KR101241958B1 - 교류 모터제어반용 무효전력보상장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터제어반(100)에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치(110)에 관한 것으로서, 보상부를 구성함에 있어서, 커패시터 뱅크(20)에는 복수의 보상 커패시터(C)를 구성하더라도 인덕터(10)는 고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터를 설치하며, 스위칭부(30)에 의해서 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 보상 커패시터를 상기 단일의 인덕터와 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하되, 모터 부하의 지상부하 무효전력량뿐만 아니라 적어도 3차 고조파의 발생을 기준으로 선택적으로 투입하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인덕터의 용량을 보다 작게 설치해도 되며 인덕터의 용량이 작아짐에 따라 발생될 수 있는 고조파 확대 문제 및 병렬 공진 문제의 부작용을 최소화할 수 있으며, 모터 부하의 근방에서 모터 부하에서 발생되는 지상 무효전력을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

교류 모터제어반용 무효전력보상장치{Reacive Power Compensating Apparatus for Alternating Current Motor}
본 발명은 교류 모터제어반용 무효전력보상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 제어반에 설치되며 교류 모터 부하에 대하여 병렬로 연결되는 커패시터 뱅크를 포함하는 무효전력보상장치에 관한 것이다.
무효전력은 선로에 흐르는 전류량을 증가시켜 열손실을 발생시키거나 변압기, 선로 및 배전반 등의 설비 용량을 증대시켜야 하며, 전기 요금의 산정에 있어서도 무효 전력의 발생량에 따라 불이익 또는 이익을 부여받는 등의 제도가 운용되고 있기도 한다.
따라서, 무효 전력의 증가에 따른 손실 및 불이익을 해소 또는 저감하기 위해 주로 변압기의 근방에서 교류 전압원에 연결된 커패시터를 이용하여 교류 전압원과 선로 사이에 교환되는 무효전력을 보상하기 위한 무효전력보상장치가 사용되고 있다.
도 1은 종래의 무효전력 보상장치의 예를 도시한 도면이다.
종래의 무효전력 보상장치는 주로 변압기(TR)의 근방에 설치되어 변압기(TR)로부터 출력되는 각 급전선에 대하여 병렬로 커패시터(5), 인덕터(4) 및 SCR-DIODE(3)의 어레이를 설치하고, 발생되는 무효전력의 양에 따라 적절하게 커패시터(5) 및 인덕터(4)를 투입하고 있다.
콘솔(2)은 계기용 변압기(PT) 및 변류기(CT)를 이용하여 교류 전압원으로부터 교환되는 무효전력의 양을 계측하며, 계측된 무효전력의 양에 따라 SCR-DIODE(3)를 스위칭하여 적절한 수의 인덕터(4) 및 커패시터(5)의 쌍을 투입하며, 여기서 각 인덕터(4) 및 커패시터(5)의 쌍에 있어서, 인덕터(4)의 리액턴스와 커패시터(5)의 리액턴스 사이에는 모든 쌍에 있어서 비율이 동일하게 되도록 각 인덕터(4) 및 커패시터(5)의 값이 설계된다. 따라서 콘솔(2)의 제어에 따라 임의의 쌍이 투입되더라도 인덕터(4) 및 커패시터(5)는 동일한 리액턴스 비를 가지도록 하며, 상용으로서 유용한 비율은 이미 정해져 있다.
그런데, 무효전력량의 넓은 변동폭에 대하여 적절히 대응하기 위해서는 인덕터(4) 및 커패시터(5)의 쌍의 갯수가 적어도 2 이상이고 갯수가 많을수록 좋으며, 이에 따라 커패시터(5)뿐만 아니라 인덕터(4)의 갯수도 증가된다. 그리고 각 인덕터(4) 및 커패시터(5)의 쌍에 있어서, 보상할 무효전력량의 설정된 단계의 폭이 작을수록 커패시터(5)의 용량은 작아진다.
Figure 112012086880805-pat00001
위 식에서 알 수 있는 바와 같이 커패시터(5)의 용량이 작을수록 커패시터(5)의 리액턴스(XC)는 커지게 되며, 이에 비례하여 인덕터(4)의 리액턴스(XL)를 크게 하려면 인덕터(4)의 용량(L)을 크게 해야 한다.
한편, 무효전력 보상장치를 배치함에 있어서, 무효전력이 발생되는 발생원(부하)에 가까이 배치할수록 전기적인 효율성은 증대된다. 그러나, 변압기 근방에 배치하는 대신, 또는 변압기 근방에 배치하는 것과 병행하여 발생원(부하)의 근방에 배치하면, 비용의 현저한 증가가 예상된다. 예를 들면, 모터 부하의 근방에서 무효전력을 보상하는 것은 현저한 비용 증가의 문제를 야기한다.
