[전기 설비 진단 기술] 전력계통의 고조파 억제 기술
2009-10-06

전력계통의 고조파 억제 기술


전력품질기술㈜(www.pqtech.co.kr)
박병주 대표이사
(031)303-5530 / bjpark@pqtech.co.kr

고조파 규제 배경

전력 · 전자 응용기술의 비약적인 발전과 함께 인버터 등 전력 변환기기 보급이 크게 확산되고 있고, 개인용 컴퓨터와 냉장고, 세탁기를 비롯한 가전제품 또한 비선형 부하로 이루어져 있다. 게다가 최근 크게 유행되고 있는 에너지 절약 산업에서도 전력 변환 기술을 이용하고 있기 때문에 이와 같은 환경적 조건에서 발생된 고조파 전류는 계통운영상 많은 문제를 일으킬 기능성이 있다. 이를 테면 전압의 왜형 증가와 변압기와 케이블의 과열 및 소손, 정보기기의 오동작, 생산 설비의 정지, 불필요한 에너지 낭비 등을 들 수 있다. 최근 유럽의 LPQI(Leonardo Power Quality Initiative) 통계에 의하면 유럽공동체 25개 국가의 전력품질에 의한 사회적 손실 비용은 무려 300조 원에 달하는 것으로 조사됐다. 이 같은 막대한 손실을 예방하기 위해 미국을 비롯한 선진국에서는 관련 규정을 도입해 시행하고 있다. IEEE std. 519-1991, IEEE std. 1531-2003, IEEE std. 1459-2000, IEC 61000 Series와 같은 규정이 그 예라 할 수 있다. 뒤늦은 감이 있지만 우리나라에서도 관련 규정을 도입하고 대책을 마련하는 과정에 있어 다행한 일이 아닐 수 없다.

[표 1] 전력품질 문제 유형

[그림 1] 선형 부하와 비선형 부하의 예


[그림 2] 선형 부하의 전압 전류 대칭성


[그림 3] 비선 형부하의 전압 전류의 비대칭성


1. 전력품질 문제 유형과 고조파
전력품질의 문제 유형을 보면 <표 1>과 같이 다양한 형태로 나타난다. 한 통계조사에 의하면 Sag와 단시간 정전 피해가 전체 피해의 59%를 차지하는 것으로 밝혀졌고, 뒤를 이어 서지와 과도현상이 35%, 장시간 정전과 플리커를 포함한 EMC가 각각 3%, 고조파에 의한 피해가 다음으로 나타났다.
고조파에 의한 유럽 25개국에서의 피해 규모는 약 6,000억 원 정도로 추산돼 무시할 수 없는 손실비용임을 알 수 있다.

