KR100428458B1 - 전력 저감 장치 - Google Patents

전력 저감 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100428458B1
KR100428458B1 KR1020030078811A KR20030078811A KR100428458B1 KR 100428458 B1 KR100428458 B1 KR 100428458B1 KR 1020030078811 A KR1020030078811 A KR 1020030078811A KR 20030078811 A KR20030078811 A KR 20030078811A KR 100428458 B1 KR100428458 B1 KR 100428458B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
leg
wound
reactor
winding
coil
Prior art date
Application number
KR1020030078811A
Other languages
English (en)
Inventor
박훈양
Original Assignee
주식회사 에너테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에너테크 filed Critical 주식회사 에너테크
Priority to KR1020030078811A priority Critical patent/KR100428458B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100428458B1 publication Critical patent/KR100428458B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 삼상 다선식 결선의 전원 계통과 연결되되, 상선들 각각과 연결되는 한 상의 권선 각각을 세 개의 레그를 가진 코아에 권취한 리액터(20) -제 1 권선은 제 1 및 제 2 레그에 권취하고 제 2 권선은 제 2 및 제 3 레그에 권취하고 제 3 권선은 제 3 및 제 1 레그에 권취하되 권선의 권취하는 방향을 반대로 하면서 권취하고 중성선에 각각 연결함- 와, 중성선에 연결된 리액터 커패시터 병렬구조체(30)와, 상기 전원 계통(10)과 상기 리액터(20) 사이의 각 상선에 접속된 커패시터와 직렬로 연결된 저항 인덕터 병렬 회로인 고조파 저감 소자 구조체를 포함하여 부하로부터 발생하는 고조파가 중성선으로 다량 유입되는 것을 방지하는고조파 저감 전기 장치에 관한 것이다.

