고조파가 중요한 이유
고조파 왜곡 또한 고조파라고도 합니다. 고조파는 주전원 네트워크의 왜곡으로 전력 품질이 저하되고 전력 네트워크가 불안정해지며 결국 장비 손상을 초래할 수 있습니다.
고조파를 조기에 계획하고 저감하면 다음을 수행할 수 있습니다.
고조파 저감을 올바르게 지정하면 CAPEX 및 OPEX 단계에서 보다 비용 효율적인 프로젝트를 진행할 수 있습니다.
확인되지 않은 고조파 왜곡으로 인한 전기적 비효율 위험 관리:
고조파 왜곡과 이를 저감하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 아래 FAQ 항목과 블로그를 참조하십시오.
블로그 살펴보기
고조파는 눈에 보이지 않지만 그 효과는 있습니다. 고조파 왜곡은 깨끗한 전압 또는 전류 파형의 반복적이고 지속적인 변형을 말합니다.
프랑스 수학자가 개발한 기술인 푸리에 분석을 사용하면 시스템에 존재하는 고조파의 크기를 시각화할 수 있습니다.
푸리에에 따르면 왜곡된 파형은 주파수와 진폭이 다른 개별 사인파의 집합을 합친 것일 뿐입니다. 왜곡된 파형은 정현파 기본 곡선과 고조파로 구성됩니다.
이러한 개별 높은 차수 사인파를 고조파라고 합니다. 일반적으로 2kHz 미만의 주파수 범위에서 발생하는 전력 왜곡을 "고조파 왜곡"이라고 합니다.
자세히 알아보기
파형의 고조파 왜곡은 전원 공급 장치에 연결된 비선형 부하에서 발생합니다. 비정현파 전류를 소비하는 모든 부하를 비선형 부하라고 합니다. 고조파의 가장 큰 원인은 다음과 같습니다.
장비 손상을 줄이기 위해 규정에서는 전원 공급 네트워크에서 고조파를 낮은 수준으로 제한합니다. 고조파 저감 장치가 항상 필요한 것은 아니지만, 필요한 경우 고조파 저감 장치를 사용하면 이러한 규정을 준수하기 위해 고조파를 줄일 수 있습니다. 성공적인 고조파 저감을 위해 고조파 필터, 액티브 프론트엔드(AFE) 드라이브 등을 사용하는 등 다양한 방법을 선택할 수 있습니다.
어플리케이션 전문가에게 문의하여 조언을 구하십시오.
스위스: 베른의 Wehrliau 펌프 스테이션에서는 시간당 최대 120만 리터의 식수를 공급합니다. iC7 드라이브는 안정적인 공급을 보장하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
사례 연구 읽기
덴마크: Universe Science Park는 지능형 VLT® HVAC 드라이브를 통해 풍동 어트랙션인 "Beat the Storm"의 전력 요금과 배출 가스를 모두 절감하고 있습니다.
University Medical Center(UMC) Ljubljana 공조 시스템에서 필터가 통합된 Danfoss 드라이브는 최대 THDi 5%의 낮은 고조파 왜곡을 보장합니다.
루마니아: 관개 시스템을 디지털화하면 농부들이 더 나은 수확량을 달성할 수 있습니다. 이제 펌프 스테이션은 에너지를 30~40% 덜 사용하고 물도 더 효율적으로 사용합니다.
VLT® AutomationDrive FC 302 및 VLT® Soft Starter MCD 500은 HVAC 해저 케이블을 설치하는 원격 작동 트렌처에서 고압 및 저압 해수 펌프를 빠르고 정확하게 제어할 수 있도록 해줍니다.
노르웨이: Nordlaks Smolt AS에서 VLT® AQUA Drive FC 202는 엄격한 고조파 규정 준수를 통해 신뢰할 수 있는 가동 시간을 보장합니다.
영국: Jersey Water는 La Rosière 담수화 플랜트의 대대적인 업그레이드가 필요할 때 Danfoss의 VLT® AQUA Drive를 선택했습니다.
고조파 저감은 전기 시스템에서 원치 않는 주파수를 줄여 장비 손상을 방지하고 전력 품질과 효율성을 개선합니다.
고조파 왜곡은 전기 시스템의 고장 및 손상으로 이어질 수 있습니다. Danfoss의 필터 및 저고조파 드라이브인 LHD 및 ULH로 위험을 줄이고 가동 중지 시간을 최소화하십시오.
네트워크 작업자가 전기 네트워크에 고품질의 전력을 공급하기 위해 매일 열심히 일한다는 사실을 알고 계셨습니까? 가정과 공장에 공급되는 전력이 고조파 왜곡이 없는 깨끗한 교류인지 확인하는 것은 지속적인 작업입니다.
네트워크에서 전원을 끌어올 때 네트워크에 연결된 부하로 인해 네트워크 공급이 왜곡될 수 있습니다. 이 전력 왜곡에는 고조파 성분이 포함됩니다.
플랜트 및 기타 산업에서 고조파 및 기타 전력 왜곡은 다음과 같은 비용이 발생하는 문제를 야기합니다.
전기 시스템의 고조파 왜곡은 과열, 전압 스트레스, 에너지 손실을 유발하여 구성품에 부담을 주고 수명을 단축시켜 장비를 손상시킵니다. 고조파 왜곡이 증가하면 동일한 시스템에 연결된 모든 전기 장비에 영향을 미치기 때문에 그 영향은 광범위합니다.
과도한 고조파 왜곡은 케이블과 모터의 과열을 유발할 수 있습니다. 모터, 스위치 기어, 퓨즈, 케이블, 민감한 측정 장비가 모두 영향을 받습니다. 고조파 성분으로 인한 왜곡은 Wi-Fi 시스템과 같은 중요한 원격 측정 및 통신 장치에 간섭을 일으킬 수도 있습니다.
