APFR (Automatic Power Factor Relay) - ANALOGUE

개     요

■ 특  징
   무효전력을 제거해 주는 전기여과기
■ 효  과 ( 성 능 )
   · 항상 95% 역률을 유지 시킴으로써  전력손실을 방지한다.
   · 무효전력을 배제하고 유효전력만을 흐르게 한다.
   · 기존 콘덴서 투입,개방을 수동에서 자동으로 개폐시킨다.
   · 기본 모델은 6BANK이나 수용가의 요구에 따라 증설 가능하다.
   · 역률 개선에 의한 전기요금 절감효과 (한국전력 전기공급규정 제44조 제①,②항)
     수용가의 역률이 90%를 초과하는 경우에는 95%까지의  초과하는 매 1%에 대하여
     기본요금의 1%씩을 감액하고 90% 미달하는 경우에는 1%씩을 추가한다.
     따라서 식으로 표시하면 다음과 같다.
                    전기요금 = 기본요금 + 전력량 요금
                    기본요금(원) = {계약전력 혹은 최대수요전력(KW)} ×
                                           {1+(90-역률(%))/100} × 단가 (원 / KWH)
                 전력량요금(원) = 사용전력량 (KWH) × 단가 (원 / KWH)
     단, 역률이 95%를 초과하는 경우에는 역률을 95%로 하여 계산한다.
     변압기의 철손, 동손을 감소하고 사용기기의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 고장율도 없어진다.
   · 무효전력 제어방식 및 역률제어방식은 다음과 같다.
     (1) 무효전력제어방식

콘덴서는 본래 그 용량에 동일한 지상 무효전력을 상쇄하므로 콘덴서의 제어방식도 무효전력에 의한 방식 이 가장 합리적이다. 부하의 무효전력이  설정치보다 큰 경우에는 콘덴서를 투입하고 무효전력이 줄어서 진상이 되면 콘덴서를 개방하는 방식이다.

 그림 1-1는 이 방식의 동작 상태를 나타낸 것이다.

그림 1-1 무효전력제어방식 동작도
     

가로축은 유효전력 세로축은 무효전력이며 편의상 부하변동을 나타내는 LF를 직선으로 가정한다. 최초에 OL에 해당하는 피상전력의 부하가 증가하여 Oa와 같이 투입선과 교차하면 콘덴서의 뱅크 C1이 투입된다. 따라서 전력은 Oa'로 되고 aa'의 길이는 콘덴서 1 Bank의  용량에 해당한다.
다시 부하가 증가하면 LF와 평행한 a'b선에 따라 변화하고 b점에 오면 콘덴서 뱅크 C2가 투입되어 b'점으로 이동한다.
이와같이 부하 증가시 차례로 콘덴서 뱅크가 투입되어 최대 부하시에 역률 0.95가 되도록 콘덴서 전용량이 설정되어 있으면 그림의 0.95선과 일치한다.  반면 부하가 감소하는 경우 f'd'선에 따라 변화시 차단설정치와 교차하는 e점에서 콘덴서 1 Bank를  개방하면 부하전력의 벡터는 Oe가 되며 부하 감소에 따라 e'  f   f'  g   g'을 거치면서 콘덴서가 개방되어 간다. 이 방식은 콘덴서 개폐에 의한 무효전력의 변화가 부하의 영향을 받지 않고 콘덴서 용량  에만 의존하는 것이 특징이다. 따라서 설정폭을 필요 최소한으로 할 수 있어 극히 섬세한 제어가 가능하다.

(2) 역률제어방식

그림 1-2는 역률제어방식의 동작도이다. 이 방식은 무효전력 제어방식과 마찬가지로 콘덴서를 포함한 부하의 역률을 검출하고 역률이 늦는 쪽에서 투입 설정값 이하가  되면 콘덴서를 투입하고 앞선 쪽에서 개방 설정값 이하가 되면 콘덴서를 개방함으로써 역률을 언제나 소정의 범위내에 들도록하는 방식이다.  일정량의 콘덴서 투입에 의하여 변화하는 역률의 양은 경부하일수록 커지기 때문에  콘덴서 투입에 의한 변화량이 설정폭보다 커지는 것은 어쩔 수 없다.  따라서 경부하시에는 콘덴서 투입을 Lock하여 유효한 설정폭을 확보할 필요가 있다.