Description

전력 저감 장치{power saving apparatus}
본 발명은 전력 저감장치에 관한 것으로서, 전력라인에서 전압과 전류들 사이의 불균형을 제거하고 3배수 이상의 고조파 성분을 저감할 수 있는 전력 저감장치에 관한 것이다.
종래에는 3상 자동리액터가 사용될 때, 3상 사이에 불균형이 발생할 수 있으며 나아가 3배수 이상의 고조파 전류가 불평형 전류와 함께 중성선에 다량으로 흐를 수 있다. 고조파는 변압기, 콘덴서, 전동기, 케이블 등 각종 전기기기에 이상전류를 발생시켜 전기기기의 수명을 단축시키고 운전에 지장을 주며 배전계통에서 중성접지 리액터(NGR: neutral grounding reactor) 과열, 중성선 과열 등 다양한 문제점을 야기한다.
전력계통의 고장은 지락이 전체 고장의 70 내지 80%를 차지하며 지락 고장을초기에 차단하지 못하면 건전상의 이상전압 발생으로 다른 전력설비를 손상시켜 수명을 단축시키는 원인이 된다. 주리액터 NGR은 전력계통에서 지락사고가 발생하였을 때 지락전류를 제한하여 고장전류가 변전소 주리액터로 유입되는 것을 줄이기 위해 설치된다. 그런데 각 수용가에서 발생한 3배수 고조파는 한전 배전선로의 중성선으로 모두 유입되어 변전소 주리액터의 NGR에 정격전류 이상의 전류가 흐르게 되어 NGR이 과열된다.
한편, 통상 사용되는 중성선의 굵기는 다른 상에 비하여 같거나 가늘게 선정되어 있는데 영상분 고조파에 의하여 중성선에 많은 전류가 흐르면 케이블이 과열된다. 특히 3배수 고조파는 기본파보다 높은 주파수를 갖고 있기 때문에 표피효과와 근접 효과에 의한 저항 증가로 과열이 심해지게 된다.
본 발명은 3상 자동리액터가 사용될 때 3상 사이에 불균형을 방지하면서 동시에 3배수 이상의 고조파 전류가 중성선에 다량으로 흐르는 것을 방지하여 배전계통에서의 중성선 과열 등의 문제점을 해결한 전력 저감장치를 제공하고자 한다. 즉, 본 발명은 전술한 바와 같은 고조파 성분으로 인한 문제점을 해결하며 동시에 전류 불평형을 개선하여 전력 저감을 실현하는 전력 저감장치를 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 회로도이다.
본 발명은 제 1 레그, 제 2 레그 및 제 3 레그를 구비한 코아와 상기 코아에 권취된 제 1 권선, 제 2 권선 및 제 3 권선으로 구성된 리액터(20) - 상기 리액터는 삼상 전원 계통에 연결됨- 와, 상기 전원 계통과 상기 리액터(20) 사이의 각 상선에 접속된 고조파 저감 소자 구조체와, 중성선에 연결된 리액터 커패시터 병렬 회로(30)를 포함하며, 상기 제 1 권선은 상기 제 1 레그의 상단에 권취된 후 상기 제 2 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결되되, 상기 제 2 레그의 하단에 권취될 때는 상기 제 1 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 권취되며, 상기 제 2 권선은 상기 제 2 레그의 상단에 권취된 후 상기 제 3 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결되되, 상기 제 3 레그의 하단에 권취될 때는 상기 제 2 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 권취되며, 상기 제 3 권선은 상기 제 3 레그의 상단에 권취된 후 상기 제 1 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결되되, 상기 제 1 레그의 하단에 권취될 때는 상기 제 3 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 권취되며, 상기 고조파 저감 소자 구조체는 커패시터와 직렬로 연결된 저항 인덕터 병렬 회로인 전력 저감 장치에 관한 것이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 1에 의하면, 본 발명의 장치는 전원 계통과 연결된 리액터(20)와; 전원계통과 리액터 사이에 연결된 캐피시터, 저항, 인덕터로 구성된 소자를 포함한다. 리액터(20)는 3개의 레그를 가지는 아이언(iron) 코어와 이에 권취된 도선들로 구성되는데, 먼저 제 1 권선은 제 1 레그의 상단에 권취된 후 제 2 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결된다. 이 때 제 2 레그에 권취될 때는 제 1 레그에 권취된 방향과 권취방향이 바뀌게 된다. 제 2 권선은 제 2 레그의 상단에 권취된 후 제 3 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결된다. 제 3 레그의 하단에 권취될 때는 제 2 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 된다. 제 3 권선은 제 3 레그의 상단에 권취된 후 제 1 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결된다. 이 때 제 1 레그에 권취될 때는 제 3 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 된다. 이렇게 권취방향을 반대로 하면서 권취시킴으로써 부하(40)에서 발생한 영상분 전류의 위상이 상호 반대로 되어 상쇄되게 되어 중성선에 영상분 전류가 적게 흐르게 한다. 여기서 각 상의 권선수는 동일하다. 도 1의 아이언 코아의 레그들 각각에 감기어 있는 한 쌍의 권선들을 통해 흐르는 영상 고조파 전류는 크기는 같으나 극성이 반대이다. 이러한 권선들에 흐르는 전류에 의해 야기되는 자속도 크기는 동일하나 극성이 반대가 된다. 자로를 공통으로 사용하므로 자속이 서로 상쇄되며, 자속 상쇄로 인하여 영상 임피던스는 감소하게 된다. 따라서 부하(40)측에서 발생된 영상 고조파 전류는 영상 임피던스가 낮은 리액터(20)를 통해 다시 부하(40)측으로 흐르고, 정상 및 역상분 전류의 불평형분만 중성선을 통해 흐르게 된다. 따라서 중성선에 다량의 영상 고조파 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 나아가 동조된 리액터 커패시터 병렬 회로(30)를 중성선에 직렬로 연결하여 고조파를 저지하게 함으로써 중성선 전류에 흐르는 고조파 전류를 저감한다. 이러한 구조의 리액터 커패시터 병렬 구조체는 특정 고조파에 대하여 임피던스를 작게 하여 고조파를 흡수함으로써 도 1에 도시된바와 같이 권취된 리액터 구조(20)를 통해 저감된 고조파 전류를 다시 한번 저감시키는 고조파 필터로 작용함으로써 부하(40)측에서 발생한 고조파 성분이 중성선에 흐르는 것을 방지한다. 바람직하게는 3차 고조파나 5차 고조파에 대하여 리액터와 커패시터가 동조되게 하여 임피던스를 작게 함으로써 해당 고조파를 흡수한다. 나아가 전원계통(10)과 리액터(20) 사이에 고조파 저감용 소자로서 병렬로 연결된 저항과 인덕터에 커패시터를 직렬로 연결한다. 이러한 구조의 고조파 저감용 소자는 특정 고조파에 대하여 임피던스를 작게 하여 고조파를 흡수할 수 있다. 이렇게 특정 주파수의 고조파에 대하여 임피던스를 작게 한 고조파 저감용 소자를 연결함으로써, 엇갈려 권취된 리액터 구조(20)를 통해 저감된 고조파 전류를 다시 저감시킨다. 따라서 본 발명은 특수하게 권취된 리액터(20) 및 특정 주파수의 고조파에 대하여 작은 임피던스를 갖는 RLC회로를 이용하여 부하(40)측에서 발생한 고조파를 다시 부하(40)측으로 돌려보내 중성선에 흐르는 고조파를 저감시킨다. 즉,부하(40)측에서 발생한 고조파 성분이 중성선에 흐르는 것을 방지한다.
본 발명은 중성선에 다량의 고조파 전류가 흐르는 것을 방지함으로써, 변압기, 콘덴서, 전동기, 케이블 등 각종 전기기기에 이상전류를 발생시켜 전기기기의 수명을 단축시키고 운전에 지장을 주며 배전계통에서 중성접지 리액터(NGR: neutral grounding reactor) 과열, 중성선 과열 등 고조파로 인한 다양한 문제점을 해결하는 효과를 가져온다.
특히 중성선에 다량의 고조파 전류가 흐르는 것을 3중으로 방지하고 있는바, 우선 특수하게 권취된 리액터(20)를 통해 주파수에 관계없이 고조파전류의 중성성 유입을 방지하고 나아가 중성선에 연결된 커패시터 리액터 병렬회로를 통해 일정 주파수 예를 들면 3배수 또는 5배수 고조파의 중성선 다량 유입을 방지하고 전원 계통과 리액터(20) 사이의 각 상선에 연결된 소자 구조체를 통해 특정 주파수 예를 들면 3배수 또는 5배수 고조파의 중성선 다량 유입을 방지할 수 있다.
특히 배전계통에서는 주로 3배수 또는 5배수 고조파가 문제되므로 중성선에 연결된 커패시터 리액터 병렬회로는 3배수 주파수(180Hz) 에 대하여 동조되어 3배수 주파수에 대하여 작은 임피던스를 가지게 하고 전원 계통과 리액터(20) 사이의 각 상선에 연결된 소자 구조체는 5배수 주파수(300Hz)에 대하여 작은 임피던스를 가지게 하여 부하에서 발생된 3배수 및 5배수 고조파를 각각 부하로 되돌려 보내 중성선으로 유입되는 것을 방지함으로써 배전계통에서 고조파로 인한 다양한 문제점을 해결한다.