모터 제어반마다 무효전력 보상장치를 설치해야 할 뿐만 아니라, 각 무효 전력 보상장치에서도 사용되는 커패시터의 갯 수에 해당하는 만큼 인덕터의 숫자가 필요하므로, 전체 소요 비용의 엄청난 증가를 야기하게 된다.
나아가, 모터를 구동하기 위한 모터 제어반(MCC)의 내부에 또는 일체로 무효전력 보상장치를 설치하고자 하는 경우, 여러 개의 인덕터 및 커패시터 쌍이 차지할 공간이 필요하게 되므로, 심각한 공간상의 제약도 있게 된다.
상기한 종래 기술의 문제점 및 과제에 대한 인식은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이 아니므로 이러한 인식을 기반으로 선행기술들과 대비한 본 발명의 진보성을 판단하여서는 아니됨을 밝혀둔다.
특히, 무효전력 보상장치에서 인덕터 및 커패시턴스 사이의 용량 증감에 따른 효과, 모터 부하에 무효전력 보상장치를 설치하고자 할 때 예상되는 문제점 등은 본 발명의 발명자의 인식을 바탕으로 한 것으로서 공지된 것을 인정하는 것은 아니다.
대한민국 공개특허공보 10-2005-0086045 대한민국 공개특허공보 10-2009-0041812
본 발명의 목적은 모터 부하의 근방에서 모터 부하에서 발생되는 지상 무효전력을 효율적으로 감소시키는 무효전력 보상장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 모터 제어반의 공간상 제약을 극복하여 모터 제어반에 설치되기 보다 용이한 무효전력 보상장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 무효전력 보상장치는, 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터;상기 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 보상 커패시터를 상기 단일의 인덕터와 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
상기 보상 커패시터를 운전 중 선택적으로 투입함에 있어서, 상기 모터 부하의 지상부하 무효전력량뿐만 아니라 적어도 3차 고조파의 발생을 기준으로 선택적으로 투입하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 무효전력 보상장치는, 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터;상기 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 보상 커패시터를 상기 단일의 인덕터와 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입함에 따라 상기 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터 사이에 복수의 조합을 구성할 수 있으며, 상기 복수의 조합 중 적어도 하나 이상의 조합에 따른 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수와 5차 고조파의 주파수 사이에 위치하며, 나머지 조합에 따른 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수보다 아래에 위치하여, 3차 고조파의 주파수를 중심으로 양쪽 모두에 분포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 무효전력 보상장치는, 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터;상기 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 보상 커패시터를 상기 단일의 인덕터와 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
상기 보상 커패시터를 운전 중 선택적으로 투입함에 따라 상기 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터 사이에 복수의 조합을 구성할 수 있으며, 상기 복수의 조합에 있어서, 상기 단일의 인덕터와 연결되는 보상 커패시터의 갯수를 증가시켜 자체 공진점을 하락시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 무효전력 보상장치의 제어 방법은, 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위하여 고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터와 상기 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크를 포함하며 상기 N개씩의 보상 커패시터가 선택적으로 상기 단일의 인덕터와 조합되는 보상부를 구비한 모터제어반용 무효전력보상장치의 제어 방법으로서,
상기 모터 부하에서 발생되는 지상부하 무효 전력량과 3차 고조파 성분의 양을 산출하는 제 1 단계; 상기 발생되는 지상부하 무효 전력량보다 작으면서 상기 보상부의 조합으로써 보상 가능한 보상가능 무효전력량을 산출하는 제 2 단계; 상기 산출한 3차 고조파 성분의 양이 미리 설정된 기준 이하인지와, 상기 산출한 보상가능 무효전력량을 얻기 위해 선택되는 상기 보상부의 조합에 따른 자체 공진점이 3차 고조파의 주파수보다 작은지를 판단하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계의 판단 결과, 미리 설정된 기준 이하이거나 또는 3차 고조파의 주파수보다 작으면, 상기 보상가능 무효 전력량을 얻기 위해 선택되는 상기 보상부의 조합에 따른 보상 가능커패시터 및 단일 인덕터를 투입하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 부하의 근방에서 모터 부하에서 발생되는 지상 무효전력을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 제어반의 공간상 제약에 응하여 무효 전력 보상 장치를 모터 제어반에 보다 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 부하의 근방에 설치되는 무효 전력 보상 장치에서 전력 손실의 증대가 최소화되고, 발열, 소음 및 진동의 문제가 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 인덕터의 용량을 보다 작게 설치해도 되며 인덕터의 용량이 작아짐에 따라 발생될 수 있는 고조파 확대 문제 및 병렬 공진 문제의 부작용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 변압기로부터 모터 제어반까지의 전류가 감소하므로, 전류의 감소 범위가 가장 크게 되어, 무효 전력 저감의 효율성이 가장 높고, 이러한 효율 증가에 수반되는 투자 비용 또는 공간 소비 등이 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 보상 커패시터의 교번 투입으로 인해 무효 전력 보상 장치의 수명을 연장하고 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 보상부 또는 보상 커패시터의 용량 감소, 단락 및 결상 상태를 보고함으로써, 보상부 또는 보상 커패시터의 성능 저하 및 문제 발생을 보고하여 운용자로 하여금 대처할 수 있게 하는 효과가 있으며, 나아가 폭발 및 화재 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 부하에 설치되는 무효 전력 보상장치로 인해서 절감되는 전기 에너지량을 운용자가 직접 확인할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 무효전력 보상장치의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터 제어반(100)에 설치된 무효전력 보상장치(110)의 전기적 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 무효전력 보상장치(110)가 모터 제어반(100)의 외관을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어반용 무효전력보상장치의 제어 방법을 도시한 플로우차트이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터 제어반(100)에 설치된 무효전력 보상장치(110)의 전기적 회로 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 무효전력 보상장치(110)가 설치된 모터 제어반(100)의 외관을 도시한 도면이다.
