[펌] SC ( static condenser : 진상콘덴서 ) ?(2) 전력용 콘덴서=진상용 콘덴서의 모든 것 ..자료 총집합..

1.위의 LG산전 카탈로그 참조.

2.아래의 삼화 콘덴서 카탈로그 참조

위에서

Pa(피상전력) = √P²(유효전력)+Pr²(무효전력)[VA:대문자]

Var======<;var(전부 소문자로 표시함)로 바로 잡습니다.

SC ( static condenser : 진상콘덴서 )란?
순수한 저항만의 부하에서는 전압과 전류의 위상차가 없기 때문에 무효 전류가 흐르지 않아

역율이 100% 이지만

코일이나 콘덴서 부하에서는 전압과 전류의 위상차가 생긴다.

쉽게 말하자면 전압과 전류가 각각 따로 논다는 것이다.

콘덴서에서는 콘덴서의 충전작용하는 특성으로 전류가 전압보다 90도 앞서고(진상)

코일에서는 코일 자속에 의한 전류 흐름의 방해작용으로 전류가 90도 뒤진다 (지상).

이러다 보니 전압과 전류의 위상 차이 만큼의 무효전력이 생기는 것이다.

이 무효 전류가 크면 클수록 역률이 낮아 각종 기기의 설비 용량이 쓸데없이 커야하고 그만큼 전력 손실이 따른다.

그러므로 모터등 일반 부하는 대부분 코일(유도성)이기 때문에

이 부하의 역률을 개선하기 위해서 진상 콘덴서를 설치한다.

이에 따라

전선로 내의 전력 손실이 감소되고 전압강하나 전압 변동률이 개선되며

설비에 여유가 생기는 효과를 얻는다.

http://www.samwha.co.kr/fc/down/pro2224.pdf (저압 진상용 콘덴서)

(Qc)Pr = √3 V I sinθ [kvar] >;3상<;

@@@)위의 식에 의한 표환산법(예시)

1.Qc = 2 * 3.14 * 60 * 275.5 * 380² * 10-9

= 14.98 == 15[k(소문자)var(소문자)]

2.C = 15* 109 / 2 * 3.14 * 60 * 380² = 275.5[㎌]

3.(Qc)Pr = √3VIsinθ[kvar]>;3상<;의 식에서 >;sinθ은 생략함.<;

I = (Qc)Pr / √3V

= 15000 / 1.732 *380 = 15000 / 658.16 = 22.79 == 22.8[A]

참고)

콘덴서 회로에있어 정전용량 C[F]의 콘덴서에

주파수 f[Hz]의 전압 V[V]를 인가하게 되면 이때의

콘덴서 Impedance Zc = 1 / ωC = 1 / 2 π f C [Ω]이다.

콘덴서의 전류 Ic = V / Zc [A]가 되어

대입하면Ic =V / (1 / 2 π f C )

Ic = 2 π f C V [A]가 된다.

이 회로의 콘덴서 진상용량 Qc = V * Ic = 2 π f C V² [kvar]가 된다.

그러므로

C = Qc / 2 π f V² [F]

진상용 콘덴서의 경우

중, 저압용은 Δ, 고압 및 특별고압 콘덴서는 Y로 내부회로 결선을 한다.

http://www.samwha.co.kr/fc/down/pro14.pdf (고압)

콘덴서 용량산출표

※ 부하의 용량[kW]과 현재역률에 따라 필요한 콘덴서 용량을 구하고자 하실 때에는

아래의 용량 산출표를 이용하여 주시기 바랍니다.

개선후의 역율=cosθ21.000.990.980.970.960.950.940.930.920.910.900.890.880.870.860.850.840.830.820.810.80