그림 1-2 역율제어방식 동작도

즉, 역률제어방식은 역률검출기 뿐만아니라 적당한 경부하 Lock 기능을 구비하고 있는 것이 필요조건이  되고 있다. 역률제어방식은 역률을 항시 조정폭내에 유지되도록 하는 방식인데 콘덴서 각 Bank의 용량을 다르게 하여 대용량 Bank를 나중에 투입하는 것이 바람직하나 특정 Bank에 개폐가 빈번할 경우 각  Bank의 개폐 균등화가 곤란하다. 따라서 초기 투입된 콘덴서에 부담을 줄이기 위하여 Cyclic 방식을 채용한 것이 본 제품의 특징이다

사용방법

■ 본 장치는 사용하기 쉬우며 관리의 편리한 역률검출방식을 채용하고 있으므로 CONDENSER를
    多群(최대 6) 제어하는 것에 편리하게 사용된다

1) 특  징
    · 역률검출방식으로 역률의 개선과 감시가 1대로서 가능하다.
    · 1대로서 최대 6군의 CONDENSER의 CONTROL이 가능하다.
    · CONDENSER의 투입 상태를 한눈에 알 수 있는 LED 표시
    · MAGNET, CONDENSER의 사용률 평균화를 위해 투입, 차단은 cyclic 방식으로 CONTROL한다.
    · 자동,수동 전환 스위치를 각 BANK마다 설치되어 있으므로 만일 RELAY의 본체가 고장이 나더라도
      안심하고 사용할 수 있다.
    · 경부하시의 CHATTERING 방지회로를 내장하고 있다.
    · 역률 (투입,차단), 전류, 시간의 3요소가 연속가변으로 설정될 수 있다.
    · TIMER에 의해 부하의 순시 변동에 대하여도 안정 작동한다.
    · 투입 표시 및 전류에 의한 시동 판정을 표시한다.
    · 수동 투입 스위치로서 RELAY의 동작을 확인할 수 있다.
    · 3상, 단상 어느 쪽이든 사용할 수 있다.
    · COMPACT SIZE이므로 SPACE를 가질 수 있다.
 2) 검출 방식 : 역률검출방식
     차단 방식 : cyclic 방식
     복       귀  : 자동 복귀 방식
     제  어  수 : 1-6군
     표       시 : 역률(LEAD 0.5-1, 1-0.5 LAG), 전류시동
                      CONDENSER  투입상태, 전원
     수동스위치 : 수동 투입, ALL RESET, CONDENSER 투입 (자동, 절, 수동 ) 각  BANK마다
     부       담 : 전류 입력 0.1VA 이하 ,전압 입력 10VA이하
     특정  MODE : 역률 투입측 (LAG 0.5-1.0)    차단측 (LEAD 0.5-1.0)

                          동작시간 투입 , 차단 30-130초 (변경 가능)

                          전류 AC 0.5-5A
                          제어수  1-6 군
     입력 전압 : AC 220V, 110V±10% 60Hz
     입력 전류 : AC 0.5 - 5A (정격 )
     주위 온도 : -10C - +50C ( 단, 열리지 않을 것)
     상대 습도 : 45-85%
     제어 출력 : 출력접점 1a, 1군(AC 250V, 3A)
     연속통전용량 : 3A (저항부하)
     收納 CASE : 角形 봉입 CASE
     중       량 : 약 3Kg
3) 성   능
      역률설정 오차 : ±2%이내 (역률 0.8-1.0)
                             ±5%이내 (역률 0.5-0.8)
      온도의  영향 : ±2%이내 (역률 0.8-1.0)   -   20C ± 30deg
                            ±4%이내 (역률 0.5-0.8)   -   20C ± 30deg
      전압의  영향 : ±1%이내 (역률 0.5-0.8) 정격 전압의 ±10%
      전류의  영향 : ±2%이내(역률 0.5-1.0)  정격 전류의 ±30% - 100%
      주파수의 영향 : ±2%이내(역률 0.5-1.0) 정격 주파수의 ±5%
      절연 저항 : DC 500V  MΩ로 전기 회로와 外箱間 50MΩ 이상
      내  전  압 : AC 1,000V(60Hz) 1분간 접점 회로와 외상간
      SERGE  입력  : 1×40 μs300V 전압 입력 회로(JEC-187)
      순시과부하耐量 : 정격 전압의 1.5배로 5초간 1회 (전압 입력 회로)
      정격 전류의 20배로 2초간 1회 (전류 입력 회로)
      耐振性 : 16.7Hz 復振幅 4mm 3방향각 60분간 (JIS C 0911)
4) 각 부의 명칭과 성능