모터제어반(100)은 교류 전원으로부터 단상 또는 3상의 전력을 공급받아 각 모터(200)를 구동, 제어 및 보호하고 모터 구동에 관한 정보를 생성하는 기능을 수행한다. 각 모터(200)는 교류 모터임을 전제하며, 도 2에서는 3상 Δ 결선인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 단상 및 Y 결선인 경우는 유사하므로 생략한다.
통상 모터제어반(100)은 메인 차단기부(120) 및 모터 구동유닛(13) 등의 구성요소를 포함하며, 이들 구성요소의 내·외부에는 MCCB, NFB, CT, PT, EOCR, 계전기, 램프 또는 조작버턴의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상장치(110)를 설명하기 위한 것으로서, 모터제어반(100)에 있어서 통상적인 다른 구성요소에 대해서는 대폭 생략되어 도시된 점에 유의하여야 한다.
본 발명의 일 특징은 무효전력 보상장치를 모터제어반에 직접 설치하는 것이며, 나아가 모터제어반이 가진 공간적인 한계에 대하여 적절히 대응하여 컴팩트한 사이즈를 구현할 수 있는 무효전력 보상장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 무효전력 보상장치(110)는 모터제어반(100)에 설치되어 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 것이다.
모터제어반(100)을 구성하는 구성요소 중에서 모터구동유닛(130) 및 메인 차단기부(110) 등 기존 필요한 구성요소만으로도 상당한 공간을 차지하는 것으로서, 본 발명의 특징에 따른 무효전력 보상장치(110)를 채용함으로써 보다 작은 공간 소비만으로 모터제어반(1)에 무효전력 보상장치(110)를 통합할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상장치(110)는, 커패시터 뱅크(20), 스위칭부(30), 복수의 인덕터(10), 제 1 전류 센서부(51), 제 2 전류 센서부(52), 전압 센서부(40), 검출부(60), 제어부(70) 및 표시부(80)를 포함하여 구성되며, 인덕터(10) 및 커패시터 뱅크(20)로써 보상부를 구성한다.
인덕터(10)는 고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치된다. 구체적으로 인덕터(10)는 모터 부하로 향하는 전력 선로에 대하여 병렬로 연결되는 것으로서, 3상 선로에 대해서는 각 상별로 하나씩의 인덕터(10)가 설치될 수 있으며, 예를 들어 단상 선로에 대해서는 하나의 인덕터(10)가 설치될 수도 있다. 본 발명의 일 특징에 따르면 각 인덕터(10)는 고정된 단일의 인덕턴스를 가지며, 각 상별로 하나씩 설치된다. 종래 기술에 따르면, 커패시터 뱅크의 각 커패시터의 숫자에 맞추어 커패시터 및 인덕터의 쌍을 구성함으로써, 커패시터 뱅크에 포함된 커패시터의 숫자에 해당하는 인덕터가 각 상별로 필요하였으나, 본 발명의 일 양상에 따르면 각 상별로 단일의 인덕터(10)가 사용될 뿐만 아니라, 단일 인덕터(10)는 고정 인덕턴스를 가지는 것으로서, 예를 들면 가변 인덕턴스를 가지지는 않는다.
커패시터 뱅크(20)는, 상기 단일의 인덕터(10)와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터(C)를 포함하여 구성된다. 도 2에서는 각 상간에 대하여 N개씩의 보상 커패시터(C)가 연결되는 것으로 도시되었으나, 결선 방식에 따라 각 상선과 중성선 사이에 보상 커패시터(C)가 연결되는 것으로 변경될 수도 있다.
