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?Power quality (전력 품질)
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Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
Power Quality
Mar. 2011 (version 1.1)Energy Management Service TeamPower Quality 이재천 부장
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?Power quality (전력 품질)
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Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
Transients (과도현상)
교란 (Disturbances)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Power quality (전력품질)
Frequency Variations (주파수 변동)
Schneider Electric 3/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Power Quality (전력품질)
“참고 기술 parameter에 대하여 평가된 전기계통의 특정 지점에서의전기적인 특성”
Disturbances (교란)이상적인 전압으로부터 탈선하는 것
현상
장비 오동작
고장
불규칙적인 운전
Power Quality (전력 품질) IEC 61000-4-30
≈ voltage quality
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
“Characteristics of the electricity at a given point on an electrical system, evaluated against a set of reference technical parameters.”
Schneider Electric 4/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
EN50160
SEMI F47(Variation)
NFC 14 100 IEC 60050-615
IEC 61000-4-30
IEEE 1159 (Variation)
Power Quality의 또 다른 측면
Standard(표준), Regulation(규정), Operating constraint(운영
규약)에 맞게끔 준수하는 것
전력 계통 운영 시 어떠한 문제를 예방하기 위해서 아래의
기준 준수
ITIC (CBEMT)
(Variation)
NEMA MG-1-1998
(Unbalance)
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Power Quality (전력품질)
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?Power quality (전력 품질)
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Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
A. Transients (과도 현상)
Transients (과도현상)
Schneider Electric 6/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Transient (과도현상)
매우 짧은 기간 발생
10-6 ~ 10-9
전기, Data, 통신회로에서 발견
Transient의 종류 : IEEE 1159 Impulsive (순간적인) Oscillatory (진동적인) Random (무작위적인)
정상상태의 전압과 전류가 비전원 주파수에서 갑작스런 변동
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Schneider Electric 7/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
과도현상의 두 가지 극성 (Polarity)
Oscillatory Transient 양방향성
단방향성(Unidirectional in polarity
Positive& negative polarity
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약) Impulsive Transient
단방향성
빠른 상승시간 (Fast rise times) High frequency 시스템 내부의 전자장비 손상
또는 영향
발생원 Capacitive load Inductive load
대표적인 예
역률개선용 capacitor
Schneider Electric 8/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Impulsive Transient Oscillatory Transient
Peak magnitude
Rise time(상승시간)
Duration(기간)
Peak magnitude
Frequency
ms
Hz Hz
(file Dell.pl4; x-var t) v:1 0 5 10 15 20 25 30 35 40[ms]
-6000
-3400
-800
1800
4400
7000[V]
ms
Damping factor
Duration
load impedence
source impedence=Damping Factor =
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Transient(과도 현상)의 특성
분석에 필요한 요소
Peak magnitude Rise time Duration
과도현상이 계통에 영향을 미치는 것을 결정하는 것은
위 모든 요소에 의해서 결정되고 포함된 에너지가 크기
가 계통에 영향을 미치는 것을 결정함.
분석에 필요한 요소
Impulsive transient + Frequency Damping factor
Damping factor가 낮으면
duration이 길어지기 때문에
시스템에 영향을 더 많이 미침
Schneider Electric 9/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Lighting transient구름간 방전인근에 떨어진 낙뢰
100 ~ 1,000V/meter 전기 생성
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Transient(과도 현상)의 예
Schneider Electric 10/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
V = I x Z
=
Lightning Transient의 전파
10,000 x 500= 5,000,000 Volts!
Voltage Potential
across unprotected lines
Ohm's law
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Lightning transient 전파
보호되지 않는 power, telephone, data, 동축 선로를 통해서
전파
전파는 이런 선로를 거쳐 발생된 매우 높은 전압을 발생함.
