전력 시스템 고조파 및 THD 설명

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전력 시스템 고조파는 기본 전력 주파수의 정수 배인 주파수를 가진 전압 또는 전류 성분입니다. 50 Hz 시스템에서 3차 고조파는 150 Hz, 5차 고조파는 250 Hz이며, 60 Hz 시스템에서는 각각 180 Hz와 300 Hz입니다. 이러한 성분들이 기본 파형과 결합하여 전압 또는 전류가 이상적인 사인파에서 벗어나게 만듭니다.

총 고조파 왜형률(THD) 은 결합된 고조파 함량을 하나의 백분율로 압축합니다. 이는 측정값을 스크리닝, 추세 분석 및 비교하는 데 유용하지만, THD 값만으로는 원인, 지배적 고조파 차수, 규정 준수 지점 또는 올바른 해결책을 식별할 수 없습니다. 타당한 평가를 위해서는 전압 왜곡과 전류 왜곡을 구분하고, 측정 위치를 확인하며, 고조파 스펙트럼을 검토하고, 대표적인 부하 조건에서 설비를 평가해야 합니다.

주요 내용

비선형 부하는 인가된 전압에 비례하지 않고 펄스 형태로 전류를 끌어오기 때문에 고조파 전류를 발생시킵니다.
전기 시스템 임피던스를 통해 흐르는 고조파 전류는 고조파 전압 왜곡을 생성합니다.
THDv, THDi 및 총 수요 왜곡(TDD)은 서로 다른 분자 또는 기준 값을 사용하므로 상호 교환 가능한 것으로 취급해서는 안 됩니다.
IEEE 519는 모든 장치 단자에 대한 보편적인 합격/불합격 기준이 아니라, 사용자 공통 접속점(PCC)에서의 정상 상태 전압 및 전류 왜곡 목표를 적용합니다.
경부하 상태에서 높은 THDi 수치는 기본 전류 분모가 작기 때문에 오해를 불러일으킬 수 있으며, TDD는 PCC 평가를 위한 수요 기반 기준을 제공합니다.
완화 조치는 측정 후에 이루어져야 합니다. 리액터, 수동 필터, 능동 고조파 필터, 다펄스 정류기 및 AFE(Active-Front-End) 드라이브는 각각 다른 문제를 해결합니다.
표준 역률 보정 커패시터 뱅크는 자동으로 고조파 필터가 되는 것이 아니며, 고조파 연구 없이 적용될 경우 공진 위험을 초래할 수 있습니다.

고조파, THD 및 TDD 한눈에 보기

수량	설명하는 내용	기준값	최적 사용	흔한 해석 오류
개별 고조파	5차와 같은 특정 고조파 차수의 크기	기본파 또는 기타 명시된 기준	주요 전원 식별 및 필터 선택	THD만 고려하고 하나의 주요 차수를 놓치는 경우
THDv	종합 고조파 전압 왜곡	기본 전압	버스 또는 장비 단자에서의 파형 품질 평가	모든 위치에 하나의 전압 제한을 적용
THDi	종합 고조파 전류 왜곡률	측정 시점의 기본파 전류	부하 평가 및 동작 상태 추적	맥락 없이 경부하와 전부하의 THDi 비교
TDD	수요 전류 대비 종합 고조파 전류	최대 수요 부하 전류, IL	IEEE 519-style current assessment at the PCC	THDi의 다른 명칭으로 취급
고조파 스펙트럼	측정된 각 고조파 차수의 크기	기본파 또는 계측기 기준	발생원 진단 및 저감 대책 선정	차수 확인 없이 단일 총계 값 사용

전기 시스템에서 고조파는 어떻게 발생하는가?

선형 부하는 인가 전압에 대체로 비례하는 전류 파형을 그립니다. 저항 히터가 간단한 예입니다. 비선형 부하는 매 주기마다 임피던스가 변하거나 스위칭 및 정류를 사용하므로, 전류가 펄스 형태 또는 잘린 세그먼트 형태로 흐릅니다. 푸리에 해석은 이렇게 왜곡된 주기적 파형을 기본파 성분과 고조파 성분의 합으로 나타냅니다.

