⚡전기기사 고조파 공진 사고 예방법 총정리

📋 목차

• ⚡ 전기기사 고조파 공진 사고 예방법 총정리
• 💡 고조파 전류, 왜 발생할까요?
• ⚠️ 고조파가 전기 설비에 미치는 영향
• 🛠️ 고조파 공진 사고 예방을 위한 핵심 대책
• 💡 고조파 발생원 및 억제 대책 비교
• ❓ 자주 묻는 질문 (FAQ)

전기 시스템을 운영하다 보면 예상치 못한 고조파 공진 사고로 인해 설비 손상이나 정전과 같은 심각한 문제가 발생할 수 있어요. 특히 전기기사라면 이러한 사고를 미리 예방하고 안전하게 대처하는 것이 무엇보다 중요하죠. 하지만 고조파의 발생 원인부터 공진 현상, 그리고 복잡한 억제 대책까지 완벽하게 이해하기란 쉽지 않아요. 혹시 고조파 공진 사고를 예방하기 위한 명확한 방법들을 찾고 계신가요? 이 글에서는 전기 설비의 안정성을 높이기 위한 고조파 공진 사고 예방법을 핵심만 모아 총정리해 드릴게요.

⚡전기기사 고조파 공진 사고 예방법 총정리

 

⚡ 전기기사 고조파 공진 사고 예방법 총정리

고조파는 전력 시스템에서 발생하는 일종의 노이즈로, 원래의 기본 주파수 외에 여러 배수의 주파수 성분이 혼합되어 나타나는 현상을 말해요. 이러한 고조파 전류가 특정 조건에서 전기 설비와 공진을 일으키면, 예상치 못한 과전류나 과전압이 발생하여 설비의 과열, 소손, 절연 파괴 등 심각한 사고로 이어질 수 있습니다. 특히 전력 변환 장치, 인버터, 컨버터 등의 사용이 증가하면서 고조파 발생량이 늘어나고 있으며, 이에 따른 공진 사고의 위험성도 높아지고 있어요. 전기 설비의 안정적인 운영과 안전 확보를 위해서는 고조파의 발생 원인을 정확히 파악하고, 공진 현상을 미연에 방지하는 것이 필수적이에요. 이 글에서는 고조파 공진 사고를 예방하기 위한 다양한 방법들을 상세하게 알아보고, 실제 현장에서 적용할 수 있는 실질적인 대책들을 제시하고자 합니다.

 

고조파 공진 사고는 단순히 설비의 수명을 단축시키는 것을 넘어, 대규모 정전 사태를 유발할 수도 있는 잠재적 위험성을 가지고 있어요. 따라서 전기기사라면 고조파에 대한 깊이 있는 이해와 함께, 발생 가능한 모든 예방책을 숙지하고 있어야 합니다. 단순히 이론적인 지식을 넘어 실제 현장에서의 경험과 노하우를 바탕으로, 고조파 공진 사고를 효과적으로 예방하고 관리하는 방법에 대해 자세히 설명해 드릴게요. 이 내용을 통해 전기 설비의 신뢰성을 높이고 안전한 작업 환경을 구축하는 데 큰 도움이 되기를 바랍니다.

 

안정적인 전력 시스템을 유지하기 위해 고조파 공진 사고 예방은 선택이 아닌 필수입니다. 고조파는 다양한 원인으로 발생하며, 때로는 예측하기 어려운 방식으로 공진을 일으켜 심각한 문제를 야기할 수 있어요. 따라서 고조파 발생의 근본적인 원인을 이해하고, 각 설비의 특성에 맞는 적절한 억제 및 방지 대책을 적용하는 것이 무엇보다 중요합니다. 앞으로 살펴볼 내용들을 통해 고조파 공진 사고의 위험을 최소화하고, 전기 설비의 안정적인 운영을 위한 실질적인 방안들을 얻어가시길 바랍니다.

