에너지를 절감하고 에너지 낭비를 최소화하는 것은 에너지 사용의 가장 중요한 측면 중 하나입니다. 어떤 업종에 종사하든 에너지 절약을 모색한다는 것은 전력 소비율을 조사하고 전력 품질 관리 에너지 절약 계획을 수립하는 것을 의미합니다.
전기 에너지 소비 벤치마킹
전력 품질 관리 프로그램을 개발하는 첫 번째 단계는 시설 전체의 현재 전기 에너지 소비를 벤치마킹하는 것입니다. 초기 조사를 통해 일반적으로 주말에 문을 닫고 가동 중단할 수 있는 구역과 같이 쉽고 빠르게 시작할 수 있는 솔루션을 찾을 수 있습니다. 보조 전기 난방, 켜져 있는 조명 및 컴퓨터와 같이 대규모 설비 외에서 에너지 사용에 기여하는 영역을 추적합니다.
이러한 즉각적 성과를 확인하고 구현한 후에는 건물이나 캠퍼스 전체에서 더 자세한 연구를 계속하십시오. Fluke 1777 3상 전력 품질 분석기를 사용하여 해당 지역의 자산에 대한 부하 조사를 실행하십시오. 이러한 측정을 통해 일부 시스템을 야간 비가동 시간에 끌 때 상당한 에너지가 절감되는 것을 확인할 수 있습니다.
고급 전력 품질 고려 사항
에너지 소비 감소 과정의 다음 단계는 에너지 낭비가 어디에서 발생하는지 살펴보는 것입니다. 집중해야 할 영역 중 하나는 도체의 손실입니다. 전류가 도체를 통해 흐르면 생성된 에너지 중 일부가 열로 낭비되는 에너지로 바뀝니다. 이 문제를 평준화하는 방법을 알아내는 것은 전달된 전력을 나타내는 기본 I2R 방정식으로 돌아갑니다. 이는 2가지 가능한 방안을 남깁니다. 전류 흐름(I)을 줄여 kW를 낮추거나 저항(R)을 줄입니다. 그런데 둘 다 문제가 있습니다.
- 전류(I)를 낮추면 부하가 올바르게 작동하지 않습니다.
- 저항(R)을 낮추려면 구리 또는 알루미늄 도체를 설치해야 하기 때문에 더 많은 비용이 들 수 있습니다.
그렇다면 최선의 방안은 무엇일까요?
바로 도체 크기 조정을 고려하십시오. 미국 전기 규범(NFPA 70 또는 NEC 100)은 도체 크기에 대한 많은 지침을 제공하며 거의 모든 상황에 이상적인 도체 크기를 설명합니다. 도체 크기 조정에 대한 주요 고려 사항은 가장 적절한 절연재로 도체의 안전한 작동을 보장하는 것입니다. 이것은 길이, 단면적 및 필요한 예상 전류 정격에 따라 달라질 수 있습니다. 이것은 일반적으로 에너지 손실을 2% 이하로 최소화하고 도체에서 허용할 수 있는 수치 내에 있는 전압 강하를 제공할 수 있습니다. 몇 가지 추가 가능성은 고효율 부하를 설치하는 것입니다. 모터가 현재 용도에 비해 너무 큰지 확인하는 것을 고려하십시오.
낭비되는 전력
이 코드와 지침은 새 작업을 시작할 때 유용하지만 케이블 설비가 완료되고 부하가 설치되면 항상 이상적으로 되는 것은 아닙니다. 시간이 지남에 따라 장비는 추가 또는 조정, 이동 및 노후화로 변경될 수 있으며, 이 모두는 에너지 낭비에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 에너지 낭비가 발생할 수 있는 주요 영역은 전력 품질 즉, 전압 조정, 고조파, 역률 및 불균형한 부하와 관련이 있습니다.