고조파 차수의 주파수 h 는 다음과 같습니다:

fh = h x f1

여기서:
fh = 고조파 주파수
h = 고조파 차수: 2, 3, 4, 5...
f1 = 기본 주파수: 일반적으로 50 Hz 또는 60 Hz

일반적인 고조파 발생 부하는 다음과 같습니다:

6펄스 가변 주파수 드라이브(VFD) 및 기타 정류기 부하;
무정전 전원 공급 장치(UPS);
컴퓨터, 서버 및 제어 장비의 스위칭 모드 전원 공급 장치;
LED 드라이버 및 전자식 조명 안정기;
배터리 충전기 및 전기차 충전 장비;
용접 장비, 아크로 및 기타 비선형 산업 공정;
비정상 작동 조건 하의 포화 자기 장비.

부하는 일반적으로 고조파 전류를 먼저 주입합니다. 해당 전류가 변압기, 케이블, 모선(busbar) 및 전원 임피던스를 통과할 때 고조파 전압 강하가 발생합니다. 결과적으로 발생하는 전압 왜곡은 동일한 모선에 연결된 다른 장비에 영향을 미칠 수 있습니다. 민감한 부하를 교체해도 시스템 수준의 원인은 제거되지 않고, 잘못된 모선에 필터를 추가하면 개선 효과가 거의 없을 수 있기 때문에 이러한 구분은 중요합니다.

고조파가 AC 파형을 왜곡하는 방법

이상적인 정현파 파형은 기본 주파수만을 포함합니다. 실제 비선형 부하는 기본 전류 외에 3차, 5차, 7차 및 그 이상의 고차 성분을 끌어올 수 있습니다. 각 순간마다 이러한 성분들은 대수적으로 더해집니다. 그 결과 RMS 전압은 공칭 전압에 가깝게 나타나더라도 파형은 평탄화되거나, 급격한 피크를 보이거나, 노칭(notching)이 발생하거나, 기타 왜곡된 형태를 보일 수 있습니다.

파형 모양과 스펙트럼은 서로 다른 정보를 제공합니다:

시간 영역 파형은 노칭, 평탄화, 높은 파고율 및 스위칭 동작을 보여줍니다.
주파수 영역 스펙트럼은 어떤 고조파 차수가 지배적인지를 보여줍니다.
THD는 편리한 합계 값을 제공하지만, 왜곡이 주로 3차, 5차, 7차 고조파인지 아니면 여러 차수에 걸쳐 분산되어 있는지는 보여주지 못합니다.

저감 설계의 경우, 일반적으로 합계 값보다는 스펙트럼이 더 유용한 정보를 제공합니다.

총 고조파 왜곡(Total Harmonic Distortion)은 어떻게 계산됩니까?

전압 THD

전압 THD는 고조파 전압의 제곱합의 제곱근 값을 기본파 전압으로 나눈 값입니다:

THDv = [sqrt(V2^2 + V3^2 + ... + Vh^2) / V1] x 100%

V1 = RMS 기본파 전압
Vh = h차 고조파의 RMS 전압

THDv는 측정 지점의 전압 파형이 기본파 성분으로부터 얼마나 벗어나 있는지를 나타냅니다. 이는 고조파 전류 및 전원과 측정 지점 사이의 임피던스에 의해 영향을 받습니다.

전류 THD

전류 THD는 동일한 구조를 사용하지만 고조파 전류를 해당 시점에 측정된 기본파 전류와 비교합니다:

THDi = [sqrt(I2^2 + I3^2 + ... + Ih^2) / I1] x 100%

I1 = 측정 순간의 RMS 기본파 전류
Ih = h차 고조파의 RMS 전류

THDi는 개별 비선형 부하의 동작을 평가할 때 유용합니다. 그러나 다음과 같은 이유로 경부하 시 결과값이 급격히 증가할 수 있습니다: I1 이 작아지기 때문이며, 이는 절대적인 고조파 전류가 최악의 시스템 상태가 아닐 때도 발생합니다. 항상 THDi와 함께 부하 전류 및 작동 상태를 기록하십시오.

