전력의 기초(2)

역율을 개선하면 이익이 된다.

이번 달에는 역율을 개선하면 전기요금을 절약할 수 있다는 점을 소개하고자 합니다.
교류의 유효전력은 (1)식과 같이 정의됩니다.

P ＝ VeㆍIeㆍcos 　…(1)

Ve는 전압의 실효치, Ie는 전류의 실효치이며, cos 는 역율입니다. 는 전압과 전류의 위상차입니다.

(1)식에서 cos 가 작아졌을 때 동일한 유효전력을 얻으려고 한다면, VeㆍIe는

즉 피상전력을 크게 해야 합니다.

전력회사가 보내는 전압은 일반적으로 변압기로 강압시킨 후 사용합니다.

따라서 피상전력이 커진다는 것은 변압기 등의 설비가 커진다는 의미이기도 합니다.
또한, (1)식에서 Ve가 일정하다고 하였을 때 cos 가 작아지면 Ie를 크게 해야 합니다.

Ie가 커지면 배전선의 저항으로 손실이 커지기 때문에 보다 굵은 배전선이 필요합니다.
그리고 cos 를 크게 하는(1에 가까워진다) 즉 역율을 개선하면 설비를 효과적으로 이용할 수 있습니다.

또한 전기요금에는 역율 할인제도라는 것이 있습니다.

90%를 기준으로 역율이 1% 좋아질 때마다 기본요금이 1% 싸지는 것입니다.

거꾸로 역율이 1% 나빠지면 기본요금은 1% 비싸집니다. 그러면 역율이 어떻게 결정되는지를 알아봅시다.

우선 전력회사가 부착한 적산전력계에 의해 유효전력량과 무효전력량이 계량되며,

소비한 전력에 소비한 시간을 곱한 것을 전력량이라 정의합니다.

이 양자의 1개월 분의 적산치로 그 달의 역율이 계산됩니다.

예를 들어 유효전력량이 200kWh이며 무효전력량이 100kvarh라면

그 달의 역율은 그림1에 따라 89%가 됩니다.

90－89＝1이므로 이 달의 기본요금은 1% 할증됩니다.
그러면 역율을 개선하기 위해 어떻게 하면 될까요?
콘덴서에 교류 전압을 가하면 전류의 위상은 90° 나아갑니다.

역율을 개선하기 위해서는 주로 콘덴서가 이용되며 부하와 병렬로 부착합니다.

그러나 콘덴서에는 교류주파수가 올라가면 올라갈수록 전류가 쉽게 흐르는 성질이 있기 때문에,

야간 등 대량의 PC나 TV가 사용되면 고주파전류가 콘덴서에 흘러 들어가 콘덴서가 타버릴 수 있습니다.
코일에는 반대로 교류주파수가 올라가면 올라갈수록 전류가 쉽게 흐르지 못하게 하는 성질이 있습니다.
그래서 콘덴서 코일(일반적으로 리액터라 한다)을 직렬로 부착하여(그림 2)

고주파전류가 콘덴서에 흘러 들어가는 것을 억제합니다.

그러나 역율에 따른 할인전 기본요금은 전력회사와 맺은 연간 「계약전력」에 의해 결정됩니다.

보다 적은 전력사용량으로 계약하면 물론 요금은 저렴해집니다. 그렇다 해도 사용량이 계약량을

오버하면 패널티를 지불하게 되므로 주의해야 합니다.

그래서 디맨드값의 관리가 필요하게 됩니다.
연간 계약전력의 기초가 되는 것은 순간전력 사용량입니다. 최적의 전력을 계약하기 위해서는 디맨드값을 감시하고,

우선은 1년간 어느 시기에 최대 전력사용량이 되는지를 파악하는 것이 중요합니다.

전력회사에 따라 차이는 있지만 전력 사용량이 많아지는 여름철에는 겨울철에 비해 전력요금이 비싸지므로

하절기 전력량을 억제하는 것이 중요합니다.
이 다음의 단계로서 또 다른 한 단계 저렴한 계약요금을 목표로 한다면 사용하고 있는

전력이 계약전력에 근접하였을 경우, 경보를 울리게 하는 대책을 세우는 시스템을

구축하는 것도 고려해볼 수 있습니다

 

출처: 엠시스템 홈페이지