Schneider Electric 11/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Transient 발생원
Outside Facility Inside Facility
80%
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Lightning Capacitor Switching Line/Cable Switching Transformer Switching Fuse 동작
Switch on/off Capacitor Switching Current Interruption (motor, 등) Power Electronics 동작 (SCR, 등) 정전기 방전
(Arc) Welding 선로 또는 배전 사고
Contactor나 Relay 개폐
부하의 기동이나 정지
20%
Schneider Electric 12/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Transient 예 - Capacitor switching
switch on end of transient
Capacitor
UtilitySource Loads
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
역률 보상용 Capacitor on시
과도현상이 발생함
Schneider Electric 13/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Transient 에너지는 적으나 매우 빠른 형태의 전압
민감한 장비에 영향을 미침
Damage (손상) 데이터 장비, 전화와 통신 장비의 interface AC power supply
Disruption (파괴) 시스템 충돌
데이터 손실
Degradation (열화) 장비 표면 열화
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)
• 정의• 원인• 영향
• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Transient 영향
Schneider Electric 14/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
단방향성Impulsive
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
Transient (과도현상) 요약
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
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?Power quality (전력 품질)
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Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
Harmonic Distortion (고조파)
B. Harmonic Distortion (고조파)
Schneider Electric 16/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Harmonic (고조파) 60Hz파형에 들어있는 기본파의 정수배 주파수를 갖는 것
(JIS Z 8106) 고조파가 함유되어 있으면 왜곡된 파형이 형성됨
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Harmonic distortion이란?
정현파 전류
Linear load (선형부하) 왜곡된 전류
Non-linear load (비선형부하)
Schneider Electric 17/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
비선형 부하의 전류 파형
기본파 60 Hz
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약) 구형파 = 기본파 + 고조파
Harmonic distortion이란?
IEC 61000-4-30 고조파 = 기본파의 정수배에 해당하는 주파수
H3 = 3 x H1 = 3 x 60Hz = 180Hz 짝수 차수 고조파(2, 4, 6차,…)가 발생하면 전력계통에
문제가 되나 발생량이 적기 때문에 일반적으로 고려하지 않음.
Schneider Electric 18/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
왜곡된 전류 파형 개별 고조파로 분석
Large 1st Harmonic (기본파)Small 5th HarmonicSmaller 7th Harmonic
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
개별 고조파 분석
Fourier 변환
Schneider Electric 19/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
1
2
2
THDI
Ih
h
기본파
USA Europe
Total Harmonic Distortion (THD):Fundamental
Harmonics
rms
hh
I
I
2
2
thd
실효치
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
두 가지 계산 방법 : THD, thd
전압과 전류
선형 부하 = THD 낮음
비선형 부하 = THD 높음
Schneider Electric 20/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Characteristic harmonics
5 7
= 주요 고조파 발생 차수
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
스펙트럼 분석
Schneider Electric 21/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Displacement PF피
상전
력
유효 전력
무효
전력
y
x
z
PFDISP =
True PF
θ
cos θ
PFTHD =피상 전력
유효 전력
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Power Factor
Schneider Electric 22/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
고조파 왜곡
HarmonicCurrent
Non-linearload
SinusoidalvoltageSource
Large amount of voltage distortion
Little voltage distortion Impedance
비선형 부하
Voltage source impedance
Facility power impedance
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Distortion (전압 왜곡)
Schneider Electric 23/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
10%
50%
NormalSignificant
High
5 %8 %
THDu THDi
Voltage Current
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
EN 50160 standard
EN 50160 (LV, MV & HV) Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity
networks European Committee for Electrotechnical Standardization
NormalSignificant
High
Schneider Electric 24/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
고조파 발생원
비선형 부하 : 정류기 회로
가정 TV 컴퓨터
Air conditioner (type Inverter) 빌딩
컴퓨터
방전lamp VSD
산업 VSD DC Drive 방전 lamp 아크로
용접기
Schneider Electric 25/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
THD(I) Weighting Factor부 하 종 류 전 류 파 형
1 상 Power Supply 80%(high 3rd)
2.5
high 2nd, 3rd, 4th at partial loadsSemiconverter 2.5
6-Pulse Converter, capacitor smoothing, no series reactance 80% 2
6-Pulse Converter, capacitive smoothing w/series inductance >3%, or dc drive 40% 1
6-Pulse Converter w/ large inductor for current smoothing 28% 0.8
12-Pulse Converter 15% 0.5
AC Voltage Regulator varies with firing angle 0.7
형광등 17% 0.5
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0-1.000
-0.500
0.000
0.500
1.000
Time (mS)
Current
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
0 10 20 30 40-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Time (mS)
Current
© copyright IEEE 1996
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
고조파 발생량 및 Weight factor
Schneider Electric 26/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
영향
Switchgear와 cable의 온도 상승 조기 열화, 화재 ...
Circuit breaker의 오동작 정전, 생산 손실 ...