커패시터 뱅크(20)의 보상 커패시터(C)는 각 상 또는 각 상간에 연결되며, 예를 들어 각 상선 사이에 또는 각 상선과 중성선 사이에 인덕터(10)를 통하여 연결되며, 제어부(70)의 제어에 따라 적절히 스위칭되고 스위칭부(30)를 이용하여 실행된다. 보상부는 인덕터(10) 및 커패시터 뱅크(20)를 포함하여 구성되며 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결된다.
스위칭부(30)는 보상 커패시터(C)에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자(SA1~SAN, SB1~SAN, SC1~SCN)를 포함하며, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 보상 커패시터(C)를 인덕터와 선택적으로 연결하여 보상 커패시터(C)를 선택적으로 투입하며, 연결함에 있어서 각 상별로 또는 각 상간에는 단일의 인덕터(10)와 연결된다. 스위칭 소자는 SCR 또는 SCR-DIODE 등일 수 있다.
각 상별로 또는 각 상간에 하나씩의 보상 커패시터(C)를 투입하고자 한다면, 예를 들어, 스위칭 소자 SA1, SB1 및 SC1 만을 온시켜서 해당 보상 커패시터(C)들을 투입할 수 있으며, 두개씩의 보상 커패시터(C)를 투입하고자 한다면, 예를 들어, 스위칭 소자 SA1, SA2, SB1, SB2, SC1 및 SC2를 온시켜서 해당 보상 커패시터(C)들을 투입할 수 있다. 스위칭 소자 SA1, SB1 및 SC1의 그룹과, SA2, SB2 및 SC2의 그룹 등은 그룹내 스위칭 소자들이 동조되어 제어될 수 있다.
한편, 스위칭 소자 SA1, SB1 및 SC1의 그룹 중 하나는 구성되지 않아도 되며, SA2, SB2 및 SC2의 그룹 또는 다른 그룹에 있어서도 마찬가지로 하나는 구성되지 않아도 된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 인덕터 및 보상 커패시터 쌍의 리액턴스 비율은 가변된다. 종래 기술에 따르면 투입되는 커패시터의 리액턴스는 변동되지만, 인덕터 및 커패시터 쌍의 리액턴스 비율은 고정된 점에 유의해야 한다.
그리고 본 발명의 일 특징에 따르면, 보상 커패시터(C)를 운전 중 선택적으로 투입함에 있어서, 모터 부하의 지상부하 무효전력량뿐만 아니라 적어도 '3차 고조파'의 발생을 기준으로 선택적으로 투입한다. 즉, 모터 부하에서 발생되는 지상부하 무효전력량이 동일하여도 3차 고조파의 발생에 따라 투입되거나 투입되지 않을수도 있을 수 있다.
보상 커패시터(C)를 선택적으로 투입함에 따라 단일의 인덕터(10)와 보상 커패시터(C) 사이에 복수의 조합을 구성할 수 있으며, 즉 단일 인덕터(10)에 임의 갯수의 보상 커패시터(C)가 연결될 수 있으며, 조합에 따라 자체 공진점이 가변된다.
그리고, 제 1 전류 센서부(51)는 전력 선로에 있어서 모터 부하로 흐르는 전류를 센싱하여 검출부(60)로 제공하며, 전압 센서부(40)는 전력 선로에 있어서 각 상에 대한 또는 각 상간에 대한 전압을 센싱하여 검출부(60)로 제공한다. 제 1 전류 센서부(51) 및 전압 센서부(40)는 기존 모터제어반(1)에서 이용되던 센서를 공통 이용하거나 별도 구성해도 된다. 그리고 제 1 전류 센서부(51) 및 전압 센서부(40)의 센싱 결과에 기초하여 적어도 상기한 지상부하 무효전력량 및 3차 고조파의 발생이 검출되며, 이러한 검출은 대부분 후술할 검출부(60)에서 수행될 수 있다. 그리고, 전력 선로의 전압 및 전류에 기초하여 무효 전력량 및 3차 고조파의 발생량을 검출 또는 산출하는 기술은 이미 널리 공지된 기술이므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
그리고 제 2 전류 센서부(52)는 보상부, 즉 각 인덕터(10)로 흐르는 전류를 센싱하여 검출부(60)로 제공하며, 제 2 전류 센서부(52)의 센싱 결과에 기초하여 각 상별 전류의 불평형 상태를 감지함으로써, 보상 커패시터의 용량 감소, 단락 또는 결상이 보고되며, 구체적인 판단 방법에 대해서는 후술한다.
검출부(60)는 제 1 전류 센서(51), 제 2 전류 센서(52) 및 전압 센서(40)로부터 센싱 신호를 입력받아, A/D 변환, 전압 및 전류 데이터의 생성, 위상각 산출, 유효 전력량 및 무효 전력량의 산출, 고조파 발생량의 산출 등을 수행할 수 있으며, 이러한 기능 중 일부는 제어부(70)에서 실행될 수도 있다.