총 수요 왜곡(TDD)

TDD는 고조파 전류를 순간적인 기본파 전류가 아닌 수요 전류값과 비교합니다:

TDD = [sqrt(I2^2 + I3^2 + ... + Ih^2) / IL] x 100%

IL = PCC에서의 최대 수요 부하 전류로, 적용 가능한 평가 방법에 따라 정의됨

이와 같이 더욱 안정적인 분모를 사용하기 때문에 TDD는 시설의 고조파 전류가 PCC에서의 수요와 어떤 관계가 있는지 평가하는 데 적합합니다. 올바른 IL, 집계 간격, 관찰 기간 및 단락비는 적용 가능한 표준과 프로젝트 연구를 따라야 합니다. 정당한 사유 없이 차단기 정격, 변압기 명판 전류 또는 임의의 현장 측정값을 대신 사용하지 마십시오.

THDv와 THDi가 서로 다른 결과를 나타낼 수 있는 이유

높은 전류 왜곡이 자동으로 높은 전압 왜곡을 의미하는 것은 아닙니다. 전원 임피던스가 낮은 강성 전기 시스템은 상대적으로 깨끗한 전압 파형을 유지하면서 상당한 고조파 전류를 흡수할 수 있습니다. 반면 시스템이 약하거나 공급 피더가 길고 임피던스가 높으면 더 적은 고조파 전류로도 더 큰 전압 왜곡이 발생할 수 있습니다.

반대되는 진단적 구별 또한 유용합니다:

한 분기에서의 높은 THDi와 달리 메인 버스에서 허용 가능한 수준의 THDv가 나타나는 것은 시스템 영향이 제한적인 국부적 비선형 부하가 원인일 가능성이 큽니다.
여러 피더에 걸쳐 상승된 THDv는 공통 상류 버스에서의 왜곡이나 공진 상태를 시사합니다.
주요 현장 부하가 작동하기 전 인입구에서의 높은 THDv는 상위 계통에서 유입되는 원인을 시사하며, 이는 유틸리티 측의 조사가 필요합니다.
특정 작동 모드에서만 발생하는 높은 THDi는 드라이브 부하, 정류기 도통 또는 충전기 작동과 같이 공정 기반의 원인을 나타냅니다.

고조파는 어떤 문제를 일으킬 수 있는가?

고조파가 단일한 보편적 증상을 유발하는 것은 아닙니다. 그 영향은 고조파 차수, 크기, 시스템 임피던스, 부하 패턴, 접지 방식, 공진 및 장비 설계에 따라 달라집니다.

도체, 모선 및 변압기의 추가적인 발열

고조파 전류는 전체 RMS 전류를 증가시켜 도체 발열을 초래합니다. 고주파 성분 또한 자기 및 도전 부품에서 와류 손실과 표피 효과 손실을 증가시킵니다. 상당한 비선형 부하를 공급하는 변압기는 평균 kW 수요가 정상으로 보이더라도 추가적인 권선 손실 및 표류 손실을 겪을 수 있습니다.

이미 높은 저항으로 영향을 받는 연결부는 왜곡된 RMS 전류가 더해짐에 따라 I²R 발열에 특히 취약해집니다. VIOX 가이드의 진단 방법은 단자대 과열 고조파 부하와 느슨하거나 열화된 연결부를 구분하는 데 도움을 줍니다.

중성선 과열

평형 3상 4선식 시스템에서는 유사한 단상 부하의 기본 전류가 중성선에서 대부분 상쇄됩니다. 3차, 9차, 15차를 포함한 3배수 고조파는 영상분 성분이며, 상쇄되지 않고 중성선에서 합산될 수 있습니다. 따라서 상 전류 측정값이 평형을 이룬다고 해서 중성선 전류가 낮다고 보장할 수는 없습니다.