📊 고조파 공진 사고 예방을 위한 핵심 요약

핵심 대책	주요 내용
펄스 수 증대	전력 변환 장치의 펄스 수를 크게 하여 고조파 발생 자체를 저감
고조파 필터 설치	특정 차수의 고조파를 제거하거나 흡수하여 시스템 안정화
이격 거리 확보 및 차폐	고조파 발생 기기와 다른 설비 간 충분한 거리를 두거나 차폐 케이블 사용
접지 분리	고조파 발생 기기의 접지를 다른 설비와 분리하여 고조파 전류의 유입 방지
델타(△) 결선 채용	변압기 결선 시 델타 결선을 통해 고조파 순환 회로 구성 및 외부 유출 방지
직렬 리액터 설치	전력용 콘덴서에 직렬 리액터를 설치하여 고조파 전류의 증폭 방지

💡 고조파 전류, 왜 발생할까요?

전력 시스템에서 고조파 전류가 발생하는 주된 원인은 비선형 부하의 사용 증가입니다. 비선형 부하는 입력 전압과 전류의 파형이 정비례하지 않는 장치들을 의미하는데요, 이러한 장치들은 기본 주파수(60Hz) 외에 여러 배수의 주파수 성분, 즉 고조파를 발생시킵니다. 대표적인 비선형 부하로는 컴퓨터, 스마트폰 충전기, LED 조명과 같은 전력 전자 기기들이 있습니다. 이들은 전력을 효율적으로 사용하기 위해 스위칭 방식을 사용하는데, 이 과정에서 고조파 전류가 필연적으로 발생하게 됩니다. 또한, 전기로, 아크로, 전기 용접기와 같이 순간적으로 큰 전류를 사용하는 장치들도 고조파의 주요 발생원입니다. 변압기나 전동기의 여자 전류, 송전선의 코로나 방전 현상 등도 고조파를 유발하는 요인이 될 수 있어요. 이러한 고조파 전류는 전력 품질을 저하시키고, 다른 전기 설비에 악영향을 미칠 수 있습니다.

 

구체적으로 살펴보면, 컨버터, 인버터, 초퍼와 같은 전력 변환 장치는 고조파 발생의 가장 큰 주범으로 꼽힙니다. 이 장치들은 직류와 교류를 변환하거나 전압 레벨을 조절하는 과정에서 불연속적인 전류를 사용하게 되고, 이는 곧 고조파 성분의 발생으로 이어집니다. 또한, 최근 에너지 절약을 위해 널리 사용되는 에너지 절약 기기나 무정전 전원 장치(UPS) 역시 고조파를 발생시키는 주요 원인 중 하나입니다. 이러한 기기들이 많아질수록 전력 계통 전체에 고조파의 영향력이 커지게 되고, 이는 결국 전력 품질 저하와 설비의 오작동 또는 고장을 유발할 수 있습니다.

 

발생된 고조파 전류는 전력선이나 간선을 통해 전파되면서 다양한 문제를 일으킬 수 있어요. 예를 들어, 통신선에 유도 장애를 발생시켜 통신 품질을 저하시키거나, 보호 계전기의 오작동을 유발하여 비정상적인 차단 동작을 일으킬 수도 있습니다. 또한, 전력용 기기의 과열 및 소손, 3상 4선식 회로의 중성선 과열 등 설비 자체의 성능 저하나 고장으로 이어질 수도 있습니다. 따라서 고조파 발생원을 정확히 파악하고, 이를 억제하기 위한 적절한 대책을 마련하는 것이 전기 설비의 안정적인 운영을 위해 매우 중요합니다.

 

고조파 전류는 단순히 전력 품질을 떨어뜨리는 문제를 넘어, 심각한 설비 고장으로 이어질 수 있는 잠재적 위험성을 가지고 있습니다. 따라서 고조파의 발생 원인을 명확히 인지하고, 각 설비의 특성에 맞는 예방 및 억제 대책을 적용하는 것이 필수적입니다. 고조파 발생원을 줄이고, 발생된 고조파를 효과적으로 제거하거나 무해화하는 것이 전기 설비의 안정성을 확보하는 핵심입니다.