비정상적인 진동 및 소음 부하의 열화, 사용자의 피로 증가 ...
라디오, 전화, 컴퓨터 시스템에서의 간섭 오동작, 프로그램 손실 …
중성선 과부하 (영상고조파로 인한) 중성선 과열, 화재 …
Capacitor 열화 및 손상 ...역률 개선용 capacitor로 고조파 성분 유입
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)
• 정의• 원인• 영향
• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
고조파 영향
Schneider Electric 27/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
단방향성Impulsive
오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
Harmonic (고조파) 요약
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
A
B
C
E
F
G
D
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?Power quality (전력 품질)
28/80
Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
C. Short Duration Variations (단시간 변동)
Short Duration Variations (단시간 변동)
Schneider Electric 29/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Time
½ cycle to
0
1 minute
Short Duration Long Duration
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Short duration과 Long duration
IEEE Std 1159-1995 Recommended Practice on Monitoring Electric Power Quality 전압 실효치의 변동
Short Duration : ½ cycle ~ 1min Long Duration : 1min 이상
Schneider Electric 30/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Sags (or dips)
1.1-1.8 pu3 sec-1 minute2.3.3 Swell
0.1-0.9 pu3 sec-1 minute2.3.2 Sag
<0.1 pu3 sec-1 minute2.3.1 Interruption
2.3 Temporary
1.1-1.8 pu0.5-3 seconds2.2.3 Swell
0.1-0.9 pu0.5-3 seconds2.2.2 Sag
<0.1 pu0.5-3 seconds2.2.1 Interruption
2.2 Momentary
1.1-1.8 pu0.5-30 cycles2.1.2 Swell
0.1-0.9 pu0.5-30 cycles2.1.1 Sag
2.1 Instantaneous
Typical MagnitudeTypical DurationCategories
Interruptions (not outages)
Swells (not surges)
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Short duration(단시간 변동)의 3종류
Short duration은 disturbance의 가장 흔한 유형
IEEE Std 1159-1995
Schneider Electric 31/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
100%
240 Vrms
x 30% = 72Vrms
Phase A - N Voltage 128 points / cycle
momentary sag≈ 0.5 second
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
Sag• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Sag (순간전압 저하)
IEEE Std 1159-1995 전압 또는 전류 실효치의 감소
크기 : 0.1 ~ 0.9 pu Duration : ½ cycle ~ 1min
Swell보다 더 빈번하게 발생
Schneider Electric 32/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Sag 원인_외부
낙뢰
교통 사고
동물
계통 사고
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
Sag• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Sag 원인_외부 예 : 송전 가공선과 배전계통으로 발생
건설 사고
Schneider Electric 33/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Z Source Z Load
Time (Seconds)0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
80
85
90
95
100
105
110
Volta
ge (%
)
(부하측에서바라본) 임피던스감소 전류가 점차적으로
감소
Motor 기동
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
Sag• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Sag 원인_내부 예 : 기동부하로 인하여 발생
Schneider Electric 34/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Reset / reboot
데이터 손실
Circuit breaker trip
Process 중단
조명 출력 감소
전화 불통
Software error
Undervoltage 감지
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
Sag• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Sag 영향 = 전자기기 손상
Schneider Electric 35/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
240 Vrms
= 360 Vrms
x 150%
100%
instantaneous swell≈ 15 cycles
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwell
• 정의• 원인/영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Swell (순간 전압 상승)
IEEE Std 1159-1995 전압 또는 전류 실효치의 증가
크기 : 1.1 ~ 1.8 pu Duration : ½ cycle ~ 1min
Sag보다 적게 발생
Sag 보다 더 파괴적임
Schneider Electric 36/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
V = L x didt
선로의인덕턴스
전류 변화율
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwell
• 정의• 원인/영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Swell의 원인과 영향
원인
일반적으로 계통사고와 결합
하여 발생
지락사고
1선 지락
사고가 발생하지 않은 상에서
순간적인 전압 상승
부하 감소
Capacitor bank Switching
영향
Sag보다 더 파괴적임
절연 파괴
조명기구 조도 증가
과도한 과열
Schneider Electric 37/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
140%
120%
100%
20%
40%
60%
80%
0%
“Safe” region
Mag
nitu
de o
f Eve
nt
Duration of Event, seconds
ITIC Tolerance Boundaries
Excessive voltage levels
Low voltage levels
Typical sag events
Typical swell events
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwell
