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제 목 : 전기품질 관리의 효용성 - 한국과학기술정보연구원

글쓴이 : 관리자 등록일 : 2007-03-25 09:24 조회 : 14725

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전 세계 어디에서든지 수익성에 문제에 있어서 핵심 요소는 효율성이다. 효율성을 중시하던 시기에 전력 품질(PQ: Power Quality)에 대한 수요는 결코 많지 않았다. 결론적으로 정부 조직 수와 회사 수의 증가로 발전소, 병원, 변전소와 같은 시스템에서 이들 시스템이 완전한 기능을 가지도록 보장하기 위해 백업 시스템 형태와 같은 구현에 대한 몇 가지 필요성이 제기됐다.

PQ 문제들은 정전, 절전, 전압 강하를 포함한 공통적인 경험을 가진다. 일반적으로 이 문제들은 내부 전력 동요를 가져오거나 전력 계통에 대한 고장의 결과로 나타나며, 이로 인해 장비의 오동작이나 갑작스런 조업 정지의 원인이 된다. 정전은 네트워크, 컴퓨터, 정밀 전자기기에 영구적인 손상의 원인 가능성을 가지고 있으며 이로 인해 회사에서는 비용 증대와 네트워크 발전에 대한 지연을 가져온다.

현재 백업 전력을 보장해 주는 유용한 몇 가지 방법에는 필터 기능과 전력 공급 조건을 가진 무정전 전원 장치(UPS: Uninterruptible Power Supply), DC 전력 시스템, 과도 전압 서지 억압기(TVSS: Transient Voltage Surge Suppressors)가 있다.

최근에 공급된 전기와 최종 사용자 장비의 감도 사이의 상호 작용과 고객의 기대는 PQ 활동 무대를 다시 정의하기에 이르렀다. 그 결과 전력 정현파의 완전성과 순수성뿐만 아니라 전반적인 전력 신뢰성이 강조됐다. 정전과 서지, 고조파가 없는 신뢰성 있는 전력, 고품질 전력과 과도 현상이 예상되고 고객으로 인해 원인을 제공하는 외란과 전력 계통 붕괴는 현재 PQ의 관심 사항이다.

산업용 최종 사용자에 대한 시장
전자 응용들이 보다 빠른 전력 스위칭 성능, 보다 강력한 IC, 보다 소형으로 복잡해짐에 따라 산업 영역에서는 전압 외란에 의해 취약성이 더 커지게 될 것이다. 생산성 개선을 위해 채택한 새로운 컴퓨터 전력 공급, 조정 가능한 속도 구동, 유도 가열, 아크로, 전력 컨디셔닝 장비들은 종종 전력 문제의 일부가 될 수 있다.

효과적인 PQ 서비스 분석들은 권고/구현 비용 효율 수집 측정 또는 장비와 근본 문제에 대해 PQ 문제로 접근할 수 있다. PQ 문제들은 수익 손실의 결과가 될 수 있는 빈약한 장비 기능에 대한 결과로 나타난다.

설비에서 PQ 수송 문제로 인해 미국과 캐나다 지역의 산업 전반에 걸쳐 연간 130억~260억달러의 손실이 발생했다. 10년 전에 전압 강하와 과도 현상들은 2002년과 비교해 동일한 규모에서 설비 성능에 큰 영향을 미치지 못했다. 최악의 경우 장비에 공급된 전압 강하는 전동기를 과열시킨다. 그러나 오늘날 전압 강하는 (오직 수 밀리미터초가 지속된다 할지라도) 자동화된 공장을 완전하게 멈추게 할 수 있을 정도이다.

통신 최종 사용자 시장
북미 지역에서는 매일매일 활동 수행과 반복적인 사업 수행과 관련된 장비와 전자 장비에 대한 의존성이 증가함으로써 소비자들은 자신들의 장비 보호에 대한 중요성을 깨닫기 시작했다. 북미 지역에서 매일 나타나는 이상 전력을 통해 최종 사용자들의 장비가 이들 이상 전력을 이겨내는 것을 보장하기 위한 책임 증가가 최종 사용자에게 부과된다는 것은 명백한 일이다.

최종 사용자는 무선과 유선 통신망의 광활한 인프라를 가지고 전력 보호를 위한 큰 필요성을 만드는 하이테크 제품에 대한 선호와 선단 의존성을 기준으로 삼는다. 이 보호 장비는 고품질과 고장을 대비한 비상 서비스를 제공한다. 덧붙여 신뢰성 보장을 위한 반복적인 유지 보수가 요구된다. 이러한 동향은 통신 최종 사용자 시장에서 건전한 PQ 서비스 시장 유지에 도움을 준다.