Claims (3)

  1. 전력 저감장치에 있어서,
    제 1 레그, 제 2 레그 및 제 3 레그를 구비한 코아와 상기 코아에 권취된 제 1 권선, 제 2 권선 및 제 3 권선으로 구성된 리액터(20) - 상기 리액터(20)는 삼상 전원 계통(10)에 연결됨- 와,
    상기 전원 계통(10)과 상기 리액터(20) 사이의 각 상선에 접속된 고조파 저감 소자 구조체와,
    중성선에 연결된 리액터 커패시터 병렬 회로(30)를 포함하며,
    상기 제 1 권선은 상기 제 1 레그의 상단에 권취된 후 상기 제 2 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결되되, 상기 제 2 레그의 하단에 권취될 때는 상기 제 1 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 권취되며,
    상기 제 2 권선은 상기 제 2 레그의 상단에 권취된 후 상기 제 3 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결되되, 상기 제 3 레그의 하단에 권취될 때는 상기 제 2 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 권취되며,
    상기 제 3 권선은 상기 제 3 레그의 상단에 권취된 후 상기 제 1 레그의 하단에 권취되고 중성선과 연결되되, 상기 제 1 레그의 하단에 권취될 때는 상기 제 3 레그에 권취된 방향과 권취방향이 반대로 권취되며,
    상기 고조파 저감 소자 구조체는 커패시터와 직렬로 연결된 저항 인덕터 병렬 회로이고,
    상기 리액터 커패시터 병렬 회로는 특정 주파수의 고조파에 대하여 작은 임피던스를 갖도록 동조되게 형성되며,
    상기 고조파 저감 소자 구조체는 특정 주파수의 고조파에 대하여 작은 임피던스를 갖는
    전력 저감 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020030078811A 2003-11-07 2003-11-07 전력 저감 장치 KR100428458B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030078811A KR100428458B1 (ko) 2003-11-07 2003-11-07 전력 저감 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030078811A KR100428458B1 (ko) 2003-11-07 2003-11-07 전력 저감 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100428458B1 true KR100428458B1 (ko) 2004-04-28

