고조파 발생원은?

부하설비, 전기기기 중 정현파의 상용 주파 전압을 인가해서 변형파 전류를 흘리는 것은 모두 고조파 전류의 발생원입니다. 이중 대표적인 것은  싸이리스터 응용의 전력변환장치, 교류아크로와 같은 전기로, 일반 가전, 사무용 기기와 같은 전기기기를 생각할 수 있습니다. 또한 이렇게 발생된 고조파가 전기기기에 미치는 영향과 주요 문제점에 대해서 알아보겠습니다.

 

고조파 발생원

입력 → 출력	명칭과 기능
AC → DC	정류기 (순변환기)
DC → AC	인버터 (역변환기)
AC → AC	교류전력조정기 (전압변환) 사이크로 컨버터 (주파수변환)
DC → DC	초퍼 (전압변환)

 

고조파의 영향

기 기 명	영 향 의 내 용
콘덴서 및 직렬 리액터	▪고조파 전류에 대한 회로의 임피던스가 공진현상 등에 의해 감소하여 대전류가 유입하고 과열, 소손 또는 진동, 소음의 발생
케이블	▪3상4선식 회로의 중성선에 고조파 전류 유입에 의한 중성선 과열
변압기	▪고조파 전류에 의한 철심의 자화현상으로 소음 발생 ▪고조파 전류․전압에 의한 철손․동손의 증가로 용량 감소
형광등	▪고조파 전류에 대한 임피던스 감소로 과전류가 역률개선용 콘덴서나 초크코일에 유입됨으로 인한 과열․소손
통신선	▪전자유도에 의한 잡음 전압의 발생
유도 전동기	▪고조파 전류 때문에 정상 진동 토크가 발생하여 회전수가 주기적으로 변동 ▪철손․동손 등 손실 증가
계기용 변성기	▪계기용 변성기에 초기 위상오차 있는 경우 ±δ tanφ(φ는 사이리스터 위상제어등 제어전류의 위상각)의 영향으로 측정 정밀도 저하
적산 전력계	▪유효자속이 비선형 특성으로 자속변화가 완전히 적응하지 못하므로 측정오차 발생 ▪고조파 전류의 과대한 유입에 의한 전류코일 소손
음향기기 (TV, Radio)	▪고조파 전류․전압에 의한 다이오드, 트랜지스터, 콘덴서등 부품의 고장, 수명저하, 성능의 열화 ▪잡음, 영상이 흔들림
보호계전기	▪고조파 전류 혹은 전압에 의한 설정레벨의 초과 ▪위상변화에 의한 오동작․오부동작
Power Fuse	▪과대한 고조파 전류에 의한 용단
MCCB	▪과대한 고조파 전류에 의한 오동작
정 류 기 각종제어장치	▪제어신호의 위상 어긋남에 의한 오동작, 제어불능 등
부 하 집 중 제 어 장 치	▪제어신호의 교란에 의한 수신기의 오․부동작
비상용발전기	▪회전자 제동권선의 과열, 소손 및 계자권선의 과열
지시계기	▪평균치 정류형 교류전압, 전류계는 제3고조파의 영향을 받음