이 최종 사용자 영역은 최소 정전 시간에 크게 의존한다. 일반적으로 PQ 보장 프로그램은 중요한 부분이다. 때때로 장비 구매자들은 고장의 원인이 전력이라고 불평한다. 그러나 대부분의 경우에 유틸리티 전력은 책임을 가지고 있으며 다른 관점에서 검증하기 위해 설비 특성을 향상시키고 있다.

이것은 미지 문제와 트랙 외란을 해결하기 위한 전력 경감 장비 설치에 있어서 무선과 IT 사용자에게는 일반적인 것은 아니다. 만약 설비가 동작하지 않는다면 설비 관리자들은 종종 설치된 전력 경감 장비가 PQ 문제를 해결하지 못하거나 새로운 문제를 야기할 것으로 인식하고 있다.

우주와 방위 최종 사용자 시장
우주와 방위 최종 사용자 중에서 응용과 갱신 비율에 의존하는 PQ 서비스와 지원에 대한 수요가 변화하고 있다. 이 응용들은 가장 최적이며 높은 효율 시스템을 유지하기 위한 완전한 서비스 솔루션 항목에서 선행을 취하는(비밀 통신 시스템과 라이다/소나 검출 장치를 포함한) 다른 것보다 중요하다. 전력 요동 또는 정전의 다른 형태는 중요한 임무 응용 그룹에서는 수용될 수 없다.

PQ 서비스를 국방성(DoD:Department of Defense)에 사용할 수 있는가는 다른 예이다. 국방성은 현재 미국과 해외에서 많은 시험, 평가, 훈련 설비를 운영하고 있다. 이러한 임무의 특성으로 인해 이 설비들은 유틸리티 그리드로부터 분리되어 종종 원격으로 동작한다.

이 설비들에서 전력에 대한 선호 선택은 역사적으로 유인 디젤 발전기이다. 이 원격 무선 설비를 운전하는데 요구되는 전력인 2000Gwh 발전을 위해 매년 약 3억5000만 갤론의 디젤 연료가 연소될 것으로 추정된다.

National Park Service(국립 공원 관리 사무소)와 USDA Forest Service(산림 관리 사무소)를 포함한 다른 연방 기관들은 원격 전력의 필요성에 대해 디젤 발전기를 잘 이용하고 있다. 디젤 발전기의 발전은 환경에 있어서 비싸며 불리하다고 말할 수 있다.

이 백업 전력 시스템이 태양광이나 배터리에 기반한 시스템으로 변환해 처리하는 계획에 따라 개발되고 있다. 발전기 이용과 효율 증진 전력 처리 그리고 배터리 에너지 저장을 가진 디젤 발전기로부터의 전력에 대한 논쟁은 보다 낮은 연료 소비와 보다 낮은 운전 시간의 결과로 나타났다.

PQ 서비스는 시스템 운영의 평가를 제공하기 위해 하이브리드 백업 시스템도 요구한다. 국방성은 배터리 기반 백업 전력 시스템을 포함한 일반적으로 이들 변경과 디젤 발전기의 효율적이며 신뢰성 있는 변경을 요구한다.

이 시스템들은 가장 안정하고 사용 가능한 전력을 시스템이 만드는 것을 보장하기 위한 연속적인 유지 보수 계획을 통해 설비 고장을 예방하는 것을 요구한다.

결론
오늘날의 중부하 데이터 센터나 공동 위치에 대한 강화된 신뢰성에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 이는 궁극적으로 PQ 서비스 시장에 영향을 미친다. 유틸리티 그리드는 거의 99.9%가 종속적이다. 그러나 이 의존성 비율은 1년에 약 8시간의 정전 시간과 같다. 중요한 임무 응용에 있어서 이러한 정전 비율은 용납될 수 없다.

평균 소비자에 있어서 이 정전 시간은 용인될 수 있다. 그러나 항공기 예약 센터, 신용카드 운용 또는 중계 회사조차도 이러한 정전 시간의 결과는 고객의 잠재적인 손실을 추가하는 비효율적이며 높은 수준으로 생각하고 있다. 예를 들어 만약 유틸리티 수준에서 중계 회사의 오동작으로 인해 2시간 동안 정전됐다면 이 소비자는 2시간에 약 100만달러의 잠재적인 손실을 가지게 될 것이다.

Power Quality Equipment & Monitoring Market Opportunities(전력 품질 장비와 감시 시장 기회)에 대한 보다 자세한 정보를 원한다면, Frost & Sullivan의 최근 보고서인: North American Power Quality Equipment and Services Markets: Opportunity Analysis #A325-27(북미 전력 품질 장비와 서비스 시장: 기회 분석)을 참고하기 바란다.

이 설명에 대한 보다 자세한 정보가 필요한 경우에는 sbradford@frost.com으로 접촉하기 바란다.

한국과학기술정보연구원

순간전압강하 평가지수 및 적용현황

순간전압강하 증가세 -에너지 신문 2007.1.4 보도기사

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