전자식 단상 부하가 집중된 곳에서는 중성선 부하를 직접 측정해야 합니다. 중성선의 전류 통전 기능과 보호 접지 경로를 혼동하지 마십시오. 이 둘의 차이점은 다음에서 설명합니다. 중성선 바와 접지 바의 차이.

모터 손실, 토크 맥동 및 소음

전압 고조파는 서로 다른 속도와 방향으로 회전하는 자기장을 생성합니다. 유도 전동기에서 일부 고조파 시퀀스는 기본 회전 자기장과 반대 방향으로 작용하는 반면, 다른 고조파는 서로 다른 동기 속도에서 회전 방향을 강화합니다. 그 결과 추가적인 동손 및 철손, 토크 맥동, 진동, 가청 소음이 발생하고 사용 가능한 열적 마진이 감소할 수 있습니다.

드라이브를 사용하는 경우, 입력 측 라인 고조파와 출력 측 PWM 전압 스트레스를 구분하십시오. 라인 리액터나 입력 고조파 필터는 출력 리액터, 정현파 필터 또는 dV/dt 필터와는 다른 문제를 해결합니다. VIOX의 VFD 대 소프트 스타터 가이드 는 더 넓은 모터 제어 환경을 제공합니다.

커패시터 과부하 및 공진

역률 보상용 커패시터는 기본 주파수에서의 무효 전력 수요를 줄여주지만, 주파수가 상승함에 따라 임피던스는 감소합니다. 시스템 인덕턴스와 결합되면 기존 고조파 차수 근처에서 병렬 또는 직렬 공진을 일으킬 수 있습니다. 그 결과 고조파 전압이나 전류가 증폭되어 커패시터, 리액터, 변압기 또는 스위칭 장치에 과부하가 발생할 수 있습니다.

따라서 일반적인 커패시터 뱅크를 범용적인 고조파 해결책으로 제시해서는 안 됩니다. 고조파 함유량이 높은 경우에는 디튠 리액터(detuned reactors), 튜닝된 수동 필터, 능동 고조파 필터 또는 기타 설계된 솔루션이 필요할 수 있습니다. 자동 역률 보상의 목적과 범위는 다음에서 다룹니다. APFC의 정식 명칭 및 작동.

불필요한 동작 및 전자 장치 오작동

왜곡된 파형은 피크 전류를 증가시키고, 영점 교차를 변화시키며, 발열을 가중하고, 거의 정현파인 공급 전원을 전제로 하는 장비에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 발생 가능한 증상으로는 원인을 알 수 없는 보호 장치 동작, 커패시터 뱅크 알람, 변압기 소음, 제어 장치 리셋, 부적합한 계측기의 부정확한 판독값, 장비 수명 단축 등이 있습니다.

이러한 증상이 고조파의 증거는 아닙니다. 느슨한 도체, 전압 불균형, 과도 현상, 과부하, 전자기 간섭 및 잘못된 설정도 유사한 증상을 보일 수 있습니다. 해결책을 선택하기 전에 측정이 필요합니다.

고조파는 어디서 어떻게 측정해야 하는가?

측정 계획은 PCC에서의 규정 준수, 장비 문제 해결, 근원지 파악, 용량 계획 또는 완화 후 검증과 같은 명확한 질문에 답할 수 있어야 합니다. 단 한 번의 지점 측정으로 이 다섯 가지를 모두 해결하는 경우는 거의 없습니다.

1. 측정 범위 정의

시설 수준의 IEEE 519 평가를 위해서는 계약상 또는 엔지니어링상의 PCC를 식별해야 합니다. 내부 문제 해결을 위해서는 공장 내부의 결합 지점, 주 배전 버스, 의심되는 급전선 및 필요한 경우 부하 단자에서도 측정하십시오. 단선 결선도와 각 측정 지점의 위치를 기록하십시오.

