불평형률의 이론 , 공식 , 예시문제 (회로이론)

 

 

불평형률

불평형률은 전력 시스템에서 삼상 전압이나 전류의 불평형 정도를 나타내는 지표입니다. 불평형이란 각 상의 전압이나 전류가 동일하지 않거나 위상 차이가 정확히 120도가 아닐 때 발생하는 현상입니다. 이는 전력 시스템의 효율성과 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

불평형의 원인

불평형은 여러 가지 원인에 의해 발생할 수 있습니다.

 

1. 부하 불평형: 삼상 부하가 균형을 이루지 못할 때 발생합니다.

2. 송전선의 불균형: 송전선의 임피던스가 불균형일 때 발생합니다.

3. 변압기 결함: 변압기 내부 결함이나 변압기 탭의 불균형 등으로 인해 발생합니다.

4. 고장: 특정 상에 대한 단락 고장이나 지락 고장 등이 발생할 때 생깁니다.

 

 

불평형률의 계산

불평형률은 전압 불평형률과 전류 불평형률로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 불평형률은 정상 성분과 역상 성분을 사용하여 계산됩니다.

 

전압 불평형률

전압 불평형률은 삼상 시스템에서 각 상 전압의 불평형 정도를 나타냅니다.

 

 

계산 공식

여기서 V1​은 정상 성분 전압(Positive Sequence Voltage)이고, V2​는 역상 성분 전압(Negative Sequence Voltage)입니다.

 

 

전류 불평형률

전류 불평형률은 삼상 시스템에서 각 상 전류의 불평형 정도를 나타냅니다.

 

 

계산 공식

여기서 I1​은 정상 성분 전류(Positive Sequence Current)이고, I2​는 역상 성분 전류(Negative Sequence Current)입니다.

 

 

불평형률의 중요성

● 효율성 저하: 불평형이 발생하면 전력 시스템의 효율성이 떨어집니다.

● 발열 증가: 불평형 전류는 기기나 전선의 발열을 증가시켜 손상을 초래할 수 있습니다.

● 기기 손상: 장기간 불평형 상태가 지속되면 전력 기기의 수명이 단축되거나 고장이 발생할 수 있습니다.

● 전력 품질 저하: 불평형은 전력 품질을 저하시켜 민감한 전자 장비에 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

 

불평형률의 관리

불평형률을 최소화하기 위해 다음과 같은 조치가 필요합니다.

● 부하의 균형 배분: 삼상 부하를 균형있게 배분하여 연결합니다.

● 정기 점검: 송전선 및 변압기의 상태를 정기적으로 점검하여 불균형 요소를 조기에 발견하고 조치합니다.

● 고장 예방 및 수리: 고장 발생 시 신속하게 수리하고, 고장 예방을 위한 시스템 관리와 유지보수를 실시합니다.

 

 

 

예시문제