2. 고조파의 정의와 이해
<그림 1>의 하단과 같은 비선형 부하에 60㎐의 정현파 전압을 공급하게 되면 전류는 왜곡된 파형으로 흐르게 된다. 주기적으로 반복되는 이러한 변형된 파형은 공급전압과 같은 주파수 성분과 그 정수배의 주파수 성분이 합성된 것으로, 후자의 것을 일괄해서 고조파라 부른다. 즉, 변형된 파형의 전류를 흐르게 하는 모든 전기기기는 고조파 전류를 발생해 전력계통에 유출시키는 고조파 발생원으로 작용한다.
그렇다면 고조파 전류는 왜 보상이 필요한가. 흔히 무효전력을 보상해야 하는 이유는 잘 알고 있다. 그것은 무효전류를 최소화 하여 선로 손실로부터의 비용을 절감하기 위한 것이다. 마찬가지로 불필요한 고조파 전류를 최소화 하면 선로 손실을 크게 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 고조파 전류는 선로의 고조파 임피던스와의 적으로 고조파 전압을 유기하게 되는데, 이 고조파 전압이 기본파에 중첩돼 전압의 왜형을 가져온다. 따라서 이 고조파 전류를 보상하게 되면 전압의 왜형을 최소화 할 수 있다. 통상 전압 왜형을 일정수준 이하로 관리하기 위해 고조파 전류에 대한 규제를 하는 것인데, 각 규정마다 약간 다르기는 하지만 송전계통에서는 전압 왜형률을 3% 이하, 배전계통에서는 특수한 경우를 제외하고 5% 이하로 설정한다. 특히 공항이나 병원, Data 센터에서는 3%로 관리하고 있으며 컨버터가 주인부하에서는 전압레벨에 따라 8%와 10%로 관리하고 있다.
고조파를 접하고자 한다면 정상분과 역상분, 영상분에 대해 알아둘 필요가 있다. 정상분 고조파는 제4차, 제7차, 제10차와 같은 3n-2, 역상분 고조파는 제2차, 제5차, 제8차와 같은 3n-1, 영상분 고조파는 제3차, 제6차, 제9차와 같은 3n에 해당하는 차수가 된다. 여기서 주목할 만한 사항은 대다수의 상용 전원 및 주택용 전원은 3상 4선식 배전계통을 택하고 있기 때문에 벡터 방향이 동일한 영상분의 경우 중성선에서 한 방향으로 더해져 선전류보다 더 큰 전류가 중성선에 흐르게 되는 현상을 흔히 경험하게 되는 것이다. 또한 개별 고조파 차수의 위상각 역시 고조파 해석과 대책 수립에 있어 매우 중요한 변수가 되는데, 고조파 전류를 표현하는 식을 나타내면 <식 ⑴>과 같다.


<그림 4>는 제3차 고조파 함유율 11% 위상각 0°, 제5차 고조파 함유율 65% 위상각 180°, 제7차 고조파 함유율 48% 위상각 0°일 때의 왜곡된 전류 파형이며, <그림 5>는 같은 조건에서 제5차 고조파의 위상만을 0°로 변화시킨 경우이다. 두 경우 모두 전류 왜형률은 82%로 같으나, 전자의 경우 파고치와 파형률은 2.86 및 1.46, 후자의 경우는 1.65 및 1.16으로 큰 차이를 보인다. 능동형 필터의 경우 고조파 전류의 위상각은 보상 고조파 전류의 기준점으로, 보상 성능을 좌우하는 핵심요소로 작용하게 된다.

3. 고조파 발생 부하의 대표적 유형
<그림 6>과 <그림 7>에 현장에서 흔히 볼 수 있는 전형적인 전력변환장치로서 가변속 모터제어장치의 정류부를 나타냈다. 전압형 컨버터는 주로 인버터 부하에 사용되며, 전류형 컨버터는 직류 가변속모터나 UPS 등에 적용된다. 이 두 형태의 브리지정류회로는 6펄스이기 때문에 h=kp±1에 의해 제5차 고조파, 제7차 고조파, 제11차 고조파, 제13차 고조파의 순으로 발생이 되며, 이론적인 발생량은 Ih=If/h로 제5차가 가장 크게 나타난다. 이론적인 제5차 고조파의 함유율은 20% 수준이지만 현장에서 경험한 바에 의하면 전압형의 경우 60% 이상을 나타내는 경우가 많다. 이들 컨버터의 대표적인 전류 파형을 기억해 두면 고조파 발생 원인 부하의 종류를 짐작할 수 있다.
<그림 10>은 개인용 컴퓨터, 인버터 형광등, 에어컨을 비롯한 가전기기 등 사무실이나 주택에서 볼 수 있으며 단상부하를 채용하고 있는 3상 4선식 배전계통의 각상과 중성선에 나타난 전형적인 전류파형이다. 각각의 3상 선로에 영상분인 제3차 고조파, 제9차 고조파 , 제15차 고조파가 다량으로 함유돼 중성선에 매우 큰 전류가 흐르게 되고 전기기기의 과열과 MCCB의 오동작을 일으키는 원인으로 작용한다. 가전제품에서 주로 채용하고 있는 콘덴서 입력형 다이오드 정류회로의 입력 전류 파형의 고조파 스펙트럼은 제3차 79%, 제5차 50%, 제7차 24%, 제9차 9%, 제11차 6%, 제13차 4%의 순으로 발생된다.


