콘덴서를 이용한 역률개선 방법은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 전기산업기사 자격증 공부중인데 모르는 문제가 있어서 질문드립니다. 콘덴서를 이용한 역률개선은 어떠한 원리로 되는겁니까?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.
콘덴서를 이용한 역률 개선은 모터 같은 부하에서 발생하는 늦은 위상의 지상 무효전력을 콘덴서의 앞선 위상인 진상 무효전력으로 상쇄하는 원리입니다. 이렇게 무효전력을 줄여주면 전력 손실이 감소하게됩니다. 그리고 전압 강하를 방지할 수 있어서, 설비 효율이 아주 좋아집니다. 결과적으로 전체 전류가 줄어들어 전기 요금 절감 효과까지 볼수가 있게되는겁니다. 감사합니다.
안녕하세요. 서수용 전기기사입니다.
콘덴서를 이용한 역률 개선의 원리는 교류 회로에서 발생하는 무효전력을 줄여 전압과 전류의 위상차를 감소시키는 것에 있습니다.
일반적인 전동기, 변압기와 같은 유도성 부하는 전류가 전압보다 늦게 흐르는 특성이 있어 위상차가 발생합니다. 이때 실제로 일을 하는 유효전력 외에, 에너지를 저장했다가 다시 돌려보내는 무효전력이 함께 흐르게 되며, 이로 인해 역률이 낮아집니다. 역률이 낮아지면 같은 일을 하더라도 더 큰 전류가 필요해져 배전 설비의 손실이 증가하고 전기요금도 비효율적으로 커집니다.
콘덴서는 전압보다 전류가 먼저 흐르는 용량성 특성을 갖습니다. 따라서 유도성 부하가 만드는 지상 무효전력과 반대 성질의 진상 무효전력을 공급할 수 있습니다. 회로에 콘덴서를 병렬로 접속하면, 유도성 부하에서 필요한 무효전력의 일부를 전원 대신 콘덴서가 담당하게 됩니다.
그 결과 전원에서 공급되는 전체 전류가 감소하고, 전압과 전류 사이의 위상차가 줄어들어 역률이 개선됩니다. 이는 삼각형 관계에서 무효전력 성분이 줄어들고 유효전력 성분 비율이 커지는 효과로 설명할 수 있습니다.
결국 콘덴서를 이용한 역률 개선이란, 부하 자체를 바꾸는 것이 아니라 무효전력의 흐름을 현장에서 보삼함으로써 전력 사용을 효율화하는 방법이며, 설비 손실 감소, 전압 강하 완화, 전력 설비의 여유 용량 확보라는 장점을 가져옵니다.