% 임피던스의 의미

[본 포스팅은 제가 학습하여 이해하고 있는 내용을 바탕으로 작성되었습니다]

 

% 임피던스의 의미

 

전기기사나 전기공사기사를 공부하다 보면

%임피던스 계산문제가 종종 나옵니다.

 

그런데 % 임피던스가 왜 필요한지

왜 이걸 배우는지 항상 의문이였는데

정확한 개념이 무엇이고 왜 필요한지 한번 정리하였습니다.

 

% 임피던스의 정의는 이렇습니다.

[변압기, 송전선로, 발전기 등 전력설비의 내부 임피던스를 %법으로 나타낸 것]

 

다시 말하면, 특정설비의 내부 임피던스가 정해진 어떤 기준값의

몇 퍼센트(%)에 해당하는지를 의미하고 있습니다.

 

계산하는 방법은 아래와 같습니다.

 

결국 임피던스를 백분율로 표시하겠다는 의미인데, 이게 왜 필요할까요?

 

먼저, %임피던스가 필요한 이유는

우리가 일반적으로 사용하는 임피던스는 옴 임피던스 값으로 주어집니다.

단일기기나 설비가 얼마 안되는 경우,

옴 임피던스를 사용해도 아무 불편함이 없습니다.

 

하지만 전력계통의 측면에서 보면,

전력계통에는 발전기, 변압기, 송전선로 등 수많은 전력설비들로 구성되어 있고,

각가의 임피던스 계산을 별도로 해야 하는데

옴 임피던스를 사용할 경우

설비별 전압별로 일일이 계산해야 합니다.

 

 

 

이러한 불편함을 줄이기 위해 % 임피던스라는 개념이 생겼습니다.

% 임피던스는 기준용량만 확인하면 그것에 비례하여 임피던스가 결정됩니다.

 

재미있는 점은, %임피던스 계산식을 살펴보면

송전선로 전압강하를 기준전압으로 나누면 % 임피던스가 되는데요

 

결국 동일 기준전압에서는 전압강하의 크기에 따라

임피던스의 크기도 비례하여 변화한다는 의미가 되겠습니다.

 

그리고 % 임피던스 공식을 전력 P를 활용하여 계산하기 위해

약간의 변형을 가하면

라는 공식으로 활용이 가능합니다.

 

이 공식을 토대로 P값이 변화하면

%임피던스도 비례하여 변화합니다.

 

예를 들어, 100MVA 기준으로 계산된 %임피던스를

200MVA 기준으로 환산할 경우 2배를 하면 되는 것입니다.

 

그런데 여기서 중요한 점은

전류의 값이 다르면 %임피던스를 활용할 수 없다는 것입니다.

 

무슨 말이냐면, 위 공식에 의해 기준용량 P에 비례하여

%임피던스 계산이 가능한데

전류의 값이 다르면 분모의 전압값도 바뀌기 때문에

이 공식을 사용할 수 없습니다.

 

그렇기 때문에, 계통의 각 부분을 흐르는 전류의 값이 같지 않으면

%임피던스를 활용할 수 없습니다.

 

% 임피던스가 결정되면, 동일 기준용량으로 환산하여

쉽게 임피던스 계산이 가능하며, 이를 토대로

간편하게 단락용량, 단락전류 계산이 가능해집니다.

 

참고로, 단위법(P.U)는 % 임피던스 법에서

곱하기 100을 안하면 됩니다.

쉽게 말해서, 퍼센티지로 표현하면 % 임피던스법이고

%가 아닌 소수로 표현하면 단위법을 사용한게 됩니다.

참고하시길...

 

 

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