2. 적절한 계측기 사용

3상 전압과 전류의 동시 측정, 고조파 스펙트럼 캡처, THDv, THDi, 필요한 경우 TDD, 이벤트 로깅 및 4선식 시스템의 중성선 전류 측정이 가능한 전력 품질 분석기를 사용하십시오. IEC 61000-4-7은 고조파 및 고조파 간 측정 계측기를 다루며, IEC 61000-4-30은 전력 품질 측정 방법과 측정 등급을 정의합니다.

기본적인 평균 응답 방식의 미터기는 왜곡된 파형을 진단하는 데 충분하지 않습니다. True-RMS 미터기는 RMS 전류 및 전압 정확도를 향상시킬 수 있지만, 일반적으로 고조파 차수, 추세, 방향 및 규정 준수 분석을 위해 전력 품질 분석기를 대체하지는 못합니다.

3. 대표적인 운영 상태 캡처

단일 스냅샷에 의존하기보다 다양한 운영 상태에 걸쳐 측정을 기록하십시오:

최소, 정상 및 최대 설비 부하;
드라이브 가속, 정상 작동 및 저속 조건;
UPS 또는 충전기 작동 모드;
투입 및 차단되는 커패시터 뱅크 단계;
발전기와 유틸리티 전원 모두 운용 가능한 경우;
불만 사항이나 과열과 관련된 생산 주기.

4. 모든 THD 값과 함께 컨텍스트 기록

최소한 다음 사항을 기록하십시오:

측정 위치 및 전기 시스템 구성;
해당하는 경우 상간 전압 및 상-중성선 전압;
상 전류 및 중성선 RMS 전류;
THDv, THDi 및 관련 TDD;
개별 고조파 스펙트럼 및 위상 값;
kW, kVA, kvar, 역률 및 부하 상태;
소스 변압기, 도체 및 커패시터 뱅크 상태;
타임스탬프 및 로깅 간격.

5. 시스템적으로 소스 추적

평가 지점에서 시작하여 상류 및 하류 측정값을 비교하십시오. 특정 급전선에 전원이 공급될 때 왜곡이 급격히 상승하면 해당 분기 방향으로 계속 추적하십시오. 여러 급전선에서 유사한 전압 왜곡이 나타나면 공통 버스, 커패시터 공진 또는 상류 소스를 조사하십시오.

비선형 부하에서 분기 패널 및 메인 버스를 거쳐 공통 접속점(PCC)에 이르는 측정 경로

올바른 순서는 다음과 같습니다 측정, 국부화, 모델링, 완화 및 검증. 이러한 기준치를 설정하기 전에 필터를 설치하면 실제 근본 원인이나 공진은 그대로 둔 채 증상 하나만을 숨길 수 있습니다.

고조파에 적용되는 표준

참조	주요 역할	실무적 경계
IEEE 519-2022	시스템 전압 및 전류 왜곡 목표	정의된 정상 상태 조건 하에서 사용자 PCC에 적용; 전류 제한은 수요 대비 단락 강도를 포함한 시스템 환경에 따라 달라짐
IEC 61000-4-7	고조파 및 간고조파 측정 계측기	장비 및 공급 시스템 평가를 위해 스펙트럼 성분이 그룹화되고 측정되는 방법을 정의
IEC 61000-4-30:2025	현장 전력 품질 측정 방법	전압 및 전류 고조파를 포함한 매개변수에 대해 반복 가능한 방법과 Class A/Class S 접근 방식을 정의
IEC 61000-2-4:2024	산업용 전력 분배 시스템의 호환성 레벨	공장 내 접속 지점에 적용되며 산업용 전자기 환경을 정의된 등급으로 구분
IEC 61000-3-2 / IEC 61000-3-12	지정된 장비 범주에 대한 고조파 전류 방출 제한치	범위가 정의된 장비 레벨 표준으로, 전체 시설 PCC 평가를 대체하지 않음

대부분의 표준 오류를 방지하는 세 가지 규칙:

평가 지점을 확인하십시오. PCC에서의 제한치가 VFD 입력이나 원격 분기 패널에서의 제한치와 자동으로 동일한 것은 아닙니다.
분모와 평균화 방법을 확인하십시오. THDi와 TDD는 동일한 전류 스펙트럼에서 매우 다른 백분율을 나타낼 수 있습니다.
적용 가능한 판본 및 장비 범위를 확인하십시오. 유틸리티 요구 사항, 프로젝트 사양, 지역 전력망 코드 및 제품 표준은 일반 지침 이상의 의무 사항을 추가할 수 있습니다.