제어부(70)는 무효전력 보상장치(110)의 각 구성요소를 제어하며, 검출부(60)로부터 입력되는 정보에 기초하여, 또는 상기 입력 정보에 더하여 내장된 알고리즘, 저장된 정보 등에 기초하여 각 구성요소를 제어하되, 특히 스위칭부를 구성하는 각 스위칭 소자를 제어한다. 그리고 이러한 제어를 위하여, 자체적인 연산을 수행할 수도 있다.
표시부(80)는 무효전력 보상장치(110)의 운전중에 발생되는 중요한 정보를 표시하는 수단으로서, 특히, 보상 커패시터의 수명 감소, 단락 또는 결상을 표시하여 보고하며, 전기 에너지 절감량을 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어반용 무효전력보상장치의 제어 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플로우차트에 불과한 것으로서, 스텝사이에 도시되지 않은 스텝이 삽입되거나 도시된 스텝의 순서가 변경되거나, 도시된 스텝이 분할되는 등의 변경은 얼마든지 가능하다.
먼저, 단계 S10에서 모터 부하에서 발생되는 지상부하 무효 전력량과 3차 고조파 성분의 양을 적어도 산출한다. 그리고, 단계 S20에서 발생되는 지상부하 무효 전력량보다 작으면서 보상부의 조합으로써 보상 가능한 보상가능 무효전력량을 산출한다.
예를 들어, 각 인덕터(10)에 대하여 동일한 리액턴스를 갖는 2개의 보상 커패시터(C)를 갖는 커패시터 뱅크(20)의 구조를 예로서 설명한다. 각 보상 커패시터(C)가 정격전압 480 Volt에서 20 Kvar의 무효전력을 보상하려면 이때의 보상커패시터(C)는 230.3μF이 되며, 60Hz의 상용 교류 전원에 대하여 11.5Ω의 리액턴스를 가지게 된다. 이때 한 보상 커패시터(C)의 7% 리액턴스를 갖도록 인덕터(10)를 설치할 수 있으며, 그러면 인덕터(10)의 용량은 2.14mH가 된다.
그리고 이 때 인덕터(10) 및 단일의 보상 커패시터(C)로 구성되는 조합에서 자체 공진점(fR)은 아래 수학식으로부터 226.9 Hz가 된다.
Figure 112012086880805-pat00002
그리고, 인덕터(10)에 2개의 보상 커패시터(C)가 연결되는 구성에서의 조합은 자체 공진점이, 아래 수학식으로부터 160.3 Hz로 하락하는 점을 알 수 있으며, 보상가능 무효전력량은 대략 50 Kvar가 된다.
Figure 112012086880805-pat00003
위와 같이 인덕터(10) 및 보상 커패시터(C) 조합에서 투입되는 보상 커패시터(C)의 숫자에 따라서 자체 공진점은 변경된다.
보상 가능 무효 전력량은 산출된 지상부하 무효전력량보다 크지 않으면서 보상 커패시터(C)로써 보상할 수 있는 최대의 무효전력량으로 산출될 수 있다. 예를 들어, 모터 부하로 가는 전력 선로를 센싱하여 산출되는 지상부하 무효전력량이 18 Kvar이라면 보상가능 무효전력량은 0 이며, 산출되는 지상부하 무효전력량이 25Kvar이라면 보상가능 무효전력량은 20 Kvar이며, 산출되는 지상부하 무효전력량이 51 Kvar이라면 보상가능 무효전력량은 50 Kvar이다.
한편, 모터 부하의 제어 설비(예: 인버터)는 정류 과정에서 고조파가 발생되는 바, 발생된 고조파는 인덕터(4) 및 커패시터(5)의 쌍에 의해서 고조파가 확대되거나, 심하면 병렬 공진 현상을 야기하게 됨으로써, 전력 손실을 증대시키고, 발열, 소음 및 진동을 일으키는 문제점이 발생될 수 있다.
단계 S30에서는, 산출한 3차 고조파 성분의 양이 미리 설정된 기준 이하인지와, 상기 산출한 보상가능 무효전력량을 얻기 위해 선택되는 상기 보상부의 조합에 따른 자체 공진점이 3차 고조파의 주파수보다 작은지를 판단한다.
단계 S30에서의 판단 결과, 미리 설정된 기준 이하이거나 또는 3차 고조파의 주파수보다 작으면, 보상가능 무효 전력량을 얻기 위해 선택되는 보상부의 조합에 따른 보상 가능커패시터 및 단일 인덕터를 투입하며, 단계 S30에서의 판단 결과, 미리 설정된 기준 이하가 아니며 3차 고조파의 주파수보다 작지 않으면, 보상가능 무효 전력량을 얻기 위해 선택되는 보상부의 조합에 따른 보상 커패시터 및 단일 인덕터를 투입하지 않는다.