참고로 IEEE P519A/D7에 나타난 고조파 발생부하의 대표적인 유형과 한 수용가를 기준으로 간이 예측 계산에 사용되는 상수인 가중치와 이들 부하의 전류 왜형을 보면 단상전원공급장치인 경우 Wi 2.5, ITHD 80%, 인버터 입력회로 Wi 2.0, ITHD 80%, 3% ACL 부가형 인버터 Wi 1.0, ITHD 40%, UPS 입력회로 Wi 0.8, ITHD 28%, 12펄스 컨버터 Wi 0.8, ITHD 15% 순이다.

고조파가 전력 설비에 미치는 영향

고조파가 전력 설비에 미치는 영향은 흔히 전력용 콘덴서와 직렬 리액터의 과열, 소음, 소손을 들 수 있다. 또한 유도전동기의 과열, 소음 발생, 조명기구의 분산, 각종 제어기기의 오동작, Data Center의 오동작, 개폐기의 오동작, 변압기의 과열 및 소음 등에 따른 에너지 손실이 나타난다. 한 조사 자료에 의하면 전력용 콘덴서 70%, 모터 8%, 누전 차단기를 포함한 가전기기 5%, 모터 엘리베이터 등의 각종 제어기기 17%로, 특히 전력용 콘덴서의 피해가 가장 큰 것으로 밝혀졌다.

1. 변압기의 Derating
고조파원으로 작용하는 부하에 전력을 공급하는 강압용 변압기는 고조파 전류에 의한 부하 손실(동손 + 표류부하손)과 전압 왜형에 의한 무부하 손실이 있다. 무부하 손실은 주파수에 비례해 고차의 고조파가 많을수록 손실은 커지게 된다. 따라서 고조파가 다량으로 포함된 부하전류에서는 강압용 변압기의 정격에 크게 못 미치게 사용할 수밖에 없다. 현장 경험에 의하면 심할 경우에는 변압기 정격의 30~40% 정도의 낮은 부하에서도 과열과 소음이 심하게 발생되는 경우를 종종 볼 수 있다. 이와 같이 변압기의 정격 이하에서 비효율적으로 사용할 수밖에 없는 현상을‘Derating’이라 한다. 이 같은 이유로 고조파가 많은 개소에서 변압기를 사용할 경우에는 과잉 설계할 필요가 있다. 이때 설계에 필요한 상수가‘K factor’이다.


2. K factor
‘K factor’란 ANSI/IEEE C57.110에서 정의한 것이다. 부하의 고조파 전류가 변압기의 가열에 미치는 영향의 정도를 결정하는 가중치로, ‘K factor’가 1.0인 경우 순수한 선형 부하를 의미한다. ‘K factor’가 클수록 변압기의 가열 기여도가 높다는 뜻이 된다.
다음 <식 ⑵>에 IEEE Std 1100-1992의‘K factor’계산식을 소개한다.


여기서 h는 고조파 차수를 나타낸다. 허용 가능한 전류 Irms는 다음 <식 ⑶>과 같다.


