직렬리액터 & 분로리액터(병렬리액터)-페란티 현상 & 소호리액터 Part 2 (Series Reactor & Shunt Reactor & Arc Extinguishing Reactor)

이번에 알아볼 리액터는 직렬 리액터와 분로 리액터입니다.

지난번 알아본 직류 리액터와 가장 많이 헷갈리는 리액터인 직렬 리액터에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 

또한 이번 시간을 통해 전력용 콘덴서의 개념도 짚어 보겠습니다.

먼저 직류 리액터에 대한 개념을 상기시킨 후 직렬 리액터와 다른 부분을 알아보는 것이 도움이 될 것입니다.

https://retriever12.tistory.com/23

한류리액터 & 직류리액터 Part 1 (Limiting Current Reactor & Smoothing Reactor)

 

1. 직렬 리액터

 

전기기사에서 전력용 콘덴서와 같이 가장 많이 물어보는 문제 중 하나입니다. 직렬 리액터는 주로 3상에서 제5 고조파를 제거하는 용도로 많이 사용됩니다. 이때 직렬 리액터와 가장 많이 사용되는 것이 전력용 콘덴서입니다.

(앞서 배운 병렬 콘덴서 또한 전력용 콘덴서의 일종입니다.-검색을 이용하여 병렬 콘덴서를 입력하면 감을 잡을 수 있어요.)

 

이제 그림을 통해 직렬 리액터가 설치되는 방법과 용량이 산정되는 방식에 대하여 알려드리도록 하겠습니다.

 

 

전력용콘덴서에서 콘덴서를 delta 결선한 이유는 적은 양의 커패시터를 이용하여 높은 효율을 내기 위해서입니다.

 

delta 결선: 2*pi*f*C*V^2 (E=V 선간=상)

Y결선 : 2*pi*f*C*(V^2/3)  (선간=상*root3)

 

Qy=3*Qdelta  가 된다. 적은 양의 커패시터를 이용하여 효율을 높일 수 있습니다.

 

 

 

이밖에도 직렬 리액터는 콘덴서 전원 투입 시 돌입전류를 억제하는 역할을 하거나 고조파 필터를 제작할 때 사용되기도 합니다.

 

2. 분로 리액터-페란티 현상

 

분로 리액터는 Shunt리액터로 병렬 리액터라 불리기도 합니다. 분로 리액터의 사용목적은 주로 페란티 현상을 방지하는 데 있습니다. 혹시 직렬 콘덴서를 설명하면서 설명한 페란티 현상을 기억하시나요? 

 

간단히 말해 페란티 현상은 대표적으로 유도성부하를 사용하는 선로를 대비하여 선로를 진상으로 설계하였을 때 발생하기 쉽습니다. 유도성부하를 사용할 경우 유도성부하에 의한 지상분과 선로의 진상분이 상쇄되어 역률이 1에 가까운 효과를 얻을 수 있습니다. 하지만 부하를 사용하지 않는 밤이나 경부하를 유도하는 주말에는 유도성부하의 사용률이 현저히 떨어지게 되고 선로 전체가 진상 선로가 되어 송전단보다 수전단의 전압이 높아지게 되는 것을 말합니다.

 

그렇다면 여기서 수전단(받는 쪽) 전압이 높아지면 좋은 것이 아닐까?라는 생각을 할 수 있습니다.

 

하지만 수전단 전압이 높아지게 되면 여러 부하에 영향을 미치게 됩니다. 부하를 많이 사용하는 공장을 예로 들어보겠습니다. 부하의 특성은 제 각기 다르며 부하에는 부하가 받을 수 있는 정격전압이라는 것이 존재합니다. 이 정격을 넘거나 정격에 미치지 못하는 경우 부하는 멈추거나 고장을 일으키게 됩니다. 화학공장의 경우 다양한 부하가 존재하기 때문에 정격이 일정하지 못한 경우 전동기와 같은 부하가 계전기 트립에 의해 정지하게 될 수 있습니다.

 

 그 예시로 정격 전압을 통해 일정 전력을 출력하는 부하도 있습니다. (팬과 같은 동력기가 이에 해당합니다.)

전압이 상승하거나 감소할 경우 이 부하의 출력은 항상 일정하기 때문에 전류가 전압과 반대로 하락하거나 상승하게 되어 문제를 일으키게 됩니다. (전동기가 낮은 전류에 의해 멈추거나 높은 전류에 의해 타버리는 경우)

 

이런 문제들 때문에 페란티 현상을 방지하기 위해 분로 리액터를 시설하게 됩니다.

 

페란티 현상에 대해 더욱 더 배우고 싶으신 분은 아래 링크를 참조해 주세요

https://retriever12.tistory.com/69

페란티 현상(Ferranti Effect)

 

3. 소호 리액터

 

소호 리액터는 송전선로의 중선점 접지방식 중 하나로 지락 전류를 제한하는 역할을 합니다. 소호 리액터는 L과 C를 공진시켜 임피던스를 최대로 만들고 지락 전류를 최소화시키게 됩니다.

(소호 리액터의 설명은 전송선로의 접지방식에 따른 효과를 설명하는 과정에서 자세히 설명할 예정입니다.)