개

선

전

의

역

율

=

c

o

s

θ

1

0.50173159153148144140137134131128125122119117114111109106103101980.511691541481441401361321291261231201181151121091071041029996940.52164150144139135131128125122119116119110108105102100979592890.531601461401351311271241211171141121081061031019895939088850.5415614213613112712312011611311010810510299979491898684810.551521381321271231191161121091061041019895939087858280770.56148134128123119115112109105102100979491898683817876730.571441301241191151111081051029996939088858280777472690.58141126120115111108104101989592898784817976737168660.5913712311711210810410197949189968380787572706765620.601331191131091041009794918885827977747169666461580.61130116110105101979490878482797673716865636058550.6212711210610297949087848178757370676562595754520.631231091039894908784817875726967646159565451480.641201061009591878481787572696663615856535048450.65117103979288848177747169666360585552504745420.66114100948985817874716865636057555249474441390.6711197918682787571686562605754524946444138360.6810894888379757268656259575451494643413835330.6910591858076726965625957545148464340383533300.7010288827773696663595654514845434037353230270.719985797470666360575451484543403735322927240.729682767167646057545148454240373432292724210.739479736964615754514845424037343229262421190.749177716662585551484543403734322926242119160.758874686359555249464340373432292624211816130.768671656056534946434037343229262421181613110.77836963585450474340373532292624211816131180.7880666055514744413835322926242118161310850.79786357534845413835322926242118161310852.60.807561555046423936322927242118161310852.60.8172585247434036333027242118161310852.60.82705650454137343027242119161311852.60.836753474238343128252219161311852.60.8465504440353228252219161311852.60.85624842373329262319161411852.70.865945392430262320171411852.60.8757423632282420171411862.70.88544034292521181511862.80.895137312622181512962.80.9048342823191612962.80.914631252116139630.9243282218131063.10.93402519141073.20.943622161173.40.9533191383.70.96291594.10.9725114.80.982060.9914

콘덴서를 선택함에 있어서 우선 제품의 품질, After Service등을 생각해야 합니다.
전력용 콘덴서는 무효전력(var)을 줄여 전기를 효율적으로 사용하는데 그 목적이 있으므로

전력손실의 측면에서 검토되어야 합니다.

제품의 선택이 끝나면 얼마 만큼의 용량을 설치할 것인가가 문제가 됩니다.
필요한 콘덴서 용량을 선정하기 위해서는 우선 다음 항목에 대한 조사 및 결정이 이루어져야 합니다.

1.
현재 운전되고 있는 전부하 용량(유효전력)은 몇 kW인가?2.

현재의 역률(cosθ1)은 얼마인가? 알아야 하며

또한 신설 공장의 경우라면 설치되는 각종 부하의 역률이 얼마인가를 사전 조사하고,

변동될 수 있는 부하를 조사하여야 합니다.

3.목표로 하는 역률(cosθ2)을 얼마로 할것인지를 결정해야 합니다.

이상과 같은 조사와 결정이 끝나면 다음과 같이 필요로 하는 콘덴서 용량을 산출할 수 있습니다.

((예제))

부하용량을 1000[kW]라하고,

현재역율을 0.75라하고, 목표역률을 0.95로 하겠다고 결정을 했다면

@@중요) 용량 산출표에서 산출한 값은 위의 식을 이용한 것이다.

참고)

ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ

콘덴서 용량 = 개선 전 무효전력(Pr1)-개선 후 무효전력(Pr2) 유도식

tanθ = sinθ / cosθ

sin²θ + cos²θ = 1

그러므로 sinθ = √1-cos²θ

무효전력(Pr) = Pa * sinθ

유효전력(P) = Pa * cosθ

여기서 Pa =Pr / sinθ 이므로 유효 전력에 대입하면 유효전력(P) = (Pr / sinθ) * cosθ

Pr * cosθ = P * sinθ

Pr = P * ( sinθ / cosθ ) = P * (√1-cos²θ / cosθ) = P * tanθ의 식이 된다.

그러므로

콘덴서 용량 (kvar)은

개선 전 무효전력(Pr1)- 개선 후 무효전력(Pr2)이므로

Qc = P * tanθ1 - P * tanθ2 = P * (√1-cos²θ1 / cosθ1) - P * (√1-cos²θ2 / cosθ2)

P*(√1-cos²θ1 / cosθ1) - (√1-cos²θ2 / cosθ2)>;P = 개선전 유효전력(kW)<;

의 관계가 성립한다.

피상,유효,무효전력은

Pa(피상전력) = √P²(유효전력) + Pr²(무효전력)[VA]의 관계이므로

Pa2(역률개선후 피상전력)= √P²(개선전 유효전력) + Pr2²(개선후 무효전력)

Pr2²(개선후 무효전력) = Pr1²(개선 전 무효전력) - 역률 보상 콘덴서의 용량(Qc)

의 식도 성립한다.

예제)

부하 480 kW(P),역률 0.8(cosθ1),220 kVA(=kvar)의 콘덴서(Qc)를 부착시

부하역률(cosθ2)은?