3. 고조파에 의한 병렬 공진 현상
고조파에 의한 병렬 공진 현상의 문제점을 소개한다. 복잡한 계통이라도 고조파원에서 보면 단순한 테브난 등가회로로 표현할 수 있다. <그림 11>은 고조파원과 전원측 임피던스, 콘덴서 회로로 축약한 것이며, <그림 12>는 계통의 고조파 임피던스를 나타낸 것이다.
먼저 알아둬야 할 것은 어떤 계통이라도 전력용 콘덴서 뱅크가 존재한다면 해당 모선의 임피던스와 콘덴서 회로 간에는 구동점 임피던스가 발생된다.
서로 다른 여러 차수의 고조파 필터가 있다면 해당 모선의 고조파 임피던스 특성은 필터 회로 수와 같은 병렬 공진 임피던스가 형성된다. <그림 13>은 그 예를 보여준다.
<그림 11>로 돌아가서 병렬 공진의 문제점을 알아보기로 하자. 변압기의 리액턴스가 기본파에서 j0.6Ω₁, 콘덴서의 리액턴스가 -j30.23Ω₁이라고 가정하면, 이들 두 회로의 기본파에 대한 합성 임피던스는 j0.61Ω₁이 된다. 이때 기본파 전류 1A₁를 흘리게 되면 양단의 전압은 j0.61V₁가 되며, 변압기 회로에 흐르는 전류는 1.02A₁, 콘덴서에 흐르는 전류는 -0.02A₁로 큰 문제가 없다.
그러나 제7차 고조파 해석을 하면 변압기의 제7차 고조파 리액턴스는 j4.2Ω7, 콘덴서 회로의 제7차 고조파 리액턴스는 -j4.32Ω7이 되어 이들 두 회로의 합성 임피던스를 구하면 j153.7Ω7이 된다. 여기에 제7차 고조파 전류를 1A7 흘리게 되면 양단의 전압은 j153.7V7가 되고, 이때 변압기측으로 흐르는 전류는 36A7, 콘덴서 회로에 흐르는 전류는 -35A7가 되어 무려 35배 확대된 전류가 흘러 계통에 심각한 문제를 야기시킨다. 이런 이유로 인해 수동형 고조파 필터를 설계할 경우에는 많은 경험적 노하우와 다양한 조건의 시나리오를 가정한 모델링과 모의가 수반돼야 한다.

고조파 규제 기준

고조파 규제 기준이 되는 대표적인 표준에는 IEEE std. 519와 IEC 61000 Series가 있다. 여기서는 IEEE std. 519를 위주로 소개하고 IEC 61000 Series는 말미에 관련 규격을 언급한다.
IEEE std. 519-1992는 전력 공급자와 소비자가 지켜야 할 객관적인 조항을 규정한 것이다. 소비자는 PCC에서 단락전류와 최대 수요 전류의 비에 따라 규정한 고조파 전류의 유출량을 제한치 이내에서 관리하게 되면 PCC점의 전압 왜형은 전력 공급자가 제한치 이내로 관리해야 한다는 개념으로 객관적이고 합리적인 평가지표이다.
<표 5>는 한 시간 이상 지속되는 정상 상태의 최악조건을 가정해 설계 시 반영해야 한다. 기동 시와 같은 짧은 구간의 비정상 운전 조건에서는 50%까지 초과할 수 있도록 했다.
시간에 따라 변화하는 고조파의 평가에서는 정적, 연속적인 상태를 전제로 한 고조파 제한 규정을 적용하기는 어려움이 따른다. 따라서 이 경우에는 확률 분포에 의한 제한과 크기와 지속시간에 의한 제한의 두 가지로 평가할 수 있다.
먼저 확률 분포에 의한 제한 방법만을 보면 THD[%] 값을 X축에 레벨 구간별로 분류해(Bins) 일정기간 동안 발생된 빈도수를 해당되는 레벨 구간별로 누적한 다음 발생된 총 빈도수를 좌측 구간부터 우측 끝까지 전체를 누적하여 총 누적치의 95[%]가 되는 점에서 수직으로 내리면 X축과의 교점에서 THD[%] 값이 존재하는데, 이 값이 제한치 이내에 있어야 한다. 시간에 따라 변화하는 고조파 평가 방법은 IEEE P519A의 4.2.1에 설명되어 있다.