📊 고조파 발생 주요 원인

구분	주요 발생원	특징
비선형 부하	컨버터, 인버터, 초퍼 등 전력 변환 장치, 컴퓨터, LED 조명, UPS	스위칭 동작으로 인해 고조파 발생
대용량 부하	전기로, 아크로, 전기 용접기	순간적인 대전류 사용으로 고조파 발생
기타	변압기/전동기 여자 전류, 송전선 코로나 방전	자기 포화 현상, 절연 파괴 등으로 인한 고조파 발생

⚠️ 고조파가 전기 설비에 미치는 영향

고조파 전류는 전력 시스템에 다양한 부정적인 영향을 미칩니다. 가장 흔하게 발생하는 문제 중 하나는 전력 기기의 과열 및 소손입니다. 고조파 전류는 기본파 전류와 함께 흐르면서 설비의 저항 성분에서 추가적인 열을 발생시키고, 이는 절연 재료의 노화를 촉진하며 결국 설비의 수명을 단축시키거나 고장을 일으킬 수 있습니다. 특히 변압기, 전동기 등은 고조파 전류로 인해 코어 손실이 증가하고 온도 상승이 심화될 수 있습니다. 또한, 3상 4선식 회로에서는 중성선으로 고조파 전류가 집중되어 과열되거나 소손되는 경우가 발생할 수 있어 주의가 필요합니다.

 

통신선의 유도장해 역시 고조파로 인해 발생하는 심각한 문제입니다. 전력선에서 발생하는 고조파 전류는 주변의 통신선에 전자 유도 또는 정전 유도 방식으로 영향을 미쳐 통신 신호에 잡음을 발생시키거나 통신 품질을 저하시킬 수 있습니다. 이는 통신 시스템의 오작동을 유발하거나 중요한 통신 내용을 왜곡시킬 위험이 있습니다. 더불어, 보호 계전기는 정상적인 전류와 전압 파형을 기준으로 동작하도록 설계되었기 때문에, 고조파로 인해 전압 및 전류 파형이 왜곡되면 오부동작을 일으킬 가능성이 높습니다. 예를 들어, 고조파 성분 때문에 실제보다 과전류가 흐르는 것으로 판단하여 불필요한 트립(Trip)을 발생시키거나, 반대로 실제 고장 상황을 감지하지 못하는 경우도 발생할 수 있습니다.

 

고조파는 전압 왜곡을 유발하여 전력 시스템의 전반적인 품질을 떨어뜨립니다. 이는 전력용 기기의 효율과 역률을 저하시키고, 회전기에서는 토크의 맥동을 발생시켜 진동과 소음의 원인이 되기도 합니다. 심한 경우, 전압 파형의 왜곡이 절연 파괴로 이어져 설비에 치명적인 손상을 입힐 수도 있습니다. 또한, 고조파 전류가 특정 조건에서 전기 설비와 공진을 일으키면, 해당 전류가 비정상적으로 증폭되어 설비에 큰 부담을 주고 고장을 유발할 수 있습니다. 이러한 공진 현상은 특히 전력용 콘덴서나 전원 측 변압기 등에서 발생할 위험이 높으며, 심각한 경우 계통 전체의 붕괴를 초래할 수도 있습니다.

 

고조파는 전기 설비의 수명 단축, 성능 저하, 오작동 및 고장 등 다양한 문제를 야기합니다. 따라서 고조파의 영향을 최소화하기 위한 적극적인 대책 마련이 필수적이며, 이를 통해 전기 설비의 신뢰성과 안정성을 확보해야 합니다.

