고조파(THD·TDD) 계산과 판정 기준
전류 종합왜형률 THD는 고조파 전류의 제곱합 제곱근을 기본파 전류로 나눈 값이고, TDD는 같은 분자를 연결점의 최대 수요전류로 나눈 값입니다. 인버터·UPS처럼 경부하 시 기본파가 작아지는 설비는 THD가 수십 %로 튀어도 실제 계통 영향은 작을 수 있어, 계통 연계 판정에는 TDD를 씁니다.
전류 허용한도는 IEEE 519 기준으로 연결점 단락전류와 최대 수요전류의 비(ISC/IL)에 따라 20 미만 5.0%, 20~50 8.0%, 50~100 12.0%, 100~1,000 15.0%, 1,000 초과 20.0%로 나뉩니다. 전압 종합왜형률은 한국전력 송배전용 전기설비 이용규정의 고조파 허용기준에서 66kV 이하 계통 5%를 적용하며, 실제 적용 시에는 계약 전압과 최신 개정 원표를 반드시 대조해야 합니다.
3차 고조파는 3상 4선식에서 중성선에 산술 합으로 더해져 상전류의 최대 3배까지 흐를 수 있으므로 중성선 굵기 상향이 필요합니다. K-factor는 고조파 손실을 반영한 변압기 선정 지표로, 값이 커질수록 K-4·K-13·K-20 등급 변압기나 용량 디레이팅이 필요합니다. 설비 증설·필터 도입 전에는 전기안전기술사 또는 전력품질 진단 업체의 실측 검토를 권장합니다.
자주 묻는 질문
THD의 분모는 그 순간의 기본파 전류이고 TDD의 분모는 설비 최대 수요전류입니다. 부하가 가벼우면 기본파가 작아져 THD만 커지므로, 계통 영향 판정에는 TDD를 쓰는 것이 타당합니다.
인버터 입력에 3~5% 리액터나 DC 리액터를 넣으면 5·7차가 크게 줄고, 12펄스 정류나 능동형 필터는 더 큰 저감 효과가 있습니다. 역률 개선용 콘덴서는 공진 위험이 있어 반드시 직렬 리액터와 함께 검토해야 합니다.