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최근 고조파 왜곡 문제가 증가하고 있다. 최신은 전자 전력제어 장치들은 과거의 제어 방식에 비해 많은 장점을 가지고 있으며 산업 현장에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 이들 장비들의 가장 큰 단점은 고조파를 발생시킨다는 것이다. 이들이 발생하는 고조파는 대부분 3차, 5차, 7차, 11차 및 13차수 고조파이다.
고차수 고조파 전류는 가끔 예기치 않은 문제를 야기 시킨다. 변압기, 케이블 및 기타 전기설비의 과다한 열손실을 발생시키며 제어, 보호 및 계측 시스템의 기능을 마비시키기도 한다. 특히 전력계통에 역률개선용 캐패시터가 설치된 경우에는 고조파가 확대되어 문제가 되는 경우가 많다. 캐패시터 뱅크와 계통의 리액턴스는 그 고조파 주파수대에서 병렬 공진되어 고조파가 증폭되며 모든 경우에서 그 크기만큼의 전압 불일치의 결과를 초래한다. 무효전력이 증가 될 경우 이에 적절한 보상을 함으로써 경제적으로 전력을 사용할 수 있게 된다.

역률 보상 장치를 적용하면 전력비 절감 효과를 얻을 수 있게 되며 효과에 따른 통상 설치비(투자비) 회수기간은 1~3년 이내이다. 또한 각국에서는 고조파 왜곡율에 대하여 일정치 이하로 유지관리 되도록 규정되어 있다.
   
고조파필터는 계통을 깨끗하게 유지해준다.
고조파 필터는 고조파 왜곡현상에 대한 최상의 대책이다. 계통에 캐패시터, 리액터, 저항 등이 포함된 경우 고조파 필터를 설치하게 되면 계통의 고조파에 대하여 저 임피던스 회로로 작용하게 된다. 따라서 이 고조파 필터는 계통에서 발생하는 고조파 왜곡현상을 필요한 만큼 낮춰준다. 경우에 따라서 단일 동조, 더블 동조 떠는 HIGH PASS 필터 등을 적용할 수 있다. 기본차수 주파수(50hz) 에 대하여 고조파필터는 캐패시터로 작용하며, 무효전력을 발생시켜 기존의 역률개선 콘덴서와 같은 방식으로 역률개선효과를 발생시킨다. 최상의 효과를 얻기 위해서는 캐패시터와 리액터를 적절히 매칭 시 켜야 한다. NOKIAN 사는 본사 자체에서 생산 하는 캐패시터와 공심형 리액터를 이용하여 고조파 필터를 직접 제작하는 세계 유일의 회사이다. NOKIAN 사의 고조파 필터는 트러블이 없는 완벽하게 상호 조합을 이루는 요소들로 구성되어 있다.
   
고조파 필터 설계에 필요한 데이터
1. 정격전압, 운전시 전압, 시스템의 전압변동 주기
2. 기본 주파수에서 요구되는 무효전력 조건
3. 계통의 고조파 유출량 또는 고조파 유발부하에 대한 자료
4. 기존 계통의 단락 용량과 그 변차 범위
5. 고조파 전류, 전압 허용치
6. 고조파 필터의 절연레벨
7. 환경조건 ( 옥외/옥내 설치용, 주위 온도 등)

Harmonic filters for high voltage





 
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