정확한 역률 보정: 커패시터 뱅크 계산기 (kVAR & µF)

역률 개선을 위한 커패시터 뱅크 용량(kVAR & µF) 계산 방법? 계산기 & 예제

커패시터 뱅크 계산기

다음 역률 개선 계산기는 필요한 커패시터 뱅크 용량을 무효 전력(Q) 단위인 kVAR과 마이크로패럿(µF)로 계산해 