1. 직렬리액터란 무엇인가?
직렬리액터는 말 그대로 회로에 직렬로 연결되는 리액터다. 전기적으로는 인덕턴스(L, 리액턴스)를 가지는 코일 형태로 되어 있으며, 전류의 변화에 저항하는 성질을 갖고 있다. 이 특성을 활용하여 회로에 흐르는 과전류를 제한하거나, 기동 전류 억제, 고조파 필터링, 단락전류 제한 등의 역할을 한다.
리액터는 일반적으로 세 가지 형태로 구분할 수 있다:
- 직렬리액터(Series Reactor)
- 병렬리액터(Shunt Reactor)
- 접지리액터(Grounding Reactor)
이 중에서도 직렬리액터는 전류를 직접 제한하는 역할을 하기 때문에 보호 및 제어 측면에서 매우 중요한 장비다.
2. 직렬리액터의 주요 기능
(1) 단락전류 제한
변전소나 배전 시스템에서 단락 사고가 발생하면, 매우 큰 전류가 흐른다. 이런 순간적인 고전류는 변압기, 케이블, 차단기 등의 설비에 큰 부담을 준다. 직렬리액터는 이런 순간적인 단락전류를 제한하여, 설비의 기계적·열적 손상을 줄여주는 역할을 한다.
(2) 기동 전류 억제
모터를 기동할 때 초기 전류가 정격전류의 5~7배까지 증가할 수 있다. 이 기동 전류는 계통에 전압강하를 유발하고, 다른 설비에 영향을 미칠 수 있다. 직렬리액터를 설치하면 기동 전류를 자연스럽게 제한할 수 있어 계통 안정성을 높일 수 있다.
(3) 고조파 차단 및 감쇄
현대 전력 시스템은 인버터, UPS, LED 조명 등 비선형 부하가 많아 고조파가 많이 발생한다. 고조파는 설비의 과열, 오동작, 통신 장애 등을 유발할 수 있는데, 직렬리액터는 특정 주파수의 고조파에 대한 차단 효과를 가져, 계통의 전기적 품질(Power Quality)을 높이는 데 기여한다.
3. 직렬리액터의 구조 및 설치 위치
직렬리액터는 일반적으로 철심 없이 공심(Air-core) 구조로 제작되며, 절연, 냉각 설계가 중요한 요소다. 고압 계통에서는 절연유 절연 방식을 사용하는 경우도 있다. 전력 설비에서 설치 위치는 다음과 같다:
- 변압기 1차측 또는 2차측
- 모터 회로 전단
- 콘덴서 뱅크 직렬
- 배전반 내부 회로
이 위치는 리액터의 목적에 따라 결정되며, 전압 강하, 전력 손실, 유지보수 용이성을 함께 고려해야 한다.
| 항 목 | 내 용 | 설 명 |
| 형식 | Out Door | 실외형 리액터 |
| 상수/주파수 | 3상, 60Hz | 3상 전력 시스템에서 60Hz 주파수 |
| 회로전압 | 22.9 kV | 최대 전압이 22.9킬로볼트(kV)임 |
| 정격전압 | 793 V | 리액터의 설계 전압 |
| 정격전류 | 126 A | 최대 전류가 126 암페어(A) |
실제사례 : 콘덴서 뱅크 보호용 SR
많은 산업 현장에서 무효전력을 보상하기 위해 콘덴서 뱅크를 운용한다. 하지만 콘덴서는 고조파에 취약하고, 돌입 전류로 인한 손상이 우려된다. 이 때 직렬리액터를 함께 설치하면:
- 돌입 전류를 제한하고
- 콘덴서의 수명을 연장하며
- 고조파로 인한 공진을 방지
하는 효과를 얻을 수 있다. 실제로 국내 대기업 반도체 공장에서는 고조파 문제로 인해 콘덴서가 빈번하게 고장났으나, 직렬리액터 설치 후 1년간 무고장 운전을 기록한 사례가 있다.
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