FAQ

피상 전력과 무효 전력을 계산하는 수식 선택하기



전력에는 몇가지 타입이 존재 한다. - 유효 전력, 무효 전력, 피상 전력

일반적으로 다음과 같은 방정식을 따른다:

유효 전력 P = UIcosθ (1)

무효 전력 Q = UIsinθ (2)

피상 전력 S = UI (3)



추가적으로 , 위의 전력 값들은 다음과 같이 서로 관련되어 있다:

(피상 전력 S)2 = (유효 전력 P)2 + (무효 전력 Q)2 (4)



U: Voltage RMS

I: Current RMS

θ: Phase between current and voltage

   3상 전력은 각 위상의 전력 값의 합과 같다.



이처럼 정의된 방정식은 사인파에서만 유효하다. 최근에는, 왜곡된 파형의 측정이 증가되는 추세이며, 사용자들은 사인파 신호를 보다 덜 측정하고 있다. 왜곡된 파형 측정은 위에서 정의된 방정식을 선택하는 것으로 유효 전력, 무효 전력의 다른 측정 값을 제공한다. 또한, 왜곡된 파형에서는 정의된 방정식이 없는 관계로, 어떠한 방정식이 정확한지 분명하지가 않다. 따라서, WT3000에서는 피상 전력, 무효전력 등을 계산하기 위한 3가지 공식이 제공된다.



TYPE 1 (구형 WT 시리즈 모델의 일반 측정 모드에서 사용)

이 방법은 방정식(3)을 통해 각 위상의 피상 전력을 계산하고, 각 위상의 무효 전력은 방정식 (2)를 통해 계산된다. 그 다음, 결과를 전력을 계산하기 위해 더하게 된다.

3상4선식 유효 전력: PΣ=P1+P2+P3

3상4선식 피상 전력: SΣ=S1+S2+S3(=U1×I1+U2×I2+U3×I3)

3상4선식 무효 전력: QΣ=Q1+Q2+Q3



TYPE 2

각 위상의 파상 전력은 방정식(3)으로 계산이 되고, 그 결과는 3상 피상 전력(Type1과 동일) 계산을 하기 위해 가산된다. 3상 무효 전력은 3상 피상 전력과 3상 유효 전력으로 부터 방정식(4)를 이용하여 계산한다.

3상4선식 유효 전력: PΣ=P1+P2+P3

3상4선식 피상 전력: SΣ=S1+S2+S3(=U1×I1+U2×I2+U3×I3)

3상4선식 무효 전력:



TYPE 3 (WT1600과 PZ4000의 하모닉 측정 모드에서 사용되는 방식)

이 방식은 방정식(2)를 사용하여 직접적으로 각 위상의 무효 전력을 계산하는 유일한 방식이다. 3상 피상 전력은 방정식(4)를 통해 계산이 가능하다.

3상4선식 유효 전력: PΣ=P1+P2+P3

3상4선식 피상 전력:

3상4선식 무효 전력: QΣ=Q1+Q2+Q3



또한, 역률은 P/S로 계산이 된다. 피상 전력과 무효 전력을 위한 방정식 Type을 선택하게 되면, 3상의 총 역률 λΣ 도 변경된다.



보충자료:

<TYPE 1>

기존의 WT 시리즈에서 사용된 일반 모드 방정식과 동등하다.(WT1600, WT2000, etc.).

QΣ=Q1+Q2+Q3 



*s1, s2, s3 는 각 위상의 무효 전력 Q1, Q2, Q3의 극성을 표시하고 있다. 전류가 전압을 앞서거나, 뒤쳐질 때, "-" 부호(무효 전력이 음의 값)를 갖거나, "+" 부호(무효 전력 양의 값)를 가지게 된다.

QΣ 는 각 위상의 Q1, Q2, Q3를 부호와 함께 연산되게 된다.

TYPE1 에서 파형이 왜곡된 경우, 극성 검출(진상/지상 판정)이 실패할 수 있으며, 그 결과, QΣ 값이 정상적으로 연산되지 못할 가능성이 있다. 극성 검출을 위해 필요한 다음과 같은 사양이 카달로그에 기재되어 있다.

WT3000의 진상/지상 검출 사양:

전압과 전류 신호가 모두 사인파이고, Range Rating의 50%(Crest Factor 6에서는 100%), 주파수는 20Hz ~ 10kHz, 위상각은 ±(5°to 175°) 이상 일 경우, 위상의 진상, 지상 검출이 정확하게 이루어진다.



<TYPE 2> (진상 위상 / 지상 위상 검출 오류에 의존하지 않는 새로운 방식)

Type 2에서는 방식이 바뀌어, QΣ 가 SΣ 와 PΣ 로 부터 연산되어 지기 때문에, 이 문제는 더이상 발생하지 않는다.





예를 들어,

전류 파형 왜곡 → TYPE1과 TYPE2에 역률의 효과를 확인하기 위해, 스위칭 전원에 고조파 전류 대책으로서 역률을 개선하기 위해 적용된다.



<TYPE 3>

하모닉 측정에 대한 무효 전력 직접 측정 모드(WT1600, PZ4000과 동일).

이 모드는 하모닉 측정을 포함하고 있으며, 측정은 각 하모닉 요소에 대해 할 수 있다. 결과는 각 주파수 요소를 반영하고 있는 관계로, 각 차수의 무효 전력 Q 는 정확하다. 또한, QΣ 는 간단한 합산이므로, 각 차수의 QΣ 또한 정확하다. 하모닉 요소의 유효 전력 및 무효 전력은 연산되어 지기 때문에, 이 모드는 차수별 위상값의 보다 정확한 연산이 가능하다.