• 정의• 원인/영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Sensitivity Curve ◆ ITIC : Information Technology Industry Council
Schneider Electric 38/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
< 10% (24 rms)
1 s momentary interruption
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwellInterruption
• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Interruption
IEEE Std 1159-1995 전압의 완전한 손실
크기 : < 0.1 pu Duration : 0.5sec ~ 1min
Short duration 중에 가장 심각함. 가장 적게 발생함
Schneider Electric 39/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Fault
PLANT A:
PLANT B:
GENERATION & TRANSMISSION
UTILITY SUBSTATION
PRIMARY DISTRIBUTION
XX
= Interruption
= Sag
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwellInterruption
• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Interruption vs. Sag
Schneider Electric 40/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Rms Voltage
사고 Feeder의전류
Plant B
Recloser 동작 Sequence
Reclosing Intervals (Contacts Open)
Recloser lockout
Contacts Closed
부하 Current
사고 발생
사고전류
30Cycles 5 Sec 30 Sec
Plant A
Sag
Small voltage swell
Interruption
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwellInterruption
• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
전압 curve : Interruption vs. Sag
Schneider Electric 41/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
컴퓨터와 전자장비에 매우 민감함
Computer Reset/reboot
Hard disk 손상
Process 중단
생산 손실
Power supply 장치
저장된 에너지 소진
배터리 소진
Motor 속도 저하
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwellInterruption
• 정의• 원인• 영향
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Interruption 영향
Schneider Electric 42/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
단방향성Impulsive
< 10% of nominalInterruption
> 110% of nominalSwell
장비의 고장과 Trip으로 인한Process 중단
절연파괴
송전, 배전계통과 수용가 내부의전력계통
< 1minShortVARIATION
< 90% of nominalSag (or Dip)
오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
Short Duration 요약
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)
SagSwellInterruption
• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
A
B
C
E
F
G
D
H
?Power quality (전력 품질)
43/80
Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
D. Long Duration Variations (장시간 변동)
Long Duration Variations (장시간 변동)
Schneider Electric 44/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Voltage Regulation Comparison10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
17-Jul 18-Jul 19-Jul 20-Jul 21-Jul 22-Jul 23-Jul Date
Reg
ulat
edB
us V
olta
ge, k
V
Sub station 9
Sub station 8
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)
• 정의• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Long Duration Variations (장시간 변동)
IEEE Std 1159-1995 전압의 증가나 감소
Duration : 1min 이상
종류 Undervoltage (not brownout (절전)) Overvoltage (not surge) Sustained interruptions (not outage)
Schneider Electric 45/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
120 V rms 3 phase circuit
공칭전압의 85%
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)
Undervoltage• 정의• 원인/영향
• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Undervoltage (부족전압)
Long-term rms voltage level 크기 : 90% 이하
Undervoltage : 꽤 빈번하게 발생되는 현상 240 V : 216 V 120V : 108V
장시간에 걸친 부족 전압 : 장비와 시스템 성능
Schneider Electric 46/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Secondary Winding
Primary Winding
Winding Ratio
잘못된 권수비under
over voltage
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)
Undervoltage• 정의• 원인/영향
• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Undervoltage(부족전압)의 원인과 영향
원인
변압기
교류 전압/전류는 전자유도
현상에 의해 변함
영향
유도 전동기
Starting과 최대 기동토크
V2에 비례
Starting current V에 비례
Percent slip 1/V2에 비례
권선의 온도상승
대략 V에 비례
Schneider Electric 47/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)
UndervoltageOvervoltage
• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Overvoltage(과전압)
Long-term rms voltage level 크기 : 110% 이상
120V : 132 V이상
240V : 264 V 이상
원인
Voltage regulator 내부에 부
적절한 조정
전력계통에서 예상보다 적은
경부하
영향
과전류 보호장비의 불필요
한 trip
과열로 인한 유도 전동기
수명 단축
온도상승은 전압에 비례
Schneider Electric 48/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
공급 전압이 의도하는 기능을 수행할 수 없는 level까지떨어짐
Duration 1분 부터 몇 시간 이상
원인
Short-term sustained interruption 전력계통 사고를 제거하기 위하여 Utility Circuit breaker trip으