어떤 고조파 저감 방법을 사용해야 합니까?

보편적으로 최적인 필터는 없습니다. 소스 스펙트럼, 부하 변동성, 시스템 임피던스, 요구 성능, 가용 공간, 손실, 유지 보수 능력 및 향후 확장을 고려하여 방법을 선택하십시오.

상황	평가할 저감 옵션	엔지니어링 고려 사항
단일 기존 6펄스 드라이브	AC 라인 리액터, DC 초크, 수동 고조파 필터, 저고조파 드라이브 또는 능동형 프런트 엔드 드라이브	필요한 감쇄, 부하 범위, 전압 강하, 효율, 풋프린트, 바이패스 구성
수요가 변하는 여러 비선형 부하	중앙 집중식 또는 분산식 능동형 고조파 필터	CT 위치, 보상 전류, 고조파 차수, 부하 다이버시티, 확장 여유
안정적인 주 고조파 차수	동조형 또는 광대역 수동형 필터	네트워크 임피던스, 동조 허용 오차, 커패시터 듀티, 공진, 발전기 운전
왜곡된 네트워크에서의 역률 보상	디튠 커패시터 뱅크 또는 엔지니어링 필터 뱅크	기존 스펙트럼, 공진 주파수, 커패시터 전류, 개폐 듀티, 컨트롤러 설정
4선식 시스템에서의 높은 3고조파 전류	소스 방사 감소, 부하 재분배, 적절한 필터링 사용, 중성선/변압기 설계 검토	중성선 전류 측정, 도체 열용량, 변압기 적합성, 향후 전자 부하
대용량 정류기 수요가 있는 신규 프로젝트	다펄스 정류기, 위상 변이 변압기, 액티브 프런트 엔드 또는 지정된 저고조파 장비	소스 강도, 이중화, 변압기 복잡성, 수명 주기 비용, 규정 준수 목표
기존 장비가 이미 과열되고 있음	영구적인 완화 조치 전 부하 경감 및 열 위험 제어	고조파 조사, 접속부 점검, 환기, 도체 및 변압기 상태

라인 리액터 및 DC 초크

리액터는 임피던스를 추가하고 정류기 부하에 의해 유입되는 전류를 평활화합니다. 리액터는 비교적 간단하고 견고하지만, 그 결과는 전원 임피던스 및 드라이브 설계에 따라 달라집니다. 리액터는 고조파 전류를 제거하기보다는 감소시키며 전압 강하와 손실을 발생시킵니다.

수동 고조파 필터

수동 필터는 인덕터와 커패시터를 결합하여 특정 고조파 주파수 또는 광대역 감쇠를 위한 저임피던스 경로를 제공합니다. 안정적이고 예측 가능한 부하에는 효과적일 수 있으나, 실제 네트워크에 맞게 설계되어야 합니다. 디튜닝(Detuning), 부품 공차, 부하 변동, 그리고 발전기나 다른 커패시터 뱅크와의 상호 작용에 대한 검토가 필요합니다.

능동 고조파 필터

능동형 고조파 필터는 왜곡을 측정하고 보상 전류를 주입합니다. 이는 변화하는 부하 프로파일에 더 잘 적응하며 여러 고조파 차수를 표적으로 삼을 수 있지만, 전류 용량, CT 배치, 응답, 외함, 손실 및 제어 목표를 명시해야 합니다.

