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전압 변동 및 고조파 전기에너지 손실 저감 계산

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전압 변동과 에너지 손실

S =

V2 Z

=

V2 R + jX

수전 전압이 공칭 전압 보다 클 경우 전기적 손실은 크기의 제곱에 비례합니다.

전압 변동에 의한 손실 변화율

전압 상승에 의한 손실

Parameters)
  • V_Nom = NN kV
  • V_Ext at +X%
  • P_Nom = XX MW
  • Q_Nom = XXX MVAr
  • P_loss,Norm= k%
  • Period: hh, ddd
  • Z_Nom = (V_Nom)^2 / P_Nom
  • P_Ext = (V_Ext)^2 / Z_Nom
  • ΔP = P_Ext - P_Nom
  • S_Nom = √(P_Nom^2 + Q_Nom^2)
  • S_Ext = √(P_Ext^2 + Q_Nom^2)
  • P_loss,Nom = P_Nom × k%,
  • P_loss,Ext = P_loss,Nom × (S_Ext / S_Nom)^2
  • ΔP_loss = P_loss,Ext - P_loss,Nom
  • ΔE_total = ΔE_P + ΔE_loss
전압 상승은 수십억원에 이르는 생산성과 손실 비용 등, 막대한 영향을 미칩니다.
적절한 전압 제어(SVG 등)를 통해 문제를 해결할 필요가 있습니다.

전압 강하에 의한 손실

마찬가지로 전압 강하는 생산성 저하에 큰 영향을 미칩니다.
전압 상승시의 경우 보다 더 큰 손실 비용이 발생하므로, 적절한 전압 제어(SVG 등)를 통해 문제를 해결할 필요가 있습니다.
정확한 손실 비용 계산은 당사에 문의 주시면 현장 방문을 통해 얻은 측정 데이터와
PSCAD/EMTDC과 같은 엔지니어링 툴을 기반으로 예측 산정하여 회신을 드립니다.

고조파와 에너지 손실

계통의 전압 왜형율이 높으면 고조파 에너지 손실도 큽니다.

P1 = 17.83kW, P5 = 2.79kW,
P7 = 0.31kW, P11 = 0.21kW

Ph = 3∑VhIh, cos θh,
∑Ph = 3.31kW, Ph = 18%,

실측 전압 전류 파형 (리프트 부하)

※ 위의 실측 결과는 계통의 전압 왜형율 THD-v가 15%이며 이 경우 고조파 손실은 무려 18%이 이릅니다.

고조파 보상에 의한 전기 에너지 절감율을 구하는 방식을 나타냅니다.
  • dP(%)=(THD"-i-THD'-i)(%) * (THD"-v-THD'-v)(%) * k
  • THD"-i : 개선 전 전류 왜형율
  • THD'-i : 개선 후 전류 왜형율
  • THD"-v : 개선 전 전압 왜형율
  • THD'-v : 개선 후 전압 왜형율
  • k : 그래프로부터 구한 상수
  • dP[%] : 전력 손실 절감율

개선 dTHD-v에 의한 상수 k

인버터 부하 고조파 개선 효과

조건
  • 부하 : 780 kW
  • 이용율 : 85%
  • 인버터 용량 : 500 kW
  • 개선 전 전류 왜형율 (THD"-i = 45%)
  • 개선 후 전류 왜형율 (THD'-i = 5%)
  • 개선 전 전압 왜형율 (THD"-v = 5.8%)
  • 개선 후 전압 왜형율 (THD'-v = 2.5%)

    상수 (k = 2.8) (전압 왜형율 변화분 3.3% 기준)

연간 절감액 계산
38,647,000KRW
결과
  • 연간 절감액: 38,647,000KRW
석유 환산 톤 TOE으로 환산하면, 계산 조건 0.25x10-3(TOE/kWh) 53,665(TOE/Y)
탄소 배출량으로 환산하면, 계산 조건 0.45(tCO2/MWh) 96,597(tCO2/Y)

출처 EG-TIPS 에너지온실가스 종합정보 플렛폼(energy.or.kr)

https://tips.energy.or.kr/popup/toe.do