(1)표면 PANEL의 설명

 

<표면 PANEL의 설명>

          ① 역률표시  METER : 역률의 LEAD, LAG를 표시한다.
          ② 역률 설정(차단) : 진행 역률로 된 때에는 진행하고 있는 CONDENSER를 차단하는 역률을
                                        설정한다.
          ③ 역률 설정(투입) : 늦은 역률일때에는 CONDENSER를 투입할 역률을 설정한다.
          ④ CONDENSER 설정: 제어할 CONDENSER
群의 수를 설정한다.
          ⑤ CONDENSER 투입 표시 : Condenser 투입상태를 LED로 표시한다.
          ⑥ 切換 스윗치 : RELAY 회로의 절환 (자동, 절, 수동)을 표시한다.
          ⑦ ALL RESET  : 다른 조건에 관계없이 전부 RESET한다.
          ⑧ 수동투입  : 누른 상태에서 설정시간마다 역률, 전류 설정에 관계없이 Condenser가 투입된다.
          ⑨ 동작 시간 : Condenser 투입 및 차단 될 때까지의 시간을 설정한다.
          ⑩ 전류 설정 : 경부하시의 CHATTERING 방지를 위해 Relay의 시동전류를 설정한다.
          ⑪ 始動 표시 :  "点燈時에는 전류 설정 LEBEL 이상, 消燈時에는 설정 LEBEL  이하"라는 것을 표시
                                 한다. 이 표시가 消燈時에는 실부하가 역률설정의  범위외에는 Relay가 작동하지 않는다.
          ⑫ 전원 표시 : 본 장치의 전압이 투입되는 것을 표시한다.

(2)표면 PANEL

 

        <표면 PANEL의 설명>          

         ① 출력 접점 : COM 공통의 1a,1群으로, 6접점의 출력 접점이다.
         ② 전압 입력 단자 : 220V,110v의 입력 단자로서 전압과 공통으로 되어 있다.
         ③ 전류 입력 단자 : CT의 전류 신호를 접속하는 단자이다.
                                     ( K측, L측의 접속 을   주의하여 주십시오)
         ④ 3상, 단상절환단로단자 : 접속전로에 의하여 단락 CODE를 접속한다.
                                                 (3상 , 1상  어느 쪽이든 접속하지 않으면 동작하지 않는다.)

5) 외  형

6) 조작 방식
     (1) 역률 설정 (투입,차단)을 한다.
          투입 설정 : 개선 목표의 역률을 설정한다.
          차단 설정 : 역상의 경우 차단의 역률을 설정한다.
     (2) 전류를 설정한다.
          경부하시의 CHATTERING 방지를 위해 경부하시의  RELAY가 작동하지 않도록 전류를 설정한다.
     (3) 작동 시간을 설정한다.
          RELAY가 가동해서부터 CONDENSER가 투입 또는 차단될 때 까지의 시간을 설정한다.
          · 투입 역률 설정: 0.90-0.93 정도
          · 차단 역률 설정: 0.90-0.95
          · 전류 설정 : 0.5A-2.0A 정도
          · 동작 시간 설정: 70 sec
      (4) CONDENSER 群을 설정한다.

           CONDENSER의 사용 BANK에 의해 1-6 群을 임의로 설정한다.
      (5) 切換 스위치를 설정한다.
           사용할 BANK의 스위치를 자동으로 한다. 사용하지 않는 BANK의 스위치는 필히 '절'로 해 주십시오.
      (6) 접속의 확인

수동 투입 스위치를 누르면 회로의 역률, 전류에 관계없이 RELAY가 동작되어 CONDENSER가 차례로 투입 될 때 까지 확인한다. 그 후 ALL RESET 스위치를 눌러 CONDENSER가 개방되는 것을 확인한다.

 

7) 結線圖(결선도)

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