저고조파 드라이브 및 능동형 프런트 엔드(Active Front Ends)

저고조파 드라이브 아키텍처는 공통 버스에서 여러 부하를 보상하는 대신 근원지에서 왜곡을 줄입니다. 이는 신규 설치 시 단순화할 수 있으나 비용, 설치 공간, 손실, 전자기 적합성 및 유지보수 전략에 영향을 미칩니다. 회생 기능과 낮은 고조파 왜곡은 하나의 제품이 두 가지를 모두 제공하더라도 별도의 요구 사항입니다.

실용적인 고조파 조사 워크플로

불만 사항과 범위를 정의하십시오. 과열, 오작동, 규정 준수, 확장 또는 장비 결함을 핵심 문제로 식별하십시오.
단선 결선도와 부하 목록을 검토하십시오. 비선형 부하, 커패시터 뱅크, 발전기, 변압기 및 긴 급전선을 표시하십시오.
PCC 또는 메인 버스에서 기준값을 설정하십시오. 전압, 전류, 수요, THD/TDD 및 고조파 스펙트럼을 기록하십시오.
지배적인 차수를 분기 부하 쪽으로 추적하십시오. 주요 부하가 순환함에 따라 발생하는 변화를 비교하십시오.
공진 및 시스템 임피던스를 확인하십시오. 연구에 변압기 및 커패시터 뱅크 데이터를 포함하십시오.
후보 완화 조치를 선택하십시오. 소스 감소, 수동 필터링, 능동 필터링 및 장비 내량 조치를 비교하십시오.
모델 예상 성능입니다. 정상, 최소, 최대, 상용 전원 및 발전기 운전 상태를 점검하십시오.
보호 및 열 설계와 함께 구현하십시오. 도체, 개폐 장치, 환기 및 필터 보호를 조정하십시오.
원래의 측정값을 반복하십시오. 동일한 위치와 유사한 부하 상태에서 개선 사항을 확인하십시오.

일반적인 고조파 평가 실수

모든 THD 백분율을 동일한 양으로 취급

항상 해당 값을 THDv, THDi 또는 TDD로 표기하고 그 분모를 기록하십시오. 측정된 양과 위치가 없는 백분율은 불완전한 데이터입니다.

비선형 부하에서만 측정

부하 단자 측정은 부하의 특성을 설명하지만, 시설 준수 여부나 PCC에서의 영향을 입증하지는 못합니다. 필요한 경우 두 지점 모두를 측정하십시오.

고조파 스펙트럼 없이 THD 사용하기

두 시스템의 THD가 같더라도 지배적인 차수가 다르면 서로 다른 완화 조치가 필요할 수 있습니다. 개별 고조파 데이터를 보존하십시오.

공진을 확인하지 않고 커패시터 설치

커패시터는 네트워크 공진을 기존 고조파 쪽으로 이동시킬 수 있습니다. 역률 보정 장치를 추가하거나 확장하기 전에 고조파 함유량과 임피던스를 검토하십시오.

SPD가 고조파를 제거한다고 가정

SPD는 설계에 따라 과도 과전압을 제한하지만, 저차 전력 주파수 고조파를 지속적으로 필터링하지는 않습니다. 고조파와 서지는 서로 다른 평가와 보호 조치가 필요합니다. 과도 보호 경계에 대해서는 다음을 참조하십시오. 서지 보호 장치의 역할.

더 큰 중성선 또는 변압기를 소스 완화 장치로 취급

열적으로 견고한 장비는 고조파 부하를 더 잘 견딜 수 있지만, 그렇다고 해서 고조파 유입이나 전압 왜곡이 반드시 줄어드는 것은 아닙니다. 내성 조치와 방출 감소 조치를 구분하십시오.

자주 묻는 질문

고조파와 THD의 차이점은 무엇입니까?

고조파는 기본 주파수의 정수 배에 해당하는 개별 주파수 성분입니다. THD는 정해진 기준에 대해 해당 고조파 성분들의 제곱합의 제곱근 크기를 나타내는 하나의 백분율입니다.

THD는 전압에서 측정됩니까, 전류에서 측정됩니까?