예를 들어, 상기한 예에서 보상가능 무효전력량이 50Kvar인 경우에는 인덕터(10)에 2개의 보상 커패시터(C)가 연결되는 구성이므로, 자체 공진점은 160.3 Hz로서 3차 고조파의 주파수인 180 Hz보다 작으므로 투입한다. 그리고, 미리 설정된 3차 고조파 성분의 양이 1mA로 한 경우 산출한 3차 고조파 성분의 양이 미리 설정된 기준인 1mA 이하인 경우에는 투입한다.
그러나, 산출한 3차 고조파 성분의 양이 미리 설정된 기준을 초과하고, 보상가능 무효 전력량을 얻기 위해 선택되는 보상부의 조합에 따른 자체 공진점이 3차 고조파의 주파수 이상인 경우에는 해당 보상부의 조합에 따른 보상 커패시터 및 인덕터를 투입하지 않는 바, 예를 들어, 3차 고조파 성분의 양이 미리 설정된 기준인 1mA를 초과하고 인덕터(10)에 하나의 보상 커패시터(C)가 연결되는 경우에는 인덕터 및 보상 커패시터의 조합으로 구성되는 자체 공진점이 226.9 Hz로서 3차 고조파의 주파수인 180 Hz 이상에 해당하므로, 해당 조합의 보상부를 투입하지 않는다.
상기한 예에서는 각 인덕터(10)에 대하여 2개의 보상 커패시터(C)를 선택적으로 연결하는 간단한 구성에 대해서만 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐으로서, 3개 이상의 보상 커패시터(C)를 구비하는 경우에도 비슷하게 적용됨을 잘 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(70)의 제어에 따라 조합되는 인덕터(10) 및 보상 커패시터(C)의 조합에 있어서 복수의 조합 중 적어도 하나 이상의 조합에 따른 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수와 5차 고조파의 주파수 사이에 위치하며, 나머지 조합에 따른 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수보다 아래에 위치하여, 3차 고조파의 주파수를 중심으로 양쪽 모두에 분포한다. 상기한 예에서 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수인 180 Hz를 중심으로 226.9 Hz 및 160.3 Hz에 위치하여 180 Hz의 양쪽으로 분포한다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 자체 공진점을 고정시키지 않고 조합에 따라서 자체 공진점이 이동되도록 하며, 나아가 3차 고조파의 주파수를 중심으로 양쪽으로 분포토록 한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보상 커패시터를 운전 중 선택적으로 투입함에 따라 단일의 인덕터(10)와 보상 커패시터(C) 사이에 복수의 조합을 구성할 수 있으며, 복수의 조합에 있어서, 단일의 인덕터(10)와 연결되는 보상 커패시터(C)의 갯수가 증가되면 자체 공진점을 하락시키게 된다. 보상 커패시터(C) 2개를 이용하는 상기 간단 예에서도 자체 공진점은 226.9 Hz 로부터 160.3 Hz 로 하락하게 되며, 보상 커패시터(C)의 갯수가 더 증가되어도 마찬가지이다.
그리고, 각 상에 대하여 설치되거나 각 상간에 설치되는 N 개의 보상커패시터(C) 중 적어도 2 개 이상의 보상커패시터(C)는 동일한 커패시턴스를 가지도록 설계된다. 그리고 제어부(70)는 각 보상 커패시터(C)의 운전 시간에 있어서 균형을 이루도록 보상 커패시터(C)를 교번하여 투입한다. 이를 위해서 예를 들어, 각 보상 커패시터(C)의 누적 운전 시간 및/또는 연속 운전 시간을 기록하고 누적 운전 시간 및/또는 연속 운전 시간이 균등해지도록 보다 적은 누적 운전 시간 및/또는 연속 운전 시간 동안 투입된 보상 커패시터(C)를 우선 투입하도록 결정할 수 있다. 최대 누적 운전 시간 및/또는 최대 연속 운전 시간을 정해 놓고 보상 커패시터(C)가 투입된 누적 운전 시간 및/또는 연속 운전 시간을 모니터링하여 최대 누적 운전 시간 및/또는 최대 연속 운전 시간을 초과하는 경우 해당 보상 커패시터(C)의 운전을 멈추고 다른 보상 커패시터(C)가 투입되도록 스위칭할 수 있다. 동일한 커패시컨스를 가지는 2 개 이상의 보상커패시터는 교번하여 투입되도록 한다.
그리고, 제 2 전류 센서부(52)는 보상부로 가는 전류를 센싱하며, 무효 전력 보상장치(110)는 제 2 전류 센서부(52)의 센싱 결과에 기초하여 보상 커패시터(C)의 용량 감소, 단락 또는 결상이 보고된다.