고조파 필터나 전력 품질 개선과 같은 시정 조치를 취하지 않으면 퓨즈 단선, 회로 차단기 트립, 모터 과열과 같은 조기 장비 고장으로 이어져 전체 산업 플랜트에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있습니다.
이 이미지는 고조파 왜곡 발생장치가 전기 모터 과열에 미치는 영향을 보여줍니다.
고조파 왜곡은 시스템 손실을 증가시키고 전반적인 시스템 효율을 떨어뜨려 전력 요금을 증가시킵니다.
이러한 에너지 낭비는 산업 사용자의 주요 운영 비용 문제입니다.
동일한 양의 유효 전력을 확보하면서 총 요금을 줄이려면 고조파 왜곡을 줄여야 합니다.
전기 요금은 유효 전력과 무효 전력으로 구성됩니다. 활성 전력만 사용할 수 있지만 두 구성품 모두에 대한 비용을 지불합니다. 추가 비용은 수익성에 영향을 미칠 수 있습니다.
고조파를 포함한 전력 왜곡은 단순히 성가신 것 이상의 문제입니다. 공정이 중단되어 생산 라인에 가동 중단과 멈춤을 초래할 수 있습니다. 또한 플랜트 운영을 위한 장비 및 연료 구매 시 CAPEX에도 영향을 미치므로 운영 비용 목표에 큰 영향을 미칩니다.
일반적으로 고조파 왜곡과 왜곡은 모든 범위(Scope 1, 2, 3 배출)의 온실가스(GHG) 배출 목표에도 영향을 미칩니다. 전원 공급 장치의 왜곡은 이러한 바람직하지 않은 결과를 초래합니다.
좋은 소식은 고주파 고조파 및 낮은 차수 고조파를 포함한 고조파 왜곡을 저감할 수 있다는 것입니다. 전압 왜곡을 낮은 수준으로 유지하기 위한 조치를 취할 수 있습니다.
고조파는 전기 파형을 왜곡하여 네트워크의 안정성을 떨어뜨리고 민감한 장비와 시스템의 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 시스템에 더 많은 비선형 전기 장치가 추가될수록 시스템은 이러한 왜곡에 더 취약해집니다. 따라서 장애가 발생하지 않는 탄력적인 시스템을 구축하려면 고조파와 이를 저감하는 방법을 고려하는 것이 중요합니다.
AC 드라이브는 특히 에너지 소비를 줄이는 등 시스템에 다양한 이점을 제공합니다. 동시에 더 많은 고조파를 생성하며, 생성된 고조파를 저감할 수도 있습니다. AC 드라이브를 사용하는 이유는 발생하는 고조파의 단점보다 이점이 훨씬 더 크기 때문입니다. 이 비디오에서 장점을 알아보십시오.
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가변속 드라이브(VSD) 또는 가변 주파수 드라이브(VFD)라고도 하는 AC 드라이브는 운영을 탈탄소화하고 탄소 중립 목표를 달성할 수 있는 가장 좋은 방법을 제공합니다. 이러한 드라이브는 전기 모터를 제어하여 에너지 소비를 획기적으로 줄입니다. 또한 산업 공정에 제어 가능성, 반복성, 복원력을 제공합니다. 드라이브는 현대 산업 환경에서 없어서는 안 될 필수 요소로, 엄청난 이점을 제공합니다.
신규 설치 시 각 어플리케이션에 AC 드라이브 제어 기능을 장착하여 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 기존의 직접 온라인(DOL) 또는 고정 속도 설치를 드라이브로 업그레이드하는 것이 온실가스(GHG) 감축 목표를 달성하는 가장 좋은 방법입니다 1]. 고효율 모터로 업그레이드하면 더 큰 도움이 됩니다.
1] OMDIA COP26 글로벌 보고서: 전 세계의 모든 팬과 펌프에 VSD가 장착된다면 절감되는 전력량은 유럽연합 전체 발전 용량과 맞먹을 것입니다. 드라이브를 사용하면 2040년까지 온실가스 배출량을 40%까지 줄일 수 있습니다.
고조파를 적절히 저감함으로써 절약할 수 있는 비용과 기타 많은 이점을 얻을 수 있습니다. 하지만 모든 시나리오에 적합한 단일 솔루션은 없습니다. 각 개별 설치에 가장 적합한 방법을 선택하는 것이 중요합니다. 경우에 따라서는 전혀 저감하지 않고도 규정 준수를 달성할 수 있으므로 필요 없는 것은 구매하지 마십시오!
문제를 잘 이해하고 정확한 시스템과 상황에 맞는 최상의 조언을 제공할 수 있는 제조업체와 거래하는 것이 좋습니다. Danfoss는 모든 모터 기술과 호환되는 고조파 왜곡을 저감하는 가장 광범위한 솔루션을 고출력 또는 저출력 범위에서 모든 상황에 맞게 제공합니다. 당사는 가장 효율적이고 경제적인 솔루션을 찾을 수 있도록 도와드립니다.
Danfoss의 최신 드라이브(및 필터)는 고조파를 저감하고 초고조파 및 공통 모드와 같은 더 어려운 문제를 관리할 수 있습니다. 모든 시나리오에 적합한 단일 솔루션은 없습니다. 궁금한 점이 있으십니까? 저희가 도와드리겠습니다.
고조파 저감 솔루션의 전체 범위에는 다음이 포함됩니다.
플래너의 경우: 최적의 저감 솔루션을 찾으려면 디지털 도구인 MyDrive® Harmonics를 사용해 보십시오.