전기설비에서 역률이 낮으면 왜 전류가 증가하나요?

Question

같은 3상 전력을 사용하는 설비라도 역률이 낮아지면 전원에서 더 큰 전류를 끌어간다고 배웠습니다. 실제 현장에서 전동기나 변압기 부하의 역률이 낮아지면 케이블이나 변압기에 부담이 커질 수 있다고 하는데, 유효전력은 같은데 왜 전류가 증가하는지 궁금합니다. 역률과 전류의 관계를 계산식과 함께 쉽게 이해하고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

3상 회로에서 유효전력은 대략 √3×전압×전류×역률로 계산됩니다. 따라서 같은 전압에서 필요한 유효전력이 일정하다면 역률이 낮아질수록 더 큰 전류가 필요합니다. 전류가 증가하면 케이블과 변압기의 동손인 I²R 손실도 증가하고 전압강하도 커질 수 있습니다. 그래서 전동기 등에서 불필요하게 낮은 역률이 유지되지 않도록 적절한 무효전력 보상을 적용합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전동기나 설비가 일을 할 때는 전원에서 전력을 받아옵니다. 그런데 역률이 낮다고 하는 것은 전기를 들어온 만큼 다 못 쓴다는 뜻이죠. 그래서 낭비한 전력이 생긴다는 뜻입니다. 그래서 필요한 만큼의 일을 해 주려면은 전원에서 전기를 더 많이 당겨와야만 하는 겁니다.

그러면 결국에는 일을 시키기 위해서 무효 전류라는 허당 전기가 전선에 자꾸 흘러들어가게 됩니다. 거기다가 쓸데없이 늘어난 전류 때문에 전선이 쉽게 뜨거워질 수가 있습니다. 그래서 변압기나 케이블에 열이 받게 되면서 과부하 부담이 커지게 되겠습니다.