조정 가능한 속도 구동, 주파수 변환기 또는 AC 드라이브라고도하는 가변 주파수 드라이브 (VFD)는 현대 산업 및 상업용 응용 분야에서 필수적인 장치입니다. 30kW VFD의 공급 업체로서, 나는 광범위한 사용 과이 장치가 전력망에 미치는 중요한 영향을 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 30kW VFD가 파워 그리드에 어떤 영향을 미치는지에 대한 다양한 측면을 살펴 보겠습니다.
전력망에 긍정적 인 영향을 미칩니다
에너지 효율
전력망에 대한 30kW VFD의 가장 현저한 긍정적 인 영향 중 하나는 에너지 효율에 대한 기여입니다. 전통적인 고정 - 스피드 모터는 실제 부하 요구 사항에 관계없이 일정한 양의 전력을 소비합니다. 대조적으로, VFD는 부하에 따라 모터의 속도를 조정하여 부하가 낮을 때 전력 소비를 줄일 수 있습니다.
예를 들어, 환기 시스템에서 팬은 항상 최고 속도로 실행할 필요가 없습니다. 30kW VFD를 사용함으로써, 밤이나 오프 중과 같은 수요가 낮은 기간 동안 팬 속도를 감소시킬 수 있습니다. 이로 인해 전력망에서 에너지가 덜 가져 오면 전반적인 에너지 절약이 발생합니다. 산업 연구에 따르면 VFD의 사용은 모터 구동 시스템의 에너지 소비를 최대 30-60% 감소시킬 수 있습니다 [1]. 이는 개별 사용자에게 도움이 될뿐만 아니라 특히 피크 수요 기간 동안 파워 그리드의 부담을 완화시킵니다.
전력 계수 보정
또 다른 긍정적 인 측면은 전력 계수 보정입니다. 역률은 전력이 얼마나 효과적으로 사용되는지를 측정 한 것입니다. 낮은 전력 계수는 전력의 상당 부분이 반응성 전력의 형태로 낭비되고 있음을 의미합니다. 대부분의 산업용 모터는 상대적으로 낮은 전력 계수를 가지므로 선 손실 증가 및 용량 감소와 같은 전력망에 문제가 발생할 수 있습니다.
30kW VFD는 제어하는 모터의 역률을 향상 시키도록 설계되었습니다. 입력 전류 파형을 조정함으로써 VFD는 전력 계수를 유니티에 더 가깝게 가져올 수 있습니다 (이상적으로 1). 이로 인해 전력망을 통해 흐르는 반응 전력의 양이 줄어들어 그리드의 전반적인 효율이 향상되고 추가 발전 용량의 필요성이 줄어 듭니다.
소프트 - 시작 기능
30kW VFD는 소프트 스타트 기능을 제공하며,이 기능은 직접 전압을 적용하는 대신 모터 속도를 점차적으로 증가시킵니다. 이 소프트 시작 기능은 Inrush 전류를 줄이며 전통적인 모터 시작 방법에서 정상 작동 전류보다 여러 배나 높을 수 있습니다.
높은 유입 전류는 전원 그리드에 전압 딥을 유발하여 동일한 그리드에 연결된 다른 전기 장비에 영향을 줄 수 있습니다. Inrush 전류를 줄임으로써 30kW VFD는 전력망의 안정적인 전압 레벨을 유지하여 다른 전기 장치의 안정적인 작동을 보장합니다.
전력망에 부정적인 영향
고조파 왜곡
전력망에 대한 30kW VFD의 주요 부정적인 영향 중 하나는 고조파 왜곡입니다. VFD는 전력 전자 장치를 사용하여 들어오는 AC 전원을 DC로 변환 한 다음 가변 주파수에서 AC로 다시 돌아갑니다. 이 과정은 기본 주파수 (보통 50 또는 60Hz)의 배수 인 고조파를 소개 할 수 있습니다.