고조파 측정 방법

고조파를 평가함에 있어 어느 개소를 잡느냐 하는 것이 매우 중요하다. 반드시 PCC(Point of Common Coupling)에서 측정이 이뤄져야만 전력공급자와 소비자 간의 논란거리를 제거해 객관적인 평가가 이뤄진다. 이것은 흔히 말하는 수전점과는 다른 곳으로 여러 수용가에 전력을 공급하고 있는 공통의 모선을 의미한다.
고조파를 측정할 때는 변압기의 2차측 부하 쪽에서 측정하는 것이 옳은 방법이다. 여기에 변압기의 권선비를 적용해 1차측의 고조파 전류 크기를 유추할 수 있으며, 이 때 변압기의 결선 방식에 따라 영상분 고조파 전류가 영향을 받기 때문에 이를 고려해야 한다. 또한 정상분과 역상분 고조파는 위상각에 변화를 가져올 수 있음을 유의하여야 한다.


<그림 14>에서 보듯 제3차 고조파를 포함한 아래그림의 변압기 2차측 부하 전류 파형이 변압기 1차 측의 D결선 내에서 순환이 되어 1차측의 전류 파형은 정상분과 역상분이 주를 이뤄 변화됐다.
고조파 전압를 측정함에 있어 저압의 경우 직접 선로전압을 측정할 수 있으나 고압의 경우 PT를 사용하게 된다. 통상의 PT는 3k㎐까지 양호한 주파수 응답 특성을 지니고 있어 별문제가 없다. 그러나 고조파 전압을 측정할 경우 원래 기본파에서 정밀하게 튜닝이 되어 있는 CCVTs(Capacitive Coupled Voltage Transformers)는 큰 오차를 나타내기 때문에 사용할 수가 없다.
고조파 전류 측정 시 주의할 점은 고조파 전류의 제한치를 %로 표시하는데, 이는 반드시 최대 부하전류를 기준으로 나타내야 한다. 실제 고조파 전류량으로 표기하되 기본파 전류의 몇 %인가를 기준으로 표기해서는 안 된다. 왜냐하면 기본파 전류는 부하 상태에 따라 항시 변화하기 때문에 실제 고조파 전류량으로 변환해 표기해야 한다. 예를 들어 경부하 시에는 매우 높은 ITHD를 나타내는데 실제 고조파 전류 값은 허용치 이내로서 안정적일 경우가 더 많다.


결론적으로 ITDD(Total Demand Distortion)를 사용해 표기하는 것이 바람직하다. 또한 한 공장내에서 여러 개소의 부하를 측정할 경우에는 위상각을 포함하여 측정하는 것이 옳다. 왜냐하면 다수의 부하로부터 발생된 고조파가 한 점에 모이게 되면 위상각에 따라 서로 상쇄될 수 있는 조건이 되므로 계통해석에 유용한 자료로 활용할 수 있다.
CT의 주파수 응답 특성은 최고 3k㎐까지의 감쇄계수가 3㏈ 이하인 것을 선택해야 한다. CT의 특성이 측정상에 미치는 영향은 고조파 전류의 크기보다는 전류의 위상각에 더 큰 영향을 주게 되어 주의를 요한다.
측정주기는 매우 안정적인 연속부하인 경우 하루정도면 고조파의 특성을 파악하는 데 적당하나 공장과 같은 개소에서는 최소한 일주일 정도 측정한다. 특히 전기 아크 부하와 같이 매일 변화하는 부하에 대해서는 충분히 측정 기간을 늘릴 필요가 있다.
계통의 조건 또한 중요 변수로서 다음 사항을 고려해야 한다.
① 소내의 역률 개선용 콘덴서에 의한 영향
② 고조파 필터의 분리 시 계통에 미치는 영향
③ 전력 공급 회사측의 전압 조정용 콘덴서에 의한 영향
④ 두 개 이상의 전력 공급원을 확보하고 있을 때 이에 의한 영향
⑤ 서로 다른 부하 조건의 조합에 의한 영향
⑥ 인근의 수용가로부터 발생되는 고조파 영향

고조파 결과를 표현하는 방법으로는 스냅샷(Snapshot)과 타임트렌드(Time Trend), 확률히스토그램, 주기와 크기를 나타내는 Magnitude/Duration Plot 이 있으나 상세한 설명은 생략한다.

