고조파(harmonics)

고조파(harmonics)

1. 개념

 1) 기본파의 정수배 주파수를 갖는 파형

 2) 일반적으로 50차수까지를 고조파라 하고 그 이상은 고주파 도는 noise로 분류

 

2. 발생원인

 1) 전기로, 아크로 등의 부하

 2) 변압기, 전동기 병입 시 여자전류에 의한 고조파

 3) 전력변환장치에 의한 고조파

  - 대용량 UPS

  - VVVF 제어방식 등

 4) 고압 및 특고압 전선에서의 코로나 현상

 5) 전압의 순시동용 등으로 인한 과도현상

 

3. 문제점

 1) 3고조파에 의한 통신선 유도장애, 변압기 중성선 과열

 2) 역률저하 > 전원용량 증가 필요

 3) 전력손실 증가

 4) 보호계전기 오동작

 5) 고조파 공진현상에 의한 계통이상 현상

 6) 전력용 기계 기구의 과열 또는 고장

 7) 전원 파형 왜곡

 8) 고조파가 발전기에 미치는 영향

  - 발전기의 회전자 제동권선 과열, 소손 및 계자권선 과열

  - 고조파 전류 중 역상분에 의해 발생된 자속이 회전자와 쇄교하여 기전력이 발생하고 기전력에 의한 전기자 표면에 순환전류 발생

  - 순환전류에 의한 표피효과 심화 > 전기자 표면에 집중 > 발전기 회전자 단부 과열

 

4. 대책

 1) 계통측면

  - 단락용량 증대

  - 전용으로 고조파 부하에 전원 공급

  - 전력용 변압기 델타 결선으로 3고조파를 순환시켜 외부유출 방지

  - 전력용 콘덴서에 직렬리액터 설치

 2) 수용가측 대책

  - 고조파 필터 설치

  - 기기 자체의 고조파 내량증가

  - 전력변환장치의 다상화 

  - 수용가 변압기 델타결선으로 3고조파를 순환시켜 외부유출 방지