전력 품질의 분석과 관리가 중요한 분야인 이유
전력 품질 분석 및 관리는 다양한 산업, 상업 및 주거 시스템에서 전력 품질을 평가하고 유지하는 데 중점을 둔 연구 및 실습 분야입니다. 여기에는 전기 장비 및 시스템의 안정적이고 효율적인 작동을 보장하기 위한 전력 품질 문제의 모니터링, 분석 및 완화가 포함됩니다. 전력 품질 문제에는 장비 오작동, 생산 손실, 에너지 소비 증가 및 안전 위험으로 이어질 수 있는 전압 강하/상승, 고조파, 과도현상, 깜박임 및 중단이 포함될 수 있습니다. 전력 품질 분석 및 관리는 측정 기술, 분석 방법 및 완화 전략의 적용을 통해 이러한 문제를 식별, 분석 및 해결하는 것을 목표로 합니다.
전원 품질 매개변수:
전압 변동: Voltage Sag(단기 전압 강하) 및 Swell(단기 전압 상승)은 장비 작동을 방해하고 오작동을 일으킬 수 있습니다. 전압 변동의 크기, 기간 및 빈도는 전력 품질 분석에서 분석되는 핵심 매개변수입니다.
고조파: 고조파는 파형을 왜곡하고 민감한 장비의 성능에 영향을 줄 수 있는 원치 않는 비정현파 전류 또는 전압입니다. 고조파 분석에는 전력 시스템에서 고조파의 크기, 주파수 성분 및 왜곡 수준을 평가하는 작업이 포함됩니다.
과도현상:. 장비를 손상시키고 시스템 작동을 방해할 수 있습니다. 과도현상 분석에는 과도현상의 진폭, 지속 시간 및 주파수 내용을 특성화하는 작업이 포함됩니다.
플리커(Flicker): 플리커는 전압 변동으로 인해 발생하는 광 출력의 인지된 변화입니다. 부하 변동이 크거나 전력 소비가 다양한 장비가 있는 경우에 발생할 수 있습니다. 플리커 분석에는 플리커 심각도와 사람의 인식 및 장비 성능에 미치는 영향을 평가하는 작업이 포함됩니다.
전압 불균형: 전압 불균형은 3상 시스템에서 이상적인 균형 전압 조건으로부터의 편차를 말합니다. 이는 불균일한 부하, 모터 성능 저하 및 손실 증가로 이어질 수 있습니다. 전압 불균형 분석에는 불균형 정도를 정량화하고 원인을 식별하는 작업이 포함됩니다.
중단: 전원 중단은 전기 공급의 갑작스럽고 완전한 손실입니다. 결함, 장비 고장 또는 외부 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 중단 분석은 전력 중단의 빈도, 기간 및 신뢰성을 정량화하는 데 중점을 둡니다.
전원 품질 모니터링 및 측정:
전력 품질 모니터링 장치: 전력 분석기 또는 전력 로거라고도 하는 전력 품질 모니터는 전력 품질 매개변수를 측정하고 기록하는 데 사용됩니다. 이러한 장치는 전원 시스템의 다양한 위치에서 전압 및 전류 파형, 고조파, 과도 전류 및 기타 전원 품질 표시기를 캡처합니다.
데이터 수집 및 로깅: 전력 품질 모니터링 장치는 특정 시간 간격 동안 또는 지속적으로 데이터를 수집합니다. 수집된 데이터는 기록되며 자세한 분석, 추세 모니터링 및 전력 품질 성능의 장기 평가에 사용할 수 있습니다.
원격 모니터링 및 통신: 원격 모니터링 시스템을 통해 전력 품질 데이터를 원격으로 전송하고 액세스 할 수 있습니다. 이를 통해 실시간 모니터링, 중앙 집중식 데이터 관리 및 전력 품질 문제의 신속한 식별이 가능합니다.
전원 품질 분석:
데이터 분석 기술: 전력 품질 분석에는 수집된 데이터를 처리하고 해석하여 전력 품질 문제와 그 원인을 식별하는 것이 포함됩니다. 시간 영역 분석, 주파수 영역 분석(푸리에 분석), 웨이블릿 분석, 통계적 방법 등 다양한 분석 기법이 사용됩니다.
고조파 분석: 고조파 분석은 측정된 파형을 고조파 성분으로 분해하고 고조파의 크기, 위상각 및 왜곡 수준을 평가하는 것입니다. 고조파 소스를 식별하고 전원 시스템에 미치는 영향을 평가하는 데 도움이 됩니다.