고조파 필터 및 저감 사례

1. 수동형 필터
수동형 필터는 몇 가지로 분류하여 볼 수 있는데 먼저 저압에서는 6펄스 컨버터 전용 필터가 상용화돼 시판되고 있고 경제성과 설치 및 유지 보수가 간편한 특징이 있다.
또한 고압이나 저압계통에서 공통적으로 사용되는 단일 동조형 필터, 고차형 필터를 <그림 17>에 나타냈다. 흔히 Detune Filter로 불리는 필터는 예를 들어 제5차 고조파 필터의 경우 LC의 동조점을 앞으로 당겨 4.6~4.7차에 맞춘 것이다. 이것은 해당 차수의 고조파 전류에 대해 유도성을 부여함으로써 공진 확대를 방지하고 필터 리액터와 콘덴서에 인가되는 전류 부담을 줄여 가격을 낮춰 광범위하게 사용되고 있다.


수동형 필터의 단점은 가변되는 부하에서 경부하시 큰 진상 전력에 의해 계통 전압이 상승하는 문제가 있다. 이 경우 필터 콘덴서를 몇 개의 군으로 나눠 전위차가 0인 점에서 역률에 따라 투개폐가 가능한 사이리스터 밸브를 이용하면 해결이 가능하다.
<그림 18>은 5,000㎾급의 대형 6펄스 정류기 4대를 운전하고 있는 화학공장의 22.9㎸ 선로에 수동필터를 적용한 저감 사례로 제5차 고조파 필터 4,000㎸Ar, 제7차 고조파 필터 2,000㎸Ar, 제11차 및 High Pass 필터 3,500㎸Ar를 시설하여 선로전압 왜형률을 7.8%에서 2.9% 수준으로 개선한 예이다.
<그림 19>는 지그재그 변압기를 이용한 영상분 고조파 필터(Zero Sequence Filter)로서 정상분과 역상분 임피던스를 크게 하고 영상분 임피던스만을 최소화하여 단상 부하로부터 발생되는 제3배수 고조파 전류를 효과적으로 흡수하도록 한 것이 특징인데, 3상 4선식 배전방식에서 사용한다. 이 경우 수동필터의 한계 때문에 완벽한 흡수율은 기대하기 어렵다.
<그림 20>은 상용 빌딩에서 영상분 고조파 필터의 적용 전후를 비교한 것으로 중성선의 전류가 130A에서 25A로 개선됨을 확인할 수 있다.


다른 또 하나의 단순한 고조파 저감 기법으로서 다상화가 있는데, <그림 21>에 변압기 권선을 다르게 배치하여 6펄스 정류기가 12펄스 정류기와 같은 효과를 갖도록 예를 나타냈다.

2. 능동형 필터
능동형 필터의 고조파 제어에는 고전적인 FFT(Fast Fourier Transformation)과 dq변환 방식을 주로 사용하고 있다. 산업용으로는 3상 3선식 능동 필터가 쓰이며, 상용으로는 3상 4선식 능동 필터와 단상 능동 필터를 주로 사용한다. 지금까지는 수입에만 의존해 왔던 능동형 고조파 필터를 전력품질기술㈜가 상용화 개발에 성공해 호평을 받고 있다.
만일 부하전류가 <그림 23>에서와 같이 구형파 형태를 지니고 있다면 이는 정현파의 기본파 성분과 고조파 성분의 합으로 구성된다. 따라서 능동 필터의 고조파 보상전류를 그림에서와 같이 부하전류의 고조파 성분과 일치하게 만들어 위상을 반전하여 제어하면 전원전류에는 기본파 성분만이 남게 된다. 즉, 능동형 전력필터는 반전된 고조파 전류를 주입하여 부하의 고조파 전류를 상쇄시킴으로써 전원측에 정현파 전류만 흐르게 하여 전원전압의 왜형을 최소화하는 역할을 수행한다. 전력회로의 기본구성은 전력용 IGBT와 콘덴서 뱅크로 이루어진 Stack과 계통연계용 리액터와 PWM 펄스를 제거 할 수 있는 필터회로이다. 이밖에 변압기와 전압센서, 전류센서, 퓨즈, MCCB, 충전용 저항, SMPS, Fan 등으로 구성된다.


