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정지형 무효전력 보상장치
파워일렉트로닉스 소자기술의 발달로 정지형의 무효전력 보상장치가 다양하게 개발되고 있으며, 고속 정밀한 전압 및 무효전력 제어가 가능하고 보수가 용이한 정지형 무효전력 보상장치가 사용
SVC는 사이리스터를 이용하여 병열콘덴서와 리액터를 신속하게 접속, 제어(0.04초)하여 무효전력 및 전압을 제어하는 장치
SVC는 처음에는 아크로나 제철소의 압연설비로 인한 전압변동을 보상하기 위해 개발되었으나, 대용량화가 추진됨에 따라 계통 안정화를 위해 송전선로에도 적용
SVC의 특징은 응답성이 빠르며 조작에 제한이 없고, 신뢰성이 높으며, 유지보수가 간단하고, 조작성이 뛰어나다는 점
종류별 특성원리
1)SVG또는 SCC
- 자력식 컨버터를 보상전원으로 하고 계통과 연계하여 진상과 지상으로 조정하는 방식으로 직류 측 부하에 콘덴서를 사용하는 전압형과 리액터를 사용하는 전류형이 있다
- 이는 컨버터와 결합하여 출력전압을 조정함으로써 콘덴서와 리액터 두 가지 기능을 동시에 수행
- 임피던스 배후전압(V₁)을 자려 인버터로 발생시키고 무효전력을 출력
2)TCR
- 리액터의 전류를 사이리스터 점호각으로 제어하는 것으로 반사이클마다 리액터의 전류조정이 가능하며, 아크로의 플리커 대책으로 개발되었고 대용량 장치에 적합한 방식
- 근래에는 계통 안정화용 설비로 주목받고 있으며 고조파 전류 발생문제는 진상 콘덴서를 필터로 구성하여 해결할 수 있다
- 또한 고임피던스 변압기를 사용하는 방법을 TCT방식이라 부른다. 리액터의 서셉턴스를 사이리스터 제어장치로 조정하여 고정콘덴서와 조합시켜 무효전력을 출력
3)TSC
- 사이리스터 스위치를 사용하여 과대한 돌입전류 없이 제어하는 방법으로 고조파를 발생시키지 않고 진상분만 소비
- 복수의 콘덴서 뱅크를 사이리스터 스위치로 온/오프 하여 콘덴서의 서셉턴스를 단계적으로 조정하여 무효전력을 출력
특징(효과)
1)변동부하에 의한 플리커 억제
- 부하의 무효전력이 변동하여 전압플리커가 발생하는데 SVC는 부하의 역극성으로 동작하여 무효전력의 변동폭을 0으로 만들어 전압플리커를 억제
- 따라서 변동부하에 가까운 지점에 설치하는 것이 바람직
2)수전단전압의 안정화
SVC를 수전단에 설치하고 정전압 제어를 함으로써 계통의 안정도가 향상
3)계통안정도의 향상
- 교류계통은 송수 양단의 전압 상차각에 따라서 전력을 수수하고 있지만 송전선이 장거리화되면 위상각이 증대하여 탈조, 난조에 이르기 쉽다.
- 그러나 중간점의 전압을 SVC에 의하여 유지하면 과도안정도가 대폭 향상
- 따라서 이 시스템을 중간 조상 설비라고 부르고 대용량 TCR 실용화 이후 그 적용 사례가 계속 늘어나고 있다.
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