로 인함
Long-term sustained interruption Power line이나 utility 변압기 사고로 인하여 발생
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)
UndervoltageOvervoltageInterruption
• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Sustained Interruption
Schneider Electric 49/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
단방향성Impulsive
< 10% of nominalInterruption
< 90% of nominalUndervoltage
> 110% of nominalOvervoltage
< 10% of nominalInterruption
불필요한 Trip과열로 인한 전동기 수명단축
변압기 tap 오류
Voltage regulator 내부의 부적절한 조정
Power line 사고
< 1minLong
> 110% of nominalSwell
장비의 고장과 Trip으로 인한Process 중단
절연파괴
송전, 배전계통과 수용가 내부의전력계통
< 1minShortVARIATION
< 90% of nominalSag (or Dip)
오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)
UndervoltageOvervoltageInterruption
• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Long Duration 요약
A
B
C
E
F
G
D
H
?Power quality (전력 품질)
50/80
Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
E. Frequency Variations (주파수 변동)
Frequency Variations (주파수 변동)
Schneider Electric 51/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Milliseconds
Vol
tage
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)
• 정의• 원인/영향
• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Frequency Variations (주파수 변동)
일반적으로 발생되지 않는 현상
한전에서 대용량 발전기를 병렬 운전하기 때문에
한전의 주파수는 60Hz ± 0.5 Hz 이상은 거의 변하지 않음
주로 고객이 소유한 자가발전설비에서 발생함
Schneider Electric 52/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)
• 정의• 원인/영향
• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
주파수 변동의 원인과 영향
원인
부하와 발전기 용량 사이의
불평형
대용량 부하 on/off
토크의 외란
발전기 또는 엔진 권선
전력계통 사고
Seed control system 불안정
영향
회전기기의 오동작
회전기기 shaft 손상
타이밍 회로에 손상
차단기 trip
Schneider Electric 53/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
단방향성Impulsive
< 10% of nominalInterruption
회전기기 손상Generator주파수 주기의 변화Frequency
< 90% of nominalUndervoltage
> 110% of nominalOvervoltage
< 10% of nominalInterruption
불필요한 Trip과열로 인한 전동기 수명단축
변압기 tap 오류
Voltage regulator 내부의 부적절한 조정
Power line 사고
< 1minLong
> 110% of nominalSwell
장비의 고장과 Trip으로 인한Process 중단
절연파괴
송전, 배전계통과 수용가 내부의전력계통
< 1minShortVARIATION
< 90% of nominalSag (or Dip)
오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Frequency Variation 요약
A
B
C
E
F
G
D
H
?Power quality (전력 품질)
54/80
Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
F. Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Schneider Electric 55/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
12:0
0
12:1
5
12:3
0
12:4
5
13:0
0
13:1
5
13:3
0
13:4
5
14:0
0
430440450460470480490500
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance (or Imbalance)전압 불평형
NEMA MG 1 [2] 3상 평균전압으로 부터의 각 상의 편차
IEC 61000-4-30 정상분 전압과 역상분 전압의 비
Schneider Electric 56/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Voltage Unbalance최대 전압 – 최소 전압
평균 전압
각 상 전압 합계
3
= X 100
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance 계산 : NEMA
NEMA MG 1 [2] 3상 평균전압으로 부터의 각 상의 편차
예제 각 상전압
VAB 230 VBC 236 VAC 237
평균 전압 703/3 = 234.44 최대 전압 237 최소 전압 230 전압 불평형 = (237 – 230) / 234.44 x 100 = 2.987%
전압 불평형 허용 범위 : 2% 이하
Schneider Electric 57/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Unbalance FactorV -
V +
negative sequence voltage
positive sequence voltage
=
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance 계산 : IEC
IEC 61000-4-30 정상분 전압과 역상분 전압의 비
Schneider Electric 58/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Total phase
Total phase Positive-sequence Negative-sequence
Positive-sequence phase Negative-sequence phase
Current
Voltage
반시계방향 반시계방향 시계방향
Large Unbalance (x 3)
Small Unbalance (12%)
Unacceptable
Phase Diagrams• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Schneider Electric 59/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Capacitor Problem
Transformer
Winding Short
Open Delta
Feeder Unbalancing
케이블 길이와 굵기
단상 부하
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance의 원인
Schneider Electric 60/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
Motor 과열
Fuse 용단
Y-Y transformer
Utility Feeder
기존 motor 보호방식으로는 종종 부적절함.
voltage unbalance
사고1
3
2
4소손
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance의 원인 - 단상부하
사고로 인하여 3상 전동기가 두 상만 전원을 공급받음.