해설)

콘덴서 용량(Qc) = 개선전의 무효전력(Pr1) - 개선후의 무효전력(Pr2)

Pr2²(개선후 무효전력) = Pr1(개선 전 무효전력) - 역률 보상 콘덴서의 용량(Qc)

Pr1(개선 전 무효전력) = P*(√1-cos²θ1 / cosθ1) = 480 * (√1-(0.8)² / 0.8 )

= 480 * (0.6/0.8) = 360 (kvar)

Pr2²(개선후 무효전력) = 360 - 220 = 140(kvar)

Pa2(역률개선후 피상전력) = √P²(개선전 유효전력) + Pr2²(개선후 무효전력)

=√480² + 140² = √250000 = 500 (kVA)

또한 역률개선후 P = Pa2 * cosθ2 이므로

cosθ2( 개선후의 역률 ) = P / Pa2 = 480 / 500 = 0.96 = 96%

참고)

sin²θ + cos²θ = 1

그러므로 sinθ = √1-cos²θ

무효전력(Pr) = Pa * sinθ

유효전력(P) = Pa * cosθ

유효전력 단위:[W.대문자 ..]

무효전력의 단위:[VA.대문자..]

무효전력의 단위: [var.전부 소문자..]를 사용해야 한다.

kvar에서 k는 1000(10³)을 의미하므로 소문자를 사용한다.

(대문자 K는 켈빈 온도를 의미함)

ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ

하지만

콘덴서는 일반적으로 용량이 표준으로 생산되기 때문에

(이 카다로그 앞부분에 기재된 정격전압과 정격용량 참고 바랍니다.)

단상 콘덴서로 설치하는 경우 500 kvar 기준으로

167 kvar 3대를 600 kvar 기준으로 200 kvar 3대를 설치하고

3상으로 설치하는 경우는 250 kvar 2대를

600 kvar 기준으로는300 kvar 2대 또는 200 kvar 3대를 설치하시면 됩니다.

또한

콘덴서 용량이 대용량(고압은 300 kvar이상, 저압은 50 kvar이상)인 경우는

콘덴서 자체만으로는 고조파와 돌입전류를 억제할 수 없으므로

콘덴서 회로의 보호협조 설비로서 직렬리액터를 설치하시고

완벽 방전성능을 확보하기 위해서는 방전코일도 설치하시는 것이 안전합니다.

참고로 콘덴서 용량을 나타내는 방법은 kvar와 uF 두가지를 사용하는데

이 두 단위를 환산하는 방법은 다음과 같습니다.

위에서 Var======<;var(전부 소문자로 표시함)로 바로 잡습니다.

전동기 출력

설치하는 콘덴서 용량220V380v440VkWHPuFkvaruFkvaruFkvar0.21/4150.27----0.41/2200.36----0.751300.55----1.52500.91100.544100.7302.23751.37150.817151.0953.751001.82201.089201.4605.57.51753.19502.722402.9197.5102003.65754.083402.91911153005.471005.444755.47415204007.301005.444755.47422305009.121508.1661007.299304080014.6020010.88817512.772375090016.4225013.60920014.597

콘덴서가 일부 설치되어 있는 경우에는 무효전력[kvar] 또는 용량[uF] 합계에서

설치되어 있는 콘덴서의 용량 (kvar 또는 uF)의 합계를 뺀 값을 설치하면 된다.

전동기 출력

역률
% 설치하는 콘덴서 용량0.90.950.98kWHPkvarkvarkvarkvarkvarkvar375080.0%9.831015.591520.24204080.5%10.111016.331521.36205081.5%11.331519.122025.4025557582.0%11.751520.312027.2225608082.5%12.041521.382028.92307510083.0%14.081525.752535.173010084.0%16.161531.733044.294011015084.5%16.342033.463047.285012585.0%16.932036.385052.095015020085.5%18.342041.685060.535020086.0%21.812052.945078.067522030090.0%0.00034.243061.8850

고압 전동기의 역률은 전동기의 종별에 따라 다 다르므로

실제 설치하는 전동기의 제반특성에 따라 산출하여 역률이 90%이상 되도록 설치하는 것이 바람직하다.
콘덴서가 일부 설치되어 있는 경우에는 무효전력[kvar] 또는 용량[uF] 합계에서

설치되어 있는 콘덴서의 용량 (kvar 또는 uF)의 합계를 뺀 값을 설치하면 된다.

http://blog.naver.com/e077/127138621 역률 개선이란?

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