📊 고조파가 전기 설비에 미치는 영향

영향 구분	세부 영향	주요 발생 원인
전력 기기 영향	과열 및 소손, 절연 열화	고조파 전류로 인한 추가적인 열 발생
	중성선 과열 (3상 4선식)	고조파 전류의 중성선 집중
	효율 및 역률 저하, 토크 맥동, 진동 및 소음	전압 파형 왜곡, 회전기 손실 증가
	공진 유발	고조파 전류와 설비 임피던스의 공진
전력 계통 영향	통신선의 유도장해	전력선 고조파 전류에 의한 전자/정전 유도
	보호 계전기 오부동작	고조파로 인한 전압/전류 파형 왜곡

🛠️ 고조파 공진 사고 예방을 위한 핵심 대책

고조파 공진 사고를 예방하기 위한 가장 근본적인 대책 중 하나는 전력 변환 장치의 펄스 수를 크게 하는 것입니다. 펄스 수가 높을수록 발생하는 고조파의 차수가 높아지고, 그 크기는 상대적으로 작아지기 때문에 전력 시스템에 미치는 악영향을 줄일 수 있어요. 예를 들어, 6펄스 컨버터보다 12펄스 컨버터를 사용하면 저차 고조파 발생이 억제되어 전력 품질을 개선할 수 있습니다. 또한, 고조파 발생 가능성이 높은 기기들과는 충분한 이격 거리를 확보하고, 필요한 경우 차폐 케이블을 사용하는 것이 좋습니다. 이는 고조파 전류가 다른 설비로 전파되는 것을 물리적으로 차단하여 영향을 최소화하는 방법입니다.

 

고조파 발생기기의 접지를 다른 설비의 접지와 분리하는 것도 중요한 예방 조치입니다. 이렇게 하면 고조파 전류가 공통 접지선을 통해 다른 설비로 유입되는 것을 막을 수 있습니다. 특히 민감한 전자 장비나 통신 설비의 경우, 고조파로부터 보호하기 위해 별도의 접지 시스템을 구축하는 것이 효과적입니다. 더불어, 고조파를 효과적으로 제거하기 위해 고조파 필터를 설치하는 방법도 널리 사용됩니다. 고조파 필터는 특정 차수의 고조파 전류를 선택적으로 제거하거나 흡수하여 전력 시스템의 안정성을 높이는 역할을 합니다. 필터의 종류와 용량은 시스템의 특성과 주요 고조파 성분을 고려하여 설계해야 합니다.

 

전력용 콘덴서에 직렬 리액터를 설치하는 것은 고조파 공진을 방지하는 데 매우 효과적인 방법입니다. 전력용 콘덴서는 역률 개선에 사용되지만, 특정 차수의 고조파와 공진을 일으켜 과전류를 발생시킬 수 있습니다. 직렬 리액터는 콘덴서와 직렬로 연결되어 해당 고조파 전류의 임피던스를 증가시켜 공진을 방지하거나 억제하는 역할을 합니다. 리액터 용량은 제거하고자 하는 고조파 차수와 콘덴서 용량에 따라 적절하게 선정해야 합니다. 또한, 변압기 결선에서 델타(△) 결선을 채용하는 것도 고조파 억제에 도움이 됩니다. 델타 결선은 고조파 순환 회로를 구성하여 3고조파와 같은 특정 고조파 전류가 외부로 유출되는 것을 막아주는 효과가 있습니다.

 

이러한 다양한 대책들을 종합적으로 적용함으로써 고조파 공진 사고의 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 각 설비의 특성과 운영 환경을 고려하여 최적의 예방책을 선택하고 적용하는 것이 중요합니다. 고조파는 복합적인 요인으로 발생하므로, 단일 대책보다는 여러 방법을 병행하는 것이 더욱 효과적입니다.

📊 고조파 공진 사고 예방 대책

대책 분류	구체적인 방법	효과
발생원 억제	전력 변환 장치 펄스 수 증대	고조파 발생량 자체 감소
전파 차단 및 분리	고조파 발생기기 이격 거리 확보, 차폐 케이블 사용	고조파 전류의 전파 및 영향 최소화
접지 관리	고조파 발생기기 접지 분리	고조파 전류의 접지 회로 유입 방지
고조파 제거	고조파 필터 설치	특정 차수 고조파 전류 제거 또는 흡수
공진 방지	전력용 콘덴서에 직렬 리액터 설치	고조파 전류 증폭 방지
회로 구성	변압기 델타(△) 결선 채용	3고조파 등 특정 고조파 순환 회로 구성 및 외부 유출 방지

