[참조] IEEE Std. 141, IEEE Std. 519, MIL-STD-461

[의견] Total Harmonic Distortion(THD)는 총고조파왜형율, 총고조파왜곡율 등으로 번역된다. 주로 기본 주파수 60Hz의 Odd Number (홀수차수)에서 나타나며, 3,5,7 고조파의 영향이 가장 큰 것이 일반적이다. THD는 2~50차 까지를 일반적으로 고조파라고 한다. THD에 의한 영향을 최소화 하기 위해서는 Power Factor Correction 회로가 있는 Power Supply를 사용하고, 가능하면 PF=0.95 이상의 DC Power Solution을 활용한다.

1. 개요

가. 교류전압, 교류전류는 본래 정현파지만 정류장치, 인버터 등 의입력전류는정현파가되지못하고왜형파가됨.

나. 이 왜형파는 50㎐ 또는 60㎐ 기본 주파수의 정현파에 이것 의 정수배의 주파수 성분이 중첩된 파형이 됨.

다. 일반적으로 기본 주파수의 5배, 7배, …의 주파수 성분이 중 첩된 것으로 되어 있음.(특별한 경우에는 3배, 4배 또는 비 정수배의 주파수 성분이 중첩되어 있는 것도 있음.)

라. 이와 같은 기본 주파파형의 위에 중첩되어 있는 고주파 성 분을 고조파라고 하고, 기본 주파수의 5배의 주파수 성분의 것을 제5조파, 7배의 것을 제7조파 등으로 일컬으며, 일반 적으로 제5조파가 가장 많고 고조파 차수가 높을수록 적어 지는 경향이 있음.

마. 고조파는 공급계통의 기본주파수(정현파 : 60㎐)의 정수배 Question 고조파(Harmonics)에 대하여 알고 싶 습니다. <그림>Voltage Waveform 고조파 전력기술인 _ 53 주파수를 가지는 정현파 전압·전류를 말하며, 왜곡된 파형은 기본파와 고조파의 합으로 분리 할 수 있음.

※ 싸인파가 아닌 주기적인 파형을 왜형파라 하며, 이 왜형파는 기본파 성분과 그 정수배의 주 파수를 지닌 성분으로 분해되며, 이 정수배의 주파수를 지닌 성분을 고조파라 함. 전력계통 에서는 일반적으로 기본파의 50배인 주파수(제 50고조파)까지를 고조파라 칭함.

2. 산출식

가. Harmornic = n × 60㎐

y = A1 sin(ωt + φ1) +A2sin(2ωt + φ2)+A3sin(3ωt + φ3)+...=ΣAnsin(nωt+φn)

기본파 : A1 sin(ωt + φ1)

고조파 : An sin(nωt + φn) (n≠1)

나. 고조파 차수 h=kq-1(k1,2,3,.......q:pulse수)

h차 고조파전류의 진폭 Ih=ifound/h

다. 각차의 전압왜형율

Dn= n 고좊의 고조파전압/기본파전압 = Vn/V1 (n=2~)

종합왜형율={Sigma(n≥2) Vn^2 } / V1 x 100(%)

Vn: 제n차 고조파 전압의 실효치

V1: 기본파 전압의 실효치

3. 발생원

가. 개요 : 고조파 왜형은 전력계통의 부하와 기기 의 비선형적인 특성에 의하여 발생

나. 발생원 : 대부분 전력전자 Power Electronics (Diode, SCR 등)

- 전력변환장치 : 컨버터, 무정전 전원장치, 정류 기, 가변전압 가변주파수장치(VVVF) 등

- FACTS 기기 : 선로정수, 전압의 위상각, 전압 의 크기

- 전기로(저항로, 아크로, 유도로) 등과 같은 비 선형 기기

- 엘리베이터, 의료장비, 통신기기, 컴퓨터

- 기타 형광등, 회전기기 및 변압기 등의 자기포 화, 과도현상에 의한 것 등

※ 인가된 정현파 파형의 전압이 동일한 정현파 의 전류를 만들어 내는 형태의 시스템을 선형 (Linear) 시스템이라 일컬으며, 백열등, 히터 및 대부분의 모터는 선형 시스템임. 그러나 최 근의 어떤 전기 기기들은 이 선형 시스템 범주 에 속하지 않을 수도 있으며, 컴퓨터, 가변 주 파수 드라이브, 전자식 안정기(Ballast), UPS 시스템, 유도성 가열로 및 히터 등은 비선형 (Non-Linear) 시스템임. 이 시스템에서는 저 항이 일정하지 않고 사실상 각 정현파에서 변화하며, 이러한 시스템의 전력 공급장치는 전력 트랜지스터, 싸이리스터(Thyristors) 또는 SCR(Sillicon Controlled Rectifiers)와 같은 반 도체 소자를 내장하고 있음. 이러한 장치들은 전류를 펄스(Pulse)의 형태로 만들어 냄.

4. CE101 (Conduction Emission)

가. 측정 방법 (기기검증 시)

나. 초기 전원가압 및 사전 시험 시 (AC Source를 이용한 방법)