Family

ID=37335183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030078811A KR100428458B1 (ko) 2003-11-07 2003-11-07 전력 저감 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100428458B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100790523B1 (ko) 2005-06-28 2008-01-02 (주) 에스아이이 전력 절감기능을 갖춘 고조파 제거장치
KR20160092788A (ko) 2015-01-28 2016-08-05 동인시스템 주식회사 중성선 전류 제거 장치
KR102417810B1 (ko) * 2021-11-23 2022-07-06 (주)삼문이엔아이 3상4선식 배전전력 품질개선 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100790523B1 (ko) 2005-06-28 2008-01-02 (주) 에스아이이 전력 절감기능을 갖춘 고조파 제거장치
KR20160092788A (ko) 2015-01-28 2016-08-05 동인시스템 주식회사 중성선 전류 제거 장치
KR101717561B1 (ko) * 2015-01-28 2017-03-20 동인시스템 주식회사 중성선 전류 제거 장치
KR102417810B1 (ko) * 2021-11-23 2022-07-06 (주)삼문이엔아이 3상4선식 배전전력 품질개선 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gonzalez et al. Design of filters to reduce harmonic distortion in industrial power systems
US8174810B2 (en) Method and apparatus for reducing differential mode and common mode reflections in motor drives
KR100825058B1 (ko) 고조파 감쇄 변압기
KR101398599B1 (ko) 친환경 절전형 하이브리드 변압기 및 그 절전방법
KR100685289B1 (ko) 삼상 다선식 전력라인의 고조파 저감장치
KR101540998B1 (ko) 친환경 절전형 하이브리드 변압기
KR101398596B1 (ko) 친환경 절전형 하이브리드 고조파 상쇄장치 및 그 절전방법
JP2010119288A (ja) 共振を緩和するシステム及び方法
JPH0328142B2 (ko)
JP5060244B2 (ja) リアクトル
KR100364513B1 (ko) 전력라인에서의 고조파 저감장치
JP2020103029A (ja) コモンモード減衰を呈する三相ディファレンシャルモードリアクトルを含むフィルタを有するモータードライブ
JP2007525933A (ja) 超伝導電流制限システムおよび超伝導電流制限方法
KR20140120084A (ko) 친환경 절전형 하이브리드 고조파 상쇄장치 및 그 제어방법
KR100428458B1 (ko) 전력 저감 장치
KR100428459B1 (ko) 고조파 저감장치
US7923867B2 (en) Electromagnetic noise suppression system for Wye power distribution
KR100740349B1 (ko) 삼상 3레그 전력 절전 및 고조파 감쇄 변압기
Barnes Harmonics in power systems
US8446701B2 (en) Single-phase transient voltage suppression circuit
KR100435106B1 (ko) 영상분 임피던스의 공진을 이용한 고조파 저감장치
KR101337948B1 (ko) 고조파 파형을 개선한 발전기
KR100790523B1 (ko) 전력 절감기능을 갖춘 고조파 제거장치
KR101429465B1 (ko) 삼상 다선식 전력라인의 전력 품질 개선 장치
KR101034989B1 (ko) 전원품질개선장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130328

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140408

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160408

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170407

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee