발전기 - Leading Power Factor / Lagging Power Factor

Leading Power Factor(선행 역률)와 Lagging Power Factor(후행 역률)는 전류와 전압 간의 위상 차이를 설명하며, 각각의 부하 특성에 따라 발생합니다.  선행 역률과 후행 역률은 전력망의 효율성과 안정성에 영향을 미치며, 이를 적절히 보정함으로써 전력 시스템의 성능을 최적화할 수 있습니다.

Leading Power Factor (선행 역률) 

Leading Power Factor는 부하의 전압에 비해 전류가 앞서는 현상을 의미합니다. 이는 주로 용량성 부하에서 발생하며, 전기 시스템에서 컨덴서(캐패시터)와 같은 부하가 대표적인 예입니다.

전력망에서 전류가 전압보다 앞서는 현상으로, Reactive Power를 소비합니다. 

Lagging Power Factor (후행 역률)

Lagging Power Factor는 부하의 전압에 비해 전류가 뒤쳐지는 현상을 나타냅니다. 이는 주로 인덕티브 부하에서 발생하며, 전기 모터나 트랜스포머와 같은 부하가 대표적인 예입니다.

전력망에서 전류가 전압보다 뒤쳐지는 현상으로, Reactive Power를 생성합니다.

Generator Capability Curve

Power Factor 발전기의 운전 범위를 이해하는 데 중요한 도구 중 하나가 Generator Capability Curve입니다. 이 곡선은 발전기의 안정적인 운전 한계를 나타내며, Power Factor와 관련된 다양한 한계 조건을 제시합니다.

 

• Lagging Power Factor Curve A-B 초과 : Field Current 초과로 인해 필드 와이딩 과열(Field Winding Overheating)이 발생할 수 있습니다.
• Lagging Power Factor Curve B-C 초과 : Armature 과열(Armature Overheating)을 유발할 수 있습니다.
• Leading Power Factor Curve C-D 초과 : Armature core end와 Generator structure end의 과열(Overheating)이 발생할 수 있습니다.

따라서 발전기는 Reactive Capability Curve Limit 내에서만 운전되어야 합니다. 이는 발전기의 안전성과 효율성을 보장하는 데 필수적입니다.

결론

Leading Power Factor와 Lagging Power Factor는 전력 시스템의 효율성과 안정성을 평가하는 데 중요한 역할을 합니다. 각 역률의 특성과 영향을 이해하고, 발전기의 운전 범위를 적절히 관리함으로써 전력 시스템의 성능을 최적화할 수 있습니다. 이를 통해 전력 손실을 줄이고 시스템의 안정성을 유지할 수 있습니다.