상용전원의 3상 4선식 저압계통에 사용되는 능동형 필터의 토폴로지를 보면 <그림 24>와 같이 재래방식의 3 Legged Neutral Clamped 방식과 4 Legged 방식이 있다. 전자는 개별 하프브리지 인버터 형태로 DC 콘덴서에서 중성선으로 직접 전류를 공급한다. 이 방식은 Zero State를 구하여 제어하는 장점을 살릴 수 없기 때문에 공간 벡터 변조기술을 이용할 수 없다. 반면 후자는 두 개의 정격전류의 300%에 해당하는 전력소자와 인덕터가 추가되어 제어의 유연성이 좋다. 또한 DC 콘덴서의 안전성이 확보되고 전력회로를 순환하는 고조파 손실을 크게 줄이는 장점이 있다.


<그림25>는 IPF4의 외관을 나타낸다. <그림26>와 <그림 27>에 대형병원의 3상 4선식 저압계통에서 IPF4를 적용하기 전과 후의 전류 파형 및 전력 특성을 나타내었다. 적용 전의 전류 왜형률은 17%~20%수준으로 영상분 고조파가 다량으로 포함되어 중성선에는 불평형 전류를 포함하여 510A가 흘렀으나 IPF4를 적용한 후에는 전류 왜형률이 3%~4%로 개선이 됐으며, 중성선의 전류가 80A로 감소된 것을 확인할 수 있다. 이 잔류 전류의 대부분은 불평형 기본파 전류성분으로 파악이 됐다.

마무리

미래의 전력소비는 반도체 응용기술을 바탕으로 한 전력변환장치 위주의 패턴이 될 것은 의문의 여지가 없다. 이 같은 상황에 맞춰 선진국에서는 피상전력과 무효전력, 유효전력 이외에 새로운 개념의 왜란전력을 도입해 그 측정 이론과 측정기기, 대처 기술의 이론과 기기 개발 등 이로부터 파생된 연구와 기술 개발을 활성화 해 전력산업에 활력을 불어 넣고 있다. 최근 우리나라에서도 관련 규격이 마련돼 조만간 시행이 이뤄질 것으로 보여 전력 손실 예방은 물론이고 산업 전반에 걸친 사회적 손실 비용을 줄여 나아가는 측면에서 큰 틀을 마련하게 되어 다행스럽게 생각된다. 끝으로 본 지면을 통해 독자분들의 고조파에 대한 인식과 이해의 폭을 넓히는 계기가 됐으면 하는 바람이다. 아울러 지면의 제약 때문에 철강 산업계통의 고조파 특성과 모의 예제 등을 논할 수 없는 아쉬움이 있으나 다음 기회로 미루고자 한다.


고조파 관련 참고 규격
· IEEE Std 519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems.
· IEEE Std 1531-2003 IEEE Guide for Application and Specification of Harmonic Filters.
· IEEE Std 1459-2000 IEEE Trial Use Standard Definition for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions.
· EC/TR3 61000-3-2 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 3-2 : Limits - Limits for harmonic current emissions (equipment input current 16A per phase).
· IEC/TS 61000-3-4 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 3-4 : Limits - Limitation of emission of harmonic currents in low-voltage power supply systems for equipment with rated current greater than 16A.
· IEC/TR3 61000-3-6 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 3 : Limits - Section 6 : Assessment of emission limits for distorting loads in MV and HV power systems - Basic EMC publication.
· IEC 61000-4-7 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4 : Testing and measurement techniques - Section 7 : General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation for power supply systems
and equipment connected thereto.

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