💡 고조파 발생원 및 억제 대책 비교

고조파 전류는 다양한 원인으로부터 발생하며, 이에 따른 억제 대책 또한 여러 가지가 존재해요. 먼저, 전력 변환 장치의 펄스 수를 크게 하는 것은 고조파 발생 자체를 줄이는 근본적인 방법입니다. 펄스 수가 높아지면 발생하는 고조파의 차수가 높아지고 그 크기가 작아져 시스템에 미치는 영향을 줄일 수 있어요. 예를 들어, 6펄스 대신 12펄스 또는 18펄스 컨버터를 사용하면 고조파 저감 효과를 볼 수 있습니다. 또한, 고조파 발생 기기와 다른 설비 간 충분한 이격 거리를 확보하고 차폐 케이블을 사용하는 것은 고조파 전류의 전파를 물리적으로 차단하여 영향을 최소화하는 방법입니다. 이는 특히 민감한 전자 장비나 통신 설비 주변에서 유용하게 적용될 수 있습니다.

 

고조파 발생 기기의 접지를 다른 설비와 분리하는 것은 고조파 전류가 공통 접지선을 통해 다른 곳으로 흘러 들어가는 것을 방지하는 효과적인 방법입니다. 이를 통해 다른 설비의 오작동이나 노이즈 발생을 예방할 수 있어요. 고조파 필터는 특정 주파수 대역의 고조파 전류를 선택적으로 제거하거나 흡수하여 전력 품질을 개선하는 데 사용됩니다. 필터는 능동 필터와 수동 필터로 나눌 수 있으며, 시스템의 특성과 요구되는 성능에 따라 적절한 종류를 선택해야 합니다. 전력용 콘덴서에 직렬 리액터를 설치하는 것은 고조파, 특히 5고조파나 7고조파와 콘덴서가 공진을 일으켜 과전류가 흐르는 것을 방지하는 데 효과적입니다. 리액터의 용량은 콘덴서 용량의 약 4~6% 정도를 표준으로 하지만, 제거하고자 하는 고조파 차수에 따라 달라질 수 있습니다.

 

변압기 결선에서 델타(△) 결선을 채용하는 것은 3고조파와 같은 특정 고조파 전류가 외부로 유출되지 않고 변압기 내부에서 순환하도록 하여 외부 계통에 미치는 영향을 줄이는 방법입니다. 이는 고조파 억제 대책 중 하나로 활용될 수 있습니다. 또한, 전원의 단락 용량을 증대시키는 것은 전원의 임피던스를 낮추어 고조파 성분이 역비례하여 작아지도록 하는 효과가 있습니다. 즉, 전원 계통이 튼튼할수록 고조파에 의한 전압 왜곡이 줄어드는 것입니다. 이러한 다양한 대책들은 각각의 장단점을 가지고 있으며, 실제 현장에서는 여러 대책을 복합적으로 적용하여 고조파 문제를 효과적으로 관리하는 것이 일반적입니다.

 

고조파 발생원과 그에 따른 억제 대책은 다양하게 존재합니다. 각 대책의 원리와 효과를 정확히 이해하고, 현장 상황에 맞게 적절히 조합하여 적용하는 것이 고조파 공진 사고를 예방하는 핵심입니다. 효과적인 고조파 관리는 설비의 안정적인 운영과 전력 품질 향상에 필수적입니다.

📊 고조파 발생원 및 억제 대책 비교

발생원	주요 억제 대책	대책 설명
전력 변환 장치 (컨버터, 인버터 등)	펄스 수 증대, 고조파 필터 설치, 교류 리액터 설치	고조파 발생량 감소, 특정 고조파 제거, 전원측 임피던스 조절
전기 기기 (전기로, 용접기 등)	이격 거리 확보, 차폐 케이블 사용, 접지 분리	고조파 전파 차단, 외부 영향 최소화
전력용 콘덴서	직렬 리액터 설치	콘덴서와 고조파의 공진 방지
변압기	델타(△) 결선 채용	3고조파 등 특정 고조파 순환 회로 구성
전원 계통	전원 단락 용량 증대	전원 임피던스 감소, 고조파 성분 저감

⚡전기기사 고조파 공진 사고 예방법 총정리 - 추가 정보

❓ 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1. 고조파 공진 사고란 무엇인가요?