둘 다 측정 가능합니다. THDv는 전압 파형 왜곡을 설명하고, THDi는 전류 파형 왜곡을 설명합니다. 원인, 제한치 및 해석이 다르므로 반드시 해당 수량을 명시해야 합니다.

경부하 시 전류 THD가 매우 높게 나타나는 이유는 무엇입니까?

THDi는 고조파 전류를 순간 기본파 전류로 나눈 값입니다. 경부하 시에는 기본파 분모가 작아지므로, 절대적인 고조파 전류가 증가하지 않더라도 백분율은 상승할 수 있습니다. 해당되는 경우 전류 크기, 스펙트럼 및 TDD를 검토하십시오.

THDi와 TDD의 차이점은 무엇입니까?

THDi는 측정 순간의 기본파 전류에 대한 고조파 전류를 나타냅니다. 반면 TDD는 정의된 최대 수요 부하 전류에 대한 값을 나타냅니다. 따라서 TDD는 부하 조건이 변하는 상황에서 PCC 평가를 수행할 때 더 안정적입니다.

고조파는 항상 중성선 전류를 증가시킵니까?

모든 시스템에서 그런 것은 아닙니다. 가장 큰 문제는 다수의 단상 비선형 부하를 공급하는 3상 4선식 시스템에서 발생하며, 이때 제3고조파 전류가 중성선에서 합산될 수 있습니다. 상쇄될 것이라고 가정하기보다는 중성선 전류를 직접 측정하십시오.

커패시터 뱅크가 THD를 줄일 수 있습니까?

고조파 필터링 또는 디튜닝 보상 시스템의 일부로 설계된 경우에만 가능합니다. 표준 커패시터 뱅크는 THD를 줄이지 못할 수 있으며, 시스템 인덕턴스와 공진할 경우 오히려 왜곡을 증폭시킬 수 있습니다.

SPD가 고조파를 필터링합니까?

아니요. SPD는 과도 과전압을 처리합니다. 고조파는 정상 상태이거나 반복되는 파형 성분으로, 근원적 감소, 리액터, 고조파 필터 또는 기타 전력 품질 대책이 필요합니다.

IEEE 519 측정은 어디에서 수행해야 합니까?

IEEE 519는 사용자의 공통 결합 지점(PCC)에서 정상 상태의 왜곡 목표를 설정합니다. 실제 PCC는 모든 장비 단자라고 가정하는 대신 서비스 및 프로젝트 구성을 통해 식별해야 합니다.

THD를 측정하려면 어떤 장비가 필요합니까?

평가 목적에 적합하고 필요 시 3상 전압, 전류, 고조파 스펙트럼, THD 및 TDD를 기록할 수 있는 전력 품질 분석기를 사용하십시오. True-RMS 멀티미터는 왜곡된 파형에서 정확한 RMS 값을 얻는 데 유용하지만, 일반적으로 완전한 고조파 연구를 수행할 수는 없습니다.

결론

고조파 평가는 하나의 허용 가능한 THD 수치를 찾는 과정이 아닙니다. 이는 파형 성분, 측정 위치, 시스템 강도, 부하 동작 및 장비 상호 작용에 대한 구조화된 조사입니다.

THDv, THDi 및 TDD를 구별하는 것부터 시작하십시오. 대표적인 운영 조건 하에서 올바른 경계에서 측정하고, 개별 고조파 스펙트럼을 유지하며, 주요 차수를 근원 방향으로 추적하십시오. 그런 다음 네트워크에 맞는 완화책을 선택하십시오. 임피던스 및 평활화를 위한 리액터, 예측 가능한 스펙트럼을 위한 수동 필터, 변화하는 부하를 위한 능동 필터 또는 근원적 감소가 더 나은 시스템 결정일 경우 저고조파 장비를 선택하십시오.

패널 빌더 및 OEM에게 가장 중요한 사양은 단순히 “낮은 THD”가 아닙니다. 이는 PCC 또는 장비 단자, 운영 부하 범위, 적용 표준, 측정 방법 및 검증 절차와 연계된 정의된 성능 요구 사항입니다.