㈜에너테크_대표이사 박훈양
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개요

반도체소자의 비약적인 발달로 전력변환 장치에 의한 전력공급이 증가하고 있다. 이는 고조파 발생을 야기하는 비선형 부하의 증가를 의미한다. 전력계통에서 발생하는 불평형 및 고조파는 전력품질과 설비의 효율을 저하시키고 때로는 전기사고의 원인이 되기도 한다.
이러한 고조파에 의한 피해를 최소화하기 위해 각국에서는 고조파 규제를 마련해 실시하고 있다. 국내에서도 최근 '배전계통 고조파 관리기준'을 시범적용해 시행(2009.07.20~2010.06.19) 중에 있으며, 2010년 7월 이후에는 동 기준을 확대 적용할 예정이다.

고조파와 불평형 감쇄 기능을 겸비한 고효율 전력용 변압기

1. 고조파
고조파는 '주기적 복합파의 각 성분 중 각 기본파 이외의 것, 제n조파는 기본파의 n배 주파수'라고 정의할 수 있다. 따라서 왜형파는 하나의 기본파와 그 정수배 주파수를 가진 고조파로 나눌 수 있다.
일반적으로 왜형파는 무한개의 고조파를 포함하며, 고차일수록 그 함유율은 감소한다. 전력계통에 있어서 고조파의 대상이 되는 주파수 범위는 일반적으로 제2~50차(약 120㎐~3㎑) 정도까지를 말하며, 전자회로 등에서 다루는 고주파 영역(수 10㎑ 이상)과는 구별하고 있다.
종종 노이즈, 서지 등의 이상 파형 현상을 총칭해 노이즈 문제로 다루고 있지만, 전력계통을 대상으로 하는 고조파는 그 영향이나 대책이 다르다. 최근 문제가 되고 있는 전기 사용 장소의 고조파 장해 현상을 쉽게 이해하는 방법은 고조파를 전류원으로 보는 것이다.
전력변환기, 인버터, OA 기기 등 반도체 응용기기와 같이 비선형 특성을 갖는 부하에 정현파 전압을 인가했을 때 흐르는 전류는 왜형파가 되는 정현파와는 많은 차이가 난다.

[그림 1] 일반 변압기와 하이브리드 변압기 구성도

[그림 2] 일반적인 지그재그 권선도 [그림 3] 하이브리드 변압기의 지그재그 권선도