A1. 고조파 전류가 전기 설비의 고유 임피던스와 공진을 일으켜 예상치 못한 과전류나 과전압이 발생하는 현상을 말합니다. 이로 인해 설비 과열, 소손, 절연 파괴 등 심각한 고장이 발생할 수 있습니다.

 

Q2. 고조파의 주요 발생 원인은 무엇인가요?

A2. 컨버터, 인버터, 초퍼 등 전력 변환 장치, 전기로, 아크로, 전기 용접기와 같은 비선형 부하 및 대용량 부하가 주요 발생원입니다. 또한 변압기 여자 전류나 송전선의 코로나 방전도 고조파를 유발할 수 있습니다.

 

Q3. 고조파가 전기 설비에 미치는 영향은 무엇인가요?

A3. 설비 과열 및 소손, 절연 열화, 통신선의 유도장해, 보호 계전기 오부동작, 효율 및 역률 저하, 진동 및 소음 발생 등 다양한 부정적인 영향을 미칩니다.

 

Q4. 고조파 공진 사고를 예방하기 위한 가장 기본적인 대책은 무엇인가요?

A4. 전력 변환 장치의 펄스 수를 높여 고조파 발생 자체를 줄이는 것이 근본적인 대책입니다. 또한, 고조파 발생 기기와 다른 설비 간의 이격 거리 확보 및 차폐도 중요합니다.

 

Q5. 고조파 필터는 어떤 역할을 하나요?

A5. 고조파 필터는 특정 차수의 고조파 전류를 선택적으로 제거하거나 흡수하여 전력 시스템의 품질을 개선하고 안정성을 높이는 역할을 합니다. 시스템의 특성에 맞는 필터를 선정해야 합니다.

 

Q6. 전력용 콘덴서에 직렬 리액터를 설치하는 이유는 무엇인가요?

A6. 전력용 콘덴서는 역률 개선에 사용되지만 특정 고조파와 공진을 일으켜 과전류를 발생시킬 수 있습니다. 직렬 리액터는 이러한 공진을 방지하거나 억제하여 콘덴서 설비를 보호하는 역할을 합니다.

 

Q7. 변압기 델타(△) 결선은 고조파 억제에 어떻게 기여하나요?

A7. 델타 결선은 3고조파와 같은 특정 고조파 전류가 변압기 내부에서 순환하도록 하여 외부 계통으로 유출되는 것을 막아줍니다. 이는 고조파 억제 효과를 가져옵니다.

 

Q8. 고조파 발생기기의 접지를 분리하는 것이 왜 중요한가요?

A8. 고조파 발생기기의 접지를 다른 설비와 분리하면, 고조파 전류가 공통 접지선을 통해 다른 설비로 유입되는 것을 막을 수 있습니다. 이는 다른 설비의 오작동이나 노이즈 발생을 예방하는 데 도움이 됩니다.

 

Q9. 고조파 전류는 전력 품질에 어떤 영향을 미치나요?

A9. 고조파 전류는 전압 파형을 왜곡시켜 전력 품질을 저하시킵니다. 이는 전력 기기의 효율과 역률을 떨어뜨리고, 통신 장애를 유발하는 등 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

Q10. 전원 단락 용량을 증대시키면 고조파 억제에 도움이 되나요?

A10. 네, 전원 단락 용량을 증대시키면 전원의 임피던스가 낮아져 고조파 성분이 상대적으로 작아지는 효과가 있습니다. 이는 전압 왜곡을 줄이는 데 기여합니다.

 

Q11. 고조파 전류는 주로 어떤 설비에서 많이 발생하나요?

A11. 전력 전자 기기(인버터, 컨버터 등), 컴퓨터, LED 조명, 전기 용접기, 전기로, 아크로 등에서 많이 발생합니다. 이러한 비선형 부하의 사용 증가가 고조파 문제를 심화시키고 있습니다.

