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전자제품의 소비전력  ⓒ임인섭 촬영

 

유효전력에도 종류가 있다?

전자제품은 소비전력을 표시합니다. 제품에 명시된 소비전력의 의미를 생각해 보신 적 있나요? 소비전력은 발전소에서 만들어진 전력 본래 형태가 아닌, 유효한 전력을 의미합니다. 이 유효전력은 전기의 공급 방식이나 사용기기에 따라 달라질 수 있는데요. 유효전력이라는 것은 정확하게 무엇인지, 그리고 사용 효율은 어떻게 되는지, 마지막으로 우리나라의 전기를 책임지고 있는 한국전력이 하는 노력에 대해 알아보겠습니다.

 

유효전력이란?

유효전력을 이해하기 위해서는 전력에 대한 정의를 알아야 할 필요가 있습니다. 전력이란, 전기가 단위 시간 동안 하는 일의 양을 의미합니다. 전력은 다시 한 번 특성에 따라 나뉘는데요. 발전소에서 처음으로 만들어진 본래 형태의 피상전력을 시작으로 기기 작동에 실제로 관여하는 전력인 유효전력과 아무 일도 하지 않고 부하와 전원 사이를 이동하는 무효전력으로 나뉩니다. 단위를 통해 피상전력은 [V·A], 유효전력은 [W], 무효전력은 [Var]로 전력을 구분할 수 있습니다. 여기서 유효전력이 우리가 알고 있는 소비전력이고, 전자제품을 사용할 때 필요한 전력이 되죠.

 

전력의 종류 ⓒ임인섭 제작

 

유효전력의 효율?

어떤 분야에서든 효율을 높이는 방법에 관해 연구합니다. 전력도 마찬가지입니다. 만들어진 전체 피상전력으로부터 유효전력을 크게 하는 것이 중요합니다. 여기서 전체 피상전력에 대한 유효전력의 비율을 역률이라고 정의하고 이것은 공급되는 전력을 얼마나 효율적으로 사용하는지 나타내는 지표로 활용합니다. 역률이 최댓값인 1에 가까워질수록 유효전력이 피상전력과 같아지고, 전력을 최대 효율로 사용한다는 의미를 가집니다.

 

역률 ⓒ임인섭 제작

 

역률이 높다면?

역률이 큰 경우는 전기 공급자 측과 전기 수용자 모두에게 이득이죠. 공급자 측에서는 전압강하와 전력손실이 감소하게 됩니다. 수용자 측에서는 사용하는 전기의 품질이 향상되고 전기기기를 효율적으로 사용함에 따라 전기요금이 감소하는 효과를 얻습니다. 설비 용량에 여유가 생겨 부하를 추가로 증설할 수도 있죠.

 

유효전력 향상, 어떻게?

그렇다면 유효전력을 어떻게 향상시킬 수 있을까요? 발전소에서 만들어지는 피상전력의 양을 증가시키는 것은 한계가 있습니다. 유효전력을 증가시킨다는 것은 유효전력 자체를 제어하거나 무효전력 비율 감소를 통한 역률 향상을 의미하죠. 역률은 일반적으로 모터와 같은 코일 성분이 포함된 부하*에 의해 낮아지게 되는데요. 역률이 감소하게 되면, 한국전력이 인정하는 적정용량의 진상용 콘덴서*를 별로 설치하고 사용설비의 동작 여부에 따라 개폐되도록 하여 역률을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 역률이 소정 값에서 벗어났을 때 동작하는 계전기인 역률 조정 계전기 설치를 통해 역률을 조정하는 방법이 있습니다.

 

*부하란, 전기 · 전자 기구들이 전원에서 전기 에너지를 공급받아 어떠한 일을 하는 것을 말합니다.

*진상용 콘덴서란, 고압의 수/변전 설비 또는 개개 부하의 역률 개선을 위해 사용하는 콘덴서입니다.

 

 

고압 진상용 콘덴서 ⓒ전기신문 보도자료 / 진상용 콘덴서 ⓒ임인섭 제작

 

유효전력 향상을 위한 한국전력의 노력들

 

1. 변전소의 전력 조류 제어

한국전력은 변전소를 통해 전압을 조정합니다. 필요에 따라 전압을 높이거나 낮춰서 전기수용자에게 전달하죠. 변전소는 전압 조정 이외에 유효전력과 무효전력을 제어하는 전력 조류 제어 기능도 가지고 있는데요. 유효전력은 적절한 조류 배분을 통해 향상시키고, 무효전력은 조상설비로 조절한 후 역률을 개선시켜 사용하고 있습니다.

 

철원 변전소 ⓒ한국전력 경기북부본부

 

2. 전기 공급약관 역률 조항

한국전력은 우리나라의 전력의 원활한 공급을 위해 전기 공급약관을 마련했습니다. 그 중에도 제5장 전기사용에 따른 협력 제41조 ~ 43조는 역률의 유지, 계산 그리고 역률에 따른 요금의 추가 또는 감액에 관한 내용을 포함하고 있습니다. 이는 사용자가 무효전력과 역률 측정이 가능한 전력량계 설치 후 관리하는 것을 권장하는 조항입니다. 한국전력은 역률 측정이 가능한 사용자들에 한해서 시간대별 전체 사용설비의 역률을 기준으로 기본요금에서 추가 또는 감액을 적용하고 있습니다.

 

09 시~23시 역률에 따른 요금의 추가, 감액 ⓒ임인섭 제작

 

마무리

이처럼 한국전력은 여러 가지 제도를 통해 수용가 측에서 올바른 방향으로 전기를 사용할 수 있도록 많은 도움을 주고 있습니다. 유효전력을 향상시키는 것은 공급자 측과 수용가 측 모두에게 좋은 영향을 가져옵니다. 전기가 꼭 필요한 현대사회에서 많은 도움이 되는데요. 이번 기회를 통해 유효전력과 역률에 관해 관심을 가져보는 것은 어떨까요?

 

 

 


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