각 인덕터(10)에 흐르는 전류를 각각 IA, IB 및 IC라고 할 때, 3상 평형 조건에서는 IA, IB 및 IC는 서로 크기가 같고 120˚의 위상차를 가지게 되며, 이는 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112012086880805-pat00004
그러나, 보상 커패시터의 용량 감소가 있는 경우에는 3상 불평형이 발생하고, 아래 수학식이 성립되며, 나아가 IA, IB 및 IC의 위상차가 120˚가 아니게 된다.
Figure 112012086880805-pat00005
그리고, 만약 단락 상태가 되면(예를 들어, △ 결선 방식에서 단락으로 A선 및 C 선 사이에 연결되는 보상부의 임피던스가 0 이 된 것으로 가정), 위 수학식이 성립됨과 동시에
Figure 112012086880805-pat00006
이고, IA 및 IC의 위상차가 180˚로 나타날 수 있다.
그리고, 만약 결상 상태가 되면(예를 들어, △ 결선 방식에서 결상으로 A선 및 C 선 사이에 결합하는 보상부로 전류가 흐르지 않게 된다고 가정), 아래 수학식이 성립된다.
Figure 112012086880805-pat00007
위의 수학식들과 판단방법은 예를 들어 표현한 것에 불과하며, 다양한 수학식 및 판단법이 채용될 수 있으나, 적어도 보상부로 흐르는 전류의 위상 및 크기를 산출하고 비교하는 과정을 통하여 보상 커패시터의 용량 감소, 단락 및 결상 상태와 같은 상황이 발생된 사실, 나아가 용량 감소, 단락 및 결상 중 어느 하나의 상태로 된 경우 이를 구분하여 판단할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상장치(110)는 전기에너지 절감량을 표시부(80)에 표시하는 기능을 구비하며, 전기에너지 절감량은 다음에 기술하는 예와 같이 산출될 수 있다.
모터 부하를 위한 모터 제어반(100)에 무효전력 보상장치(110)를 설치하면 모터 제어반(100)과 변압기(미도시) 사이의 배전선로에 있어서 손실을 절감함과 동시에 변압기의 동손 절감이 있게 된다.
배전 선로의 손실 절감(WL)은 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012086880805-pat00008
P : 사용전력(KW)
V : 선간전압(KV)
R : 선로 1조의 저항
Figure 112012086880805-pat00009
: 개선전 역률
Figure 112012086880805-pat00010
: 개선후 역률
그리고, 변압기의 동손 절감(WT)은 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012086880805-pat00011
Figure 112012086880805-pat00012
: 변압기 효율(%)
K : 변압기 전체 손실에 대한 동손 비
P : 사용전력(KW)
T : 변압기 정격용량(KVA)
Figure 112012086880805-pat00013
: 개선전 역률
Figure 112012086880805-pat00014
: 개선후 역률
그리고 에너지 절감량은 상기 배전 선로의 손실 절감에 변압기의 동손 절감을 더한 후 이를 운전시간으로 누적한 것으로 하여 산출될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 부하의 근방에서 모터 부하에서 발생되는 지상 무효전력을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 제어반의 공간상 제약에 응하여 무효 전력 보상 장치를 모터 제어반에 보다 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 부하의 근방에 설치되는 무효 전력 보상 장치에서 전력 손실의 증대가 최소화되고, 발열, 소음 및 진동의 문제가 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 인덕터의 용량을 보다 작게 설치해도 되며 인덕터의 용량이 작아짐에 따라 발생될 수 있는 고조파 확대 문제 및 병렬 공진 문제의 부작용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 변압기로부터 모터 제어반까지의 전류가 감소하므로, 전류의 감소 범위가 가장 크게 되어, 무효 전력 저감의 효율성이 가장 높고, 이러한 효율 증가에 수반되는 투자 비용 또는 공간 소비 등이 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 보상 커패시터의 교번 투입으로 인해 무효 전력 보상 장치의 수명을 연장하고 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 보상부 또는 보상 커패시터의 용량 감소, 단락 및 결상 상태를 보고함으로써, 보상부 또는 보상 커패시터의 성능 저하 및 문제 발생을 보고하여 운용자로 하여금 대처할 수 있게 하는 효과가 있으며, 나아가 폭발 및 화재 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 모터 부하에 설치되는 무효 전력 보상장치로 인해서 절감되는 전기 에너지량을 운용자가 직접 확인할 수 있게 하는 효과가 있다.
