니다. 왜냐하면 인버터 같은 기계가 전기를 툭툭 끊어서 이상하게 쓰기 땨문이죠. 그래서 전압이 정상처럼 보이더라도 속으로는 파형이 울퉁불퉁 망가지는 겁니다.

그래서 고장인지 아닌지를 볼려면은 전력분석기를 이용해서 전류의 수치를 같이 확인하시는게 필요합니다. 왜냐하면 특정한 기계하나만 문제라면, 그 장치만 고치면 되기 떄문이죠. 결론적으로 찌그러짐이 너무 심하면 필터를 달으셔서 전기를 다듬어주는게 필요하시겠습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

배전반에서 일반 전압계로 측정한 전압이 정상이라고 하더라도 전압 파형이 왜곡될 수 있습니다. 일반 전압계는 주로 전압의 실효값을 표시하기 때문에 파형이 얼마나 찌그러졌는지까지는 확인이 불가능하기 때문 입니다. 대표적으로 인버터, 정류기, UPS와 같은 전력전자 장치에서 발생하는 고조파가 원인이 될 수 있습니다. 이러한 전류가 배선이나 변압기의 임피던스를 통과하면 전압 파형에도 왜곡이 나타날 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

인버터 같은 장치가 전기를 불규칙하게 쓰면 전압 파형이 찌그러져 고조파가 생깁니다. 메인 전원과 특정 회로의 상태를 비교해 왜곡이 심하고 기기가 뜨거워진다면 필터 설치 등의 점검이 필요합니다