전압 조정
전압 조정은 전압에 의존하는 부하에서 에너지 소비를 줄이기 위한 것입니다. 이는 에너지를 절감하기 위해 장비 제조업체의 사양 내에서 전압 레벨을 줄이거나 제어함으로써 이루어집니다. 보다 효율적인 부하가 변압기에 설치됨에 따라 시스템의 전압이 상승하거나 잘못 제어될 수 있습니다.
전압 조정 문제를 파악하려면 Fluke 1777 전력 품질 분석기를 사용하여 과도 전압 및 전압 불균형을 찾으십시오. 두 가지 문제 모두 고장, 예기치 못한 가동 중단 및 값비싼 수리로 이어질 수 있습니다.
고조파
고조파는 전압과 전류를 왜곡하여 전압에 대한 이상적인 사인파가 유지될 수 없게 영향을 줍니다. 전기 시스템에서 가장 잘 알려진 고조파로 인한 문제 중 하나는 고조파로 인하여 도체에서 발생하는 과도한 열입니다. 잘 알려진 "3차 고조파"로 인하여 위상 및 중성선 도체가 과열됩니다.
추가 열은 케이블 배선, 모터 권선 및 변압기에 문제를 일으킵니다. 과열은 심각한 손상이나 완전한 고장을 유발할 수 있으며, 어느 쪽이든 예기치 못한 가동 중단과 값비싼 수리로 이어질 수 있습니다. 각 차수별 고조파를 측정하고 진단하려면 Fluke 1770 시리즈 3상 전력 품질 분석기를 사용하십시오.
불균형한 부하
3상 모터의 경우 불균형은 장치 성능을 저하시키고 수명을 단축시킵니다. 모터 고정자 단자의 전압 불균형은 전압 불균형에 비해 지나친 위상 전류 불균형을 유발합니다. 불균형한 전류는 차례로 토크 맥동, 진동 및 기계적 응력 증가, 손실 증가, 모터 과열로 이어집니다. 이러한 각 효과는 에너지를 소비하며, 이제 와트(W)로 정량화할 수 있습니다. 불균형한 낭비 전력을 진단하고 측정하려면 Fluke 1777 3상 전력 품질 분석기를 선택하십시오.
전력 품질 연구의 이점
전력 품질 연구에서 에너지가 낭비되는 영역이 밝혀지면 문제를 해결하기 위한 조치를 취할 수 있습니다.
- 벤치마크에 대해 계속 측정하고 문제가 발생할 때 이를 포착할 수 있도록 예방적 유지보수 루틴을 설정하십시오.
- 시설의 고조파 왜곡을 생성하는 부하에 고조파 필터를 설치하십시오.
- 불균형의 원인을 해결하십시오. 이는 기계적 불균형 문제가 있는 대형 모터의 수리 또는 교체 일정을 설정하는 것을 의미할 수 있습니다.
- 불균형한 부하 문제를 완화하십시오. 경우에 따라 단상 부하를 조정하여 위상 전체에 더 균등하게 분산되도록 할 수 있습니다.
- 필요한 경우 끊어진 퓨즈를 교체하십시오. 3상 역률 개선 커패시터 뱅크에서 끊어진 퓨즈도 문제를 일으킬 수 있습니다. 간단히 퓨즈를 교체하기만 하면 심각한 불균형을 해결할 수 있습니다.
전력 품질 연구에서는 에너지를 절감하고 시설 전체의 문제로 인한 에너지 손실을 줄이며 에너지 비용을 낮추기 위해 무엇을 할 수 있는지 강조합니다. 전력 품질 모니터링을 통해 경험하고 있는 문제가 어디에서 발생하고 이를 어떻게 해결해야 하는지 알 수 있습니다.
에너지 절감 외에도 전력 품질 연구는 다음과 같은 몇 가지 추가 이점을 제공하는 것으로 나타났습니다.
- 중대한 중단을 유발할 수 있는 자산의 잠재적 장애 지점 발견
- 연속적인 문제로 이어질 수 있는 장비 오작동 발견
- 부적절하게 설치되어 간헐적으로 트립되기 쉬운 차단기를 발견