과도 분석: 과도 분석은 전원 시스템의 전압 스파이크, 서지 또는 교란을 감지하고 특성화하는 데 중점을 둡니다. 과도현상 분석 기술에는 과도현상의 특성과 원인을 결정하기 위한 파형 캡처, 이벤트 감지 및 매개변수 추정이 포함됩니다.
전원 품질 지수: 전원 품질 지수는 전원 품질 성능의 정량적 측정을 제공합니다. 예를 들면 총 고조파 왜곡(THD), 전압 총 고조파 왜곡(VTHD) 및 중단 기간 지수(IDI)가 있습니다. 이 지수는 전력 품질 수준을 평가하고, 서로 다른 시스템을 비교하고, 산업 표준 및 규정 준수를 평가하는 데 도움이 됩니다.
전력 품질 보고: 전력 품질 분석 결과는 일반적으로 보고서 또는 요약 형식으로 제공됩니다. 이러한 보고서는 식별된 문제, 심각도 및 완화 전략에 대한 권장 사항을 포함하여 전력 품질 조건에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다.
전원 품질 완화 및 관리:
유효 전력 필터링: 유효 전력 필터는 고조파 및 기타 전력 품질 문제를 완화하는 데 사용됩니다. 이러한 장치는 펄스폭 변조(PWM)와 같은 고급 전력 전자 기술을 사용하여 보상 전류를 주입하고 고조파 왜곡을 줄입니다.
전압 조절 및 안정화: 전압 조절기 및 안정기는 지정된 제한 내에서 전압 수준을 유지하기 위해 사용됩니다. 이러한 장치는 전압을 조정하여 전압 변동, 처짐 또는 팽창을 보상하여 안정적이고 신뢰할 수 있는 전원 공급을 보장합니다.
전원 조절 장치: 무정전 전원 공급 장치(UPS), 전압 조절기 및 서지 보호기와 같은 전원 조절 장치는 민감한 장비를 전압 변동, 과도 전류 및 중단으로부터 보호하는 데 사용됩니다. 중요 부하에 깨끗하고 안정적인 전력을 공급합니다.
고조파 필터링 및 무효 전력 보상: 고조파 왜곡을 완화하고 역률을 개선하기 위해 커패시터 및 SVC(Static VAR Compensator)와 같은 고조파 필터 및 무효 전력 보상기가 사용됩니다. 이러한 장치는 고조파 전류를 줄이고 무효 전력 흐름을 조절하여 전체 시스템 효율성을 향상합니다.
접지 및 차폐: 적절한 접지 및 차폐 기술은 전자기 간섭(EMI)을 최소화하고 전력 신호의 무결성을 보장하는 데 필수적입니다. 접지 시스템은 원치 않는 전류를 전환하고 전압 불균형을 방지하는 데 도움이 됩니다.
전력 품질 표준 및 규정: 전력 품질 관리에는 IEEE 519, IEC 61000 시리즈 및 로컬 그리드 코드와 같은 관련 표준 및 규정 준수가 포함됩니다. 이러한 표준을 준수하면 전력 품질 수준이 허용 가능한 한도 내에 있음을 보장하고 전력 품질 분쟁을 쉽게 해결할 수 있습니다.
전력 품질 감사: 전력 품질 감사는 시설 또는 시스템의 전력 품질 성능을 평가합니다. 여기에는 전력 품질 개선을 위한 현장 검사, 데이터 수집, 분석 및 권장 사항이 포함됩니다. 전력 품질 감사는 잠재적인 문제를 식별하고 완화 조치의 효과를 평가하며 전력 품질 관리 전략을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
요약하면 전력 품질 분석 및 관리에는 전기 시스템의 전력 품질 문제에 대한 모니터링, 측정, 분석 및 완화가 포함됩니다. 전압 변동, 고조파, 과도 전류, 깜박임, 중단 및 기타 전력 품질 매개변수를 평가하고 해결함으로써 전력 품질 관리는 전기 장비 및 시스템의 안정적이고 효율적인 작동을 보장합니다. 시스템 성능을 향상하고 장비 가동 중지 시간을 최소화하며 에너지 효율성을 개선하고 장비 손상 위험을 줄입니다. 고급 측정 기술, 데이터 분석 방법 및 완화 전략을 적용하면 효과적인 전력 품질 관리가 가능하고 산업 표준 및 규정 준수를 지원합니다.