1. 고조파(Harmonics)와 서지(Surge)의 기본 차이
|
구분 |
고조파 (Harmonics) |
서지 (Surge) |
|
정의 |
교류 전력에서 비선형 부하로 인해 발생하는 |
매우 짧은 시간(나노초~마이크로초) 내에 발생하는 |
|
기본파의 정수배 주파수를 가지는 전압·전류 파형 |
고전압·고전류 임펄스, 순간 과도현상 |
|
|
원인 |
전력변환기기(인버터·정류기), 전력전자장치 등 |
낙뢰, 스위치 동작, 대형 부하 차단, 유도 등 |
|
영향 |
설비 손상, 발열, 전력손실, 오동작, 통신장애 |
절연파괴, 정밀설비 고장, 오작동, 통신/제어장치 피해 |
|
파형특성 |
일정하고 주기적인 파형(주로 3차, 5차 등) |
비정상적이고 비주기적이며 매우 단시간적 |
|
주파수 |
60Hz(기본파)의 정수배(120Hz, 180Hz 등) |
매우 넓은 대역(수㎑~수십㎒), 전형적 고주파 임펄스형 |
|
지속/발생 |
장시간 또는 연속적으로 계통에 존재 |
순간적(μs~ns), 불규칙 |
2. 주요 기술 기준
(1) 고조파 기술 기준
-
국내 기준
-
한국전력공사 전기공급 기본약관 시행세칙, 전기안전관리법, KDS 31 60 10 등 적용
-
배전계통에서 전압 고조파 왜형률(THD) : 5% 이하
-
주요 차수별(예: 5, 7, 11차 등) 개별 고조파 전압 비율 기준 적용
-
66kV 이하 3.0%, 69kV~161kV 1.5%, 161kV 이상 1.0% 등 차등 적용
-
허용 기준치 초과시 보호장치(필터, 리액터 등) 설치 의무
2.국제 기준
-
IEEE Std. 519-2014(미국):
-
전압 THD(종합고조파 왜형률) 5% 이하(69kV 미만), 고조파 차수별 개별 기준
-
전류 THD(종합전류왜형률)는 부하 조건에 따른 다양한 기준3
(2) 서지(Surge) 기술 기준
-
기술적 정의 및 적용규격
서지는 순간적으로 발생하는 과도전압/전류로, IEC 61643 시리즈(SPD 국제표준), 한국산업안전보건공단 SPD 설치지침 등에서 규정
서지보호장치(SPD, Surge Protective Device)는 과도적 과전압을 제한하고 서지전류를 분산/차단하는 것이 목적
-
시험 및 성능
주요 기준: IEC 61643-11, 61643-31(태양광/DC용), 61643-41(ESS용)
낙뢰 임펄스(1.2/50μs, 8/20μs 기준), 최대 허용 전류 등
SPD는 설치 위치(zone), 보호등급, 시험 파형, 누설전류, 내환경성 등으로 평가
3. 정리
-
고조파는 장시간 존재하며 주기적, 설비 내 장기적 악영향을 주므로 THD 및 차수별 엄격한 관리 기준이 요구됨
-
서지는 극히 순간적이지만 고에너지의 과도현상으로, 전자기기 보호를 위해 SPD설치 및 국제 규격에 따른 성능시험이 필수
-
두 현상 모두 직·간접 설비 피해를 유발하므로, 기술 기준에 부합하는 사전 대책 및 설비 유지관리가 중요함
|
구분 |
적용기준 |
전압기준(THD) |
시험/설치기준 |
|
고조파 |
IEEE 519, KDS 등 |
5% 이하(저압기준) |
필터, 리액터, 품질분석기 |
|
서지 |
IEC 61643 등 |
짧은 임펄스(8/20μs 등) |
SPD, 라이트닝아레스터 |
설비별 고조파·서지 관리 기준 준수 여부는 미리 점검하고, 현장 조건에 맞는 보호장치와 감시·분석 시스템 적용이 권장됩니다.
Surgefree