Schneider Electric 61/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
RMS VOLTAGE PLOT (06-18-96)(16:29:37)
0 50 100 150 200 0
50
100
150
200
250
300
350
Time (mS)
Voltage (
V)
A_VOLTSB_VOLTSC_VOLTS
Line-Line Voltages During Single Phasing (06-18-96)(16:29:37)
0 50 100 150 200250
300
350
400
450
500
Time (mS)
Voltage (
V)
Line-to-Line
Line-to-Neutral24% Unbalance
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance의 원인 - 단상부하
단상 부하 연결로 전압 불평형 발생
Schneider Electric 62/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
unbalanced load in 4 wire power systems
A
C B
-+
3rd . . . . . . . . . .
1st . . . . . . . . . . .
2nd . . . . . . . . . .
6th . . . . . . . . . .
5th . . . . . . . . . .
4th . . . . . . . . . .
etc …
기본파 = 60 Hz
x 2 = 120 Hz
x 3 = …
x 4 =
x 5 =
x 6 =
+
-
+
0-
0
normal - positive rotation
unbalanced - negative rotation
- neutral wire
etc...
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
고조파 영향
Harmonic Sequence
Negative rotation은 Motor에 braking 영향으로 인하여 과열과
수명 단축
Zero Sequence는 3상 4선식 계통에서 중성선 과열
Schneider Electric 63/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
50% hotter5%32% hotter4%18% hotter3%8% hotter 2%
% Temperature Rise
% Voltage Unbalance
Motor 권선온도 상승율 ( % Voltage Unbalance ) 2
= 2 x ( 2.987 ) 2
= 17.84 %
= 2 x 8.92216
= 2 x
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)
• 정의• 원인• 영향
• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
전압 불평형 영향 : Motor 권선온도 상승
Motor의 권선온도는 전압불평형의 제곱에 비례함
Schneider Electric 64/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
단방향성Impulsive
회전기기 과열부하 불평형
단상 부하평형 3상 회로와의 편차Unbalance (불평형)
VOLTAGE
< 10% of nominalInterruption
회전기기 손상Generator주파수 주기의 변화Frequency
< 90% of nominalUndervoltage
> 110% of nominalOvervoltage
< 10% of nominalInterruption
불필요한 Trip과열로 인한 전동기 수명단축
변압기 tap 오류
Voltage regulator 내부의 부적절한 조정
Power line 사고
< 1minLong
> 110% of nominalSwell
장비의 고장과 Trip으로 인한Process 중단
절연파괴
송전, 배전계통과 수용가 내부의전력계통
< 1minShortVARIATION
< 90% of nominalSag (or Dip)
오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Voltage Unbalance 요약
A
B
C
E
F
G
D
H
?Power quality (전력 품질)
65/80
Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
G. Voltage Fluctuations (전압 동요)
Voltage Fluctuations (전압 동요)
Schneider Electric 66/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
DERIVED>A_VOLTS-VOLTS(06-28-94)(14:10:28)
0 50 100 150 200-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Time (mS)
Vol
tage
(V)
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)
• 정의• 원인• 영향
• What to Remember (요약)
Voltage Fluctuations (전압 동요)
실효치 전압이 cycle별로 변하는 현상 기준 전압의 10% 이하
Voltage Fluctuation은 1ms~1sec 사이의 fast load variation임. Voltage Fluctuation : 1ms < Δt <1sec Variation : 1sec < Δt <1min
Slow load variation(1sec ~ 1min)과 혼동해서는 안됨
Voltage Fluctuation 파형은 random하고 빠른 특성으로 인하여 매우 복잡함.
Schneider Electric 67/77- Energy Management Services - JCLee –Mar., 2011
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)
• 정의• 원인• 영향
• What to Remember (요약)
Light Flicker
IEC 61000-4-30
시간 변동과 함께 휘도 또는 스펙트럼 분포의 가벼운 자극에
의해 유도된 시신경의 불안정한 느낌.