10 : 인덕터 20 : 커패시터 뱅크
30 : 스위칭부 40 : 전압센서부
51 : 제 1 전류 센서부 52 : 제 2 전류 센서부
60 : 검출부 70 : 제어부
80 : 표시부 110 : 무효전력 보상장치

Claims (10)

  1. 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
    고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터; 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
    상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터를 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
    상기 보상 커패시터를 운전 중 선택적으로 투입함에 있어서, 상기 모터 부하의 지상부하 무효전력량뿐만 아니라 적어도 3차 고조파의 발생을 기준으로 선택적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터 부하로 흐르는 전류를 센싱하는 제 1 전류 센서부; 및
    각 상에 대한 또는 각 상간에 대한 전압을 센싱하는 전압 센서부;를 더 포함하며,
    상기 제 1 전류 센서부 및 상기 전압 센서부의 센싱 결과에 기초하여 적어도 상기 지상부하 무효전력량 및 3차 고조파의 발생이 검출되는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  3. 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
    고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터;상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
    상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터를 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
    상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입함에 따라 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터 사이에 복수의 조합을 구성할 수 있으며,
    상기 복수의 조합 중 적어도 하나 이상의 조합에 따른 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수와 5차 고조파의 주파수 사이에 위치하며, 나머지 조합에 따른 자체 공진점은 3차 고조파의 주파수보다 아래에 위치하여, 3차 고조파의 주파수를 중심으로 양쪽 모두에 분포하는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  4. 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
    고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터;상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
    상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터를 선택적으로 연결하여 상기 보상 커패시터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
    상기 보상 커패시터를 운전 중 선택적으로 투입함에 따라 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 상기 보상 커패시터 사이에 복수의 조합을 구성할 수 있으며,
    상기 복수의 조합에 있어서, 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 연결되는 보상 커패시터의 갯수를 증가시켜 자체 공진점을 하락시키는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  5. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 N 개의 보상커패시터 중 적어도 2 개 이상의 보상커패시터는 동일한 커패시턴스를 가지며, 상기 동일한 커패시턴스를 가지는 2 개 이상의 보상커패시터는 교번하여 투입되는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  6. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상부로 흐르는 전류를 센싱하는 제 2 전류 센서부;를 더 포함하며,
    상기 제 2 전류 센서부의 센싱 결과에 기초하여 상기 보상 커패시터의 용량 감소, 단락 또는 결상이 보고되는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  7. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 모터제어반용 무효전력보상장치의 설치로 인해서 발생되는 전기에너지 절감량이 표시되는 표시부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
  8. 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위하여 고정 인덕턴스를 가지며 각 상에 대하여 하나씩 설치되는 단일의 인덕터와 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크를 포함하며 상기 N개씩의 보상 커패시터가 선택적으로 상기 고정 인덕턴스를 가지는 단일의 인덕터와 조합되는 보상부를 구비한 모터제어반용 무효전력보상장치의 제어 방법으로서,
    상기 모터 부하에서 발생되는 지상부하 무효 전력량과 3차 고조파 성분의 양을 산출하는 제 1 단계;
    상기 발생되는 지상부하 무효 전력량보다 작으면서 상기 보상부의 조합으로써 보상 가능한 보상가능 무효전력량을 산출하는 제 2 단계;
    상기 산출한 3차 고조파 성분의 양이 미리 설정된 기준 이하인지와, 상기 산출한 보상가능 무효전력량을 얻기 위해 선택되는 상기 보상부의 조합에 따른 자체 공진점이 3차 고조파의 주파수보다 작은지를 판단하는 제 3 단계;
    상기 제 3 단계의 판단 결과, 미리 설정된 기준 이하이거나 또는 3차 고조파의 주파수보다 작으면, 상기 보상가능 무효 전력량을 얻기 위해 선택되는 상기 보상부의 조합에 따른 보상 가능커패시터 및 상기 단일 인덕터를 투입하는 제 4 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치의 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 3 단계의 판단 결과, 미리 설정된 기준 이하가 아니며 3차 고조파의 주파수보다 작지 않으면, 상기 보상가능 무효 전력량을 얻기 위해 선택되는 상기 보상부의 조합에 따른 보상 가능커패시터 및 상기 단일 인덕터를 투입하지 않는 제 5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치의 제어 방법.
  10. 모터제어반에 설치되며 모터 부하에서 발생되는 무효 전력을 보상하기 위한 모터제어반용 무효전력보상장치로서,
    인덕터와 직렬로 연결되며 각 상에 대하여 또는 각 상간에 대하여 N(여기서, N은 2 이상의 자연수)개씩의 보상 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크;를 포함하여 구성되며 상기 모터 부하로 향하는 선로에 대하여 병렬로 연결되는 보상부;
    상기 보상 커패시터에 각각 연결되는 복수의 스위칭 소자를 포함하여, 무효 전력 보상을 위해 운전 중 상기 보상 커패시터 및 상기 인덕터를 선택적으로 투입하는 스위칭부;를 포함하며,
    상기 보상 커패시터 및 상기 인덕터를 운전 중 선택적으로 투입함에 있어서, 상기 모터 부하의 지상부하 무효전력량을 기준으로 선택적으로 투입하며,
    적어도 모터제어반용 무효전력보상장치의 설치로 인해서 발생되는 전기에너지 절감량이 표시되는 표시부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어반용 무효전력보상장치.
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