전력 공학 필기 시험 역률 개선 의미와 예제 풀이

 

전력공학에서 역률개선은 전력 시스템의 효율성을 높이고 전력 손실을 줄이는 중요한 과정입니다. 

역률이란 전압과 전류 사이의 위상차를 나타내는 값으로, 

이상적인 상황에서는 역률이 1에 가까워야 합니다. 

이는 전압과 전류가 동일한 위상을 가지며, 

전력 시스템이 최대의 효율로 작동함을 의미합니다.

역률이 낮다는 것은 시스템에 무효전력이 많이 존재한다는 것을 의미하며, 

이는 추가적인 전력 손실과 전기 설비에 대한 부담을 증가시킵니다. 

역률을 개선하기 위해, 

보통 콘덴서나 리액터와 같은 역률 개선 장치를 사용하여 

무효전력을 줄이고 전력 시스템의 효율을 높입니다.

예를 들어, 

역률이 0.8이고 출력이 320kW인 부하에 전력을 공급하는 변전소에 

역률 개선을 위해 전력용 콘덴서 140kVA를 설치했을 때, 

합성역률은 어떻게 변할까요? 

이러한 문제는 전력공학 필기시험에서 자주 다루어지며, 

실제 전력 시스템의 효율성을 높이는 데에도 중요한 역할을 합니다.

 

이제 위 문제를 풀어보겠습니다. 

먼저, 역률이 0.8일 때의 무효전력이 몇 Var인지 계산해 보겠습니다. 

 

 

 

이제 여기에 전력용 콘덴서 140kVA를 설치하게 되면

변경후의 무효전력은 240에서 140을 빼면 됩니다. 

 

그래서 개선후의 무효전력은 100[Var]로 개선되는 것입니다. 

이 때의 역률을 개산하면,

 

 

문제에서의 결과에 따르면,

처음에 0.8 이었던 역률이 전력용 콘덴서 140kVA를 설치하여

0.954라는 높은 역률로 개선되는 결과를 보게 되는 것입니다. 

이런 식으로 개선하여 얻어지는 역률개선의 효과는 다음과 같습니다:
1. 전력 손실 경감: 선로, 변압기 등의 저항손이 역률의 제곱에 반비례하여 감소합니다.
2. 전압 강하의 경감: 역률 개선을 통해 전압 강하를 줄일 수 있습니다.
3. 설비 용량의 여유분 증가: 역률이 개선되면, 

동일한 전력을 전달하기 위해 필요한 설비의 용량이 줄어들게 됩니다.

전력공학 필기시험을 준비하는 학생들에게 역률개선 문제는 중요한 주제 중 하나입니다. 

이러한 문제를 통해 학생들은 전력 시스템의 작동 원리를 더 깊이 이해하고, 

실제 전력 시스템의 효율성을 높이는 방법을 배울 수 있습니다. 

또한, 이러한 지식은 전력공학자로서의 기초를 다지는 데에도 필수적입니다.