“Impression of unsteadiness of visual sensation, induced by a
light stimulus whose luminance or spectral distribution, fluctuat
es with time”
눈에 성가시도록 연속적으로 전압의 큰 변화
Large voltage changes in rapid succession from noticeable to
annoying
공칭전압의 ± 5%
백열등이 제일 민감함
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• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)
• 정의• 원인• 영향
• What to Remember (요약)
Flicker 특성
IEC 61000-4-15 Short-time flicker = Pst
TP = 10 min
Conventional annoyance threshold Pst = 1
60W 백열등에서 flicker발생시 사람들의
50%가 인식하는 값
Long-time flicker = Plt
TP = 2 Hr
Pst의 12개 연속적인 값
Conventional annoyance threshold Plt = 0.8
10 min
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부하측
아크로 (Arc furnace) 부하 전류의 불규칙적인 변동
용접기 (Welding machine) 간헐적인 운전으로 voltage drop 발생
X-Ray
빈번한 모터 기동
lift, pump, compressor
부하량이나 임피던스가 큰 Process heating 또는 space heating 특히 빌딩에서 flicker 발생
전원측
Diesel Generator 공급 연료의 변화
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)
• 정의• 원인• 영향
• What to Remember (요약)
Voltage Fluctuations의 원인
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일반적으로 6 ~ 8 Hz 주파수에서 발생하고 눈으로 느낄 수
있음
두통과 스트레스 및 짜증 유발
특히 간질병 환자 발작
민감한 장비 오동작
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)
• 정의• 원인• 영향
• What to Remember (요약)
Voltage Fluctuations의 영향
A
B
C
E
F
G
D
H
?Power quality (전력 품질)
71/80
Transients (과도현상)
Harmonic Distortion(고조파)
What to Remember (요약)
Long Duration Variations(장시간 변동)
Short Duration Variations(단시간 변동)
Voltage Unbalance (전압 불평형)
Voltage Fluctuation (전압 동요)
Frequency Variations (주파수 변동)
H. What to Remember (요약)
What to Remember (요약)
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Short Duration Variation의 종류
Instantaneous Momentary Temporary
3 sec 1 min½ cycle
0.1 pu
1.8 pu
0.9 pu
0.5 sec
1.1 pu
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
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Power Quality 요약
단방향성Impulsive
회전기기 과열부하 불평형
단상 부하평형 3상 회로와의 편차Unbalance (불평형)
VOLTAGE
Light flicker장비 오동작
아크로, 용접기, 전동기
Generator실효치 전압이 cycle별로변화
Fluctuation (동요)
< 10% of nominalInterruption
회전기기 손상Generator주파수 주기의 변화Frequency
< 90% of nominalUndervoltage
> 110% of nominalOvervoltage
< 10% of nominalInterruption
불필요한 Trip과열로 인한 전동기 수명단축
변압기 tap 오류
Voltage regulator 내부의 부적절한 조정
Power line 사고
< 1minLong
> 110% of nominalSwell
장비의 고장과 Trip으로 인한Process 중단
절연파괴
송전, 배전계통과 수용가 내부의전력계통
< 1minShortVARIATION
< 90% of nominalSag (or Dip)
오동작, 조기열화, 화재비선형 부하파형의 왜곡Harmonic (고조파)
양방향성Oscillatory
데이터, 전화, 통신장비의Inter face설비 내, 외부 손상, 파괴, 열화
< 1 m secTransient (과도현상)
영향주요 원인설 명교란의 종류
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
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Transient (과도현상) LA, SA, SPD
Power Quality Solutions 종합
• Power Quality (전력 품질)• Transient (과도현상)• Harmonic Distortion (고조파)• Short Duration Variations (단시간 변동)• Long Duration Variations (장시간 변동)• Frequency Variations (주파수 변동)• Voltage Unbalance (전압 불평형)• Voltage Fluctuations (전압 동요)• What to Remember (요약)
Harmonic (고조파)
Sag (순간 전압저하)
Unbalance (불평형)
Active filterPassive filter
Flicker (플리커)
SPD(Surge Protective Devices)
Active filter (AccuSine)Passive filter
Sag Compensator (외부원인)
AccuSine (내부원인)VARSET FAST(내부원인)
UPS (외부원인)
AccuSine
SVCAccuSine
부하평형율개선,선로연가, 등
SVC
Pow
er Quality M
eterSchneider Electric
Solutions일반적인Solutions
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