고조파는 전력망에 몇 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 변압기 및 케이블과 같은 전기 장비의 가열을 증가시켜 수명을 줄일 수 있습니다. 고조파는 또한 통신 시스템 및 제어 회로와 같은 다른 민감한 전기 장치의 정상적인 작동을 방해 할 수 있습니다. 또한, 높은 수준의 고조파 왜곡은 전력망의 전압 왜곡으로 이어져 전원 공급의 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
고조파 왜곡을 완화하기 위해 고조파 필터 사용과 같은 다양한 기술을 사용할 수 있습니다. 수동 필터 및 활성 필터를 포함하여 다양한 유형의 고조파 필터가 있습니다. 수동 필터는 비교적 단순하고 비용이 효과적이지만 특정 고조파를 필터링하도록 설계되었습니다. 반면에 활성 필터는 다른 고조파 주파수에 동적으로 조정될 수 있으며 고조파 왜곡을 줄이는 데 더 효과적이지만 더 비싸다 [2].
전자기 간섭 (EMI)
30kW VFD는 또한 전자기 간섭 (EMI)을 생성 할 수 있습니다. VFD의 높은 주파수 스위칭 작업은 인근의 다른 전자 장치를 방해 할 수있는 전자기장을 생성 할 수 있습니다. EMI는 컴퓨터, 센서 및 통신 장치와 같은 민감한 장비에서 오작동을 일으킬 수 있습니다.
EMI를 줄이려면 30kW VFD를 설치하는 데 적절한 차폐 및 접지 기술을 사용해야합니다. VFD는 우물 차폐 인클로저에 설치해야하며 전자기장의 누출을 방지하기 위해 케이블을 올바르게 접지해야합니다. 또한, 페라이트 비드는 전력 및 제어 케이블에 사용하여 높은 주파수 노이즈를 억제 할 수 있습니다.
완화 전략
필터링 및 보상
앞에서 언급했듯이 고조파 필터는 고조파 왜곡을 줄이는 효과적인 방법입니다. 수동 및 활성 필터 외에도 두 가지 장점을 결합한 하이브리드 필터도 있습니다. 하이브리드 필터는 특히 고조파 스펙트럼이 복잡한 응용 분야에서 고조파 완화를위한보다 포괄적 인 솔루션을 제공 할 수 있습니다.
전력 계수 보정 커패시터는 30kW VFD와 함께 사용하여 전력 계수를 더욱 개선하고 전력망에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다. 이 커패시터는 부하와 병렬로 연결되어 반응성 전력을 보상 할 수 있습니다.
적절한 설치 및 시운전
30kW VFD의 적절한 설치 및 시운전은 전력망에 부정적인 영향을 최소화하는 데 중요합니다. VFD는 적절한 접지, 케이블 크기 및 환기를 포함한 제조업체의 지침에 따라 설치해야합니다. 시운전 프로세스 중에 VFD 매개 변수는 최적의 성능을 보장하고 고조파 왜곡 및 EMI를 줄이기 위해 신중하게 설정해야합니다.
응용 프로그램 및 30kW VFD의 필요성
30kW VFD는 다양한 산업 분야에서 광범위한 응용 프로그램을 보유하고 있습니다. HVAC (난방, 환기 및 에어컨) 산업에서는 팬과 펌프의 속도를 제어하는 데 사용되어 에너지 효율적인 작동을 제공 할 수 있습니다. 수처리 산업에서 30kW VFD를 사용하여 펌프의 물 흐름을 제어하여 정확한 제어 및 에너지 절약을 보장 할 수 있습니다.
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참조
[1]“에너지 - 효율적인 모터 시스템 : 산업 응용 분야의 에너지 절약을 달성하기위한 안내서, 국제 에너지 기관, 2019.
[2]“전력 시스템의 고조파 : 원리, 분석 및 필터 설계”, MH Rashid, CRC Press, 2011.