 

Q12. 고조파로 인해 통신선에 유도장해가 발생하는 이유는 무엇인가요?

A12. 전력선에서 흐르는 고조파 전류는 주변의 통신선에 전자 유도 또는 정전 유도 방식으로 영향을 미쳐 통신 신호에 잡음을 일으키거나 왜곡시킬 수 있습니다. 이는 통신 시스템의 오작동으로 이어질 수 있습니다.

 

Q13. 보호 계전기가 고조파에 의해 오부동작하는 경우는 어떤 상황인가요?

A13. 고조파로 인해 전압 및 전류 파형이 왜곡되면, 계전기가 정상적인 전류나 전압 값을 잘못 인식하여 불필요한 차단 동작을 하거나, 반대로 실제 고장을 감지하지 못할 수 있습니다. 이는 계통의 안정성을 해칠 수 있습니다.

 

Q14. 고조파 억제 대책을 적용할 때 주의할 점은 무엇인가요?

A14. 각 대책의 효과와 함께 비용, 설치 공간, 유지보수 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 또한, 단일 대책보다는 여러 방법을 복합적으로 적용하는 것이 효과적일 수 있습니다.

 

Q15. 3상 4선식 회로에서 고조파 문제가 특별히 더 발생하는 이유는 무엇인가요?

A15. 3상 전원에서 발생하는 3고조파는 각 상에서 동일한 위상을 가지므로, 중성선으로 합쳐져 전류가 증가하게 됩니다. 이로 인해 중성선 과열 및 소손의 위험이 높아집니다.

 

Q16. 고조파 필터의 종류에는 어떤 것들이 있나요?

A16. 주로 수동 필터(LC 필터)와 능동 필터로 나눌 수 있습니다. 수동 필터는 L과 C 소자를 사용하여 특정 고조파를 제거하고, 능동 필터는 전력 전자 소자를 사용하여 능동적으로 고조파를 보상합니다.

 

Q17. 고조파 발생 기기와 충분한 이격 거리를 두는 것의 효과는 무엇인가요?

A17. 물리적인 거리를 둠으로써 고조파 전류가 주변 설비로 전파되는 것을 줄이고, 전자기적 간섭의 영향을 최소화할 수 있습니다. 특히 민감한 장비 주변에서 효과적입니다.

 

Q18. 고조파 공진 사고 예방을 위해 전기기사가 가장 먼저 해야 할 일은 무엇인가요?

A18. 자신이 관리하는 전기 설비에서 고조파 발생 가능성이 있는 기기들을 파악하고, 각 기기의 특성에 맞는 예방 대책을 수립하는 것이 중요합니다. 정기적인 설비 점검과 고조파 측정 또한 필수적입니다.

 

Q19. 고조파 발생량이 많은 설비의 예시를 들어주세요.

A19. 대형 전기로, 아크 용접기, 다수의 인버터가 사용되는 공장, 대규모 전산실 등에서 고조파 발생량이 많을 수 있습니다. 이러한 설비는 고조파 대책 적용이 필수적입니다.

 

Q20. 고조파 문제 해결을 위해 전문가의 도움이 필요한 경우는 언제인가요?

A20. 고조파 측정 결과 허용 기준치를 초과하거나, 원인 파악이 어렵고 설비 고장이 빈번하게 발생하는 경우, 또는 대규모 시스템의 고조파 대책 수립 시에는 반드시 전문가의 도움을 받는 것이 좋습니다.

 

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📝 요약

전기기사 고조파 공진 사고 예방을 위해 전력 변환 장치의 펄스 수를 높이고, 고조파 필터 설치, 이격 거리 확보, 접지 분리 등의 대책을 적용해야 합니다. 고조파는 비선형 부하에서 주로 발생하며 설비 과열, 통신 장애 등 다양한 문제를 야기하므로, 발생 원인을 파악하고 델타 결선 채용, 직렬 리액터 설치 등의 억제 방법을 병행하는 것이 중요합니다. 철저한 예방 조치와 전문가 상담을 통해 설비 안정성을 확보하는 것이 필수적입니다.