전기설비의 고조파 왜율이 높아졌는데도 전압과 주파수는 정상으로 표시되는 이유는 무엇인가요?

Question

수변전설비의 전력품질을 점검하다가 전압과 주파수는 정상 범위로 표시되는데 고조파 왜율이 높게 측정되는 경우가 있습니다. 일반적인 전압계와 주파수계만 확인하면 전원 상태가 정상인 것처럼 보이지만, 인버터나 정류기 등 비선형 부하가 많아지면 전류 파형이 왜곡될 수 있다고 들었습니다. 고조파가 높아지면 변압기나 케이블의 발열, 보호장치의 오동작에도 영향을 줄 수 있는지 궁금합니다. 어떤 계측값을 추가로 확인하고, 고조파 발생 원인을 어떻게 찾아야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

전압의 실효값과 주파수가 정상이어도 파형의 모양은 왜곡될 수 있습니다. 인버터, 정류기, 스위칭 전원장치처럼 전류를 비정현파 형태로 사용하는 부하가 많으면 고조파가 발생할 수 있습니다. 먼저 전력품질 분석기로 전압·전류의 총고조파왜율(THD)과 주요 차수별 고조파를 측정합니다. 특정 부하의 운전 전후를 비교하면 발생원인을 좁히는 데 도움이 됩니다. 고조파 전류가 커지면 변압기와 케이블의 추가 발열, 중성선 전류 증가, 계측 및 보호장치의 오차 등이 나타날 수 있습니다. 다만 고조파 수치만으로 설비 이상을 단정하지 말고 부하 종류와 측정 위치를 함께 확인해야 합니다. 개선이 필요하다면 부하 특성에 맞는 필터나 설비 운전 대책을 검토해야 합니다.