1. 역률 (Power Factor, PF)
ㅇ 유효전력 대 피상전력의 비를 말함
- PF = Peff / Papp = VrmsIrms cosθ / VrmsIrms = cos θ
. 여기서, θ 역률각(PF angle) : 전압이 전류 보다 앞서는 각
.. 부하가, 유도성(인덕턴스 성분)일 경우, 전압이 전류 보다 선행(lead)
.. 부하가, 용량성(커패시턴스 성분)일 경우, 전압이 전류 보다 지연(lag)
ㅇ (의미)
* (겉보기 피상전력에서 무효전력을 제외하고 유효전력 만의 비율)
. 즉, 총 공급된 전력에서(피상전력)에서 실제로 사용된 전력(유효전력)의 비율
. 역률이 높은 전기기기일수록, 공급된 전기를 모두 사용하므로, 에너지 효율이 높음
ㅇ (역률 값) : 1 부터 0 사이
- PF = 1, θ = 0 : 순수 저항 회로 (전압과 전류는 동상)
- PF = 0, θ = ±90˚ : 순수 리액턴스 부하 회로 (전류,전압 위상차 최대)
. PF = 0 : 유효전력은 0 (소비전력 없음),
.. 에너지가 자기장 또는 전기장에 저장되었다가, 전원으로 되돌아감
- 0 < PF < 1 : 리액턴스성 부하 회로 (전류,전압 위상차 커짐)
. 지상(Lagging) 역률 : 유도성 부하 (전류가 전압보다 늦음)
. 진상(Leading) 역률 : 용량성 부하 (전류가 전압보다 빠름)
ㅇ (작은 역률 값) : 역률이 작은 경우의 문제 상황
- 전원 측에서 전력과 전압이 일정할 때, 부하측 PF가 낮으면, 더 많은 전류를 보내야 함
. 이러한 이유로 전원 공급 측에서는 더 큰 용량의 발전기가 있어야되며,
. 더 많은 전류를 흘려줌에 따라,
. 결국, 손실이 더 많아지게됨
2. 역률 개선 (Power Factor Correction)
ㅇ 송배전 전력계통에서 역률을 1까지 끌어올리는 일련의 활동을 말함
- 전압과 전류의 위상차를 줄여 역률을 1에 가깝게 높이는 것
. 즉, 같은 유효전력을 더 적은 전류로 공급할 수 있도록 하는 것
ㅇ 역률 개선의 원리
- 유도성 부하(전동기,변압기 등)는, 전류가 전압보다 늦어지며, 무효전력을 소비함
- 이때 조상 설비(전력용 콘덴서 등)로 진상 무효전력을 공급하면,
- 유도성 부하가 필요로 하는 무효전력을 상쇄하여,
- 위상차가 감소하고 역률이 향상됨
ㅇ 무효전력의 역할(유용성)
- 전압의 유지,조정
. 전원 공급 측 전압이 부하 보다 높을 때, 무효전력을 주입하면, 전압 낮아짐
. 만일, 무효전력을 흡수하면, 전압이 높아짐
- 전압의 안정화
. 무효전력의 양을 신속하게 조정하여, 전압의 급격한 변동시 이를 억제함