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kVA(피상전력)와 kW(유효전력) 모두 전압과 전류의 곱으로 만들어집니다.
여기서 차이점을 한 마디로 말하면 위상차에 의해 변한다는
사실이죠.
저항 부하인 경우 전압과 전류는 동상이므로 전력은 P=VI [W]가 됩니다.
그렇지만 Motor나 백열등 같은 각종 부하는
보통 저항과 리액턴스 성분을 함께 가지고 있으므로 전압과 전류 사이에는 위상차가
생깁니다.
전류는 전압과 동상인 성분과 전압보다 위상이
π/2 [rad]이 뒤진 성분으로 분해되는데 이 때 부하에서 소비되는 전력은 VIcosθ로
됩니다.
여기서 VI를 피상전력(apparent
power)이라 합니다.
즉, 피상전력은 역률(cosθ)을 고려하지 않고 단지 전압과 전류의 실효값을 곱한 것으로 교류 전원의 용량을
표시하는데 사용됩니다.
어떤 제품의 피상전력과 전압을 알면 그 제품에 흐르는 최대 전류를 알 수 있겠죠?
전력 P=VIcosθ
[W]는 피상전력 중 부하에 유용하게 이용되는 전력으로 이것을 유효전력(effective power)이라고
부릅니다.
무효전력(reactive power)이라 함은 코일이나 콘덴서 등에 저장되었다가 다시 전원에 돌려지기만 하고 전력으로 이용되지는
않습
니 다.
무효전력은 이렇게 표현되죠. P=VIsinθ [Var]
송전 계통의 효율을
높이기 위해서는 어떻게 해야 하나.
유효전력을 증가시키면 되겠죠?
부하의 리액턴스 성분이 클수록 역률은 작아지고 유효전력도 작아지게
됩니다.
부하의 저항 성분이 커지게 되면 역률이 커지고 더 큰 유효전력이 전달됩니다.
그러므로 역률이 낮은 부하에 일정한 전력을
공급하려면 전원의 용량을 크게 하여 더 많은 전류를 흘려줘야 합니다.
그러나 더 많은 전류가 회로에 흐르게 되면 열손실이 증가하게 되고
전선도 굵어져야 하므로 회로의 효율이 나빠질뿐더러 경제성도
떨어지게 됩니다.
따라서 효율을 높이기 위해서는 부하 전류가 최소가 되도록
하여야 합니다.
역률 개선이라 함은 부하의 역률을 1에 가깝게 높이는 것을 말합니다.
대부분의 부하는 부하 전류의 위상이
부하에 걸리는 전압보다 뒤진 유도성 부하이므로 소자에 흐르는 전류의 위상이 소자에 걸리는
전압보다 앞서는 용량성 부하인 콘덴서를 첨가하여 역률을
개선합니다
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