[전력시스템] 무효전력, 유효전력, 피상전력 뜻과 개념 정리

손실이 나면 무효전력! 피상전력은 만들어지는 전력, 유효전력은 실제 쓰이는 전력

 

◈매 포스팅마다 언급하겠지만 수식적인 이해보다는 내가 이해한 내용의 개념위주로 정리하겠습니다.

자세한 수식은 언제나 서적으로 공부하는게 베스트입니다.

다만 혹시 이 포스팅을 볼 분들에게 '개념적'으로 조금이나마 도움을 주고싶습니다

 

이번 포스팅은 전력이 만들어지는 손실 등과 얼만큼 전달되는지를 나타내는 피상전력, 유효전력 무효전력이다.

 

◈저 멀리서 바닷가 근처에서 만들어진 전기, 전력은 어마 무시하게 길고도 긴 고압선들을 타고 도심까지 온다.

필연적으로 그 과정에서 '손실'이 발생하게 된다. 물론 이론적이라면 만들어진 전력과 우리 도심 근처에서 쓰이는 전력이 같겠지만(이론상 같다고 본다. 단위는 물론 다르다) 

현실에선 도선의 저항이라던지 손실이 발생하므로, 그 값을 정확하게 계산해내고자 하는게 무효, 유효 전력의 개념의 시작이다.

 

피상전력, 유효전력, 무효전력

 

◈긴말 없이 바로 설명하겠다.

-> 교류 파형으로 전달되므로 수식에 cos, sin이 들어감.

-> 오일러의 법칙을 사용하면 삼각함수를 복소수 영역에서 풀이가 가능해짐.

-> 피상전력(Apparent Power, 단위 VA)은 실제 발전기에서 만들어지는 전력의 크기임

->무효전력(Reactive Power, 단위 VAR)은 전달되는 도중 사라지는, 손실, 무효 전력임

커패시터나 인덕터의 영향으로 허수부의 표현으로 수식이 쓰이기 때문에 해당 부분을 무효전력으로 본다.

->유효전력(Active Power,단위 VA)은 실제로 부하단에서 쓰이는 전력이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

생산된 양(피상전력 S)에서 얼만큼의 손실이 생기고(전력이 사라지고, 무효 Q되고), 실제 전력으로 쓰이는지(유효전력 P)에 대한 개념들이다.

 

피상전력, 유효전력, 무효전력, 결국 손실에 관한 개념들이다.

 

아, 전력 값이니 당연히 단위는 모두 전압과 전력을 곱한 수식이다. 다만, 3가지 변수를 서로 비교하기 위해 단위표기법만 바꿨을 뿐.

-> 이론상 무효전력이 없다면= 허수부가 없다면 = 무효전력 Value가 0이라면, 각도(세타)도 0도가 된다.

-> 각도가 0도이면, 피상전력과 유효전력 값이 같다!  S=P!

-> 하지만 현실에선 그럴 일 없으므로 각도가 존재하며 cos(θ)를 역률, Power factor로 칭한다.(무조건 손실 발생)

-> 역률이 1이면, 각도가 0이고, 비율이 1!  (COS(0)=1)

손실제로! 이상값! 으로 표현된다. 당연히 1에 가까울수록 좋은거고.

S=P+jQ로 표현되며, S의 크기는 당연히 피타고라스로 S^2=P^2+Q^2을 해주시면 된다.

 

◈P와 Q에 대해선 전력방정식, 쉽다면 쉽고 복잡하다면 복잡한 수식들이 기다리고 있으니 해당 부분은 원서를 참고해주시는게 속편하다.

 

◈혹시 허수부의 표현이 이해가 되지 않는다면, 커페시터와 인덕터의 임피던스(리엑턴스) 수식까지 참고하여 계산해본다면 조금은 이해가 빠를 것 같다. 

 

[회로이론, 전자공학] 인덕터(Inductor)란? 페러데이 법칙?

 

 

[회로이론, 전자공학] 커패시터(Capacitor)란?

 

진짜 개념 한줄 정리하자면

피상전력 S는 실제 발전기에서 만들어진 전력

무효전력Q는 도중에 오면서 손실되는 전력

유효전력P는 실제로 부하에 쓰이는 전력입니다.

 

물론 부하단의 인덕터 성분에 의해서 어느정도 무효전력이 언제나 일정량 유지되지만,

그걸 알고있으면 해당 포스팅 정돈 이해하시는 분들이기 때문에 그냥 넘어가겠습니다.

 수식적인 내용은 다루지 않겠다.

#와이디 생각

- 개념만 적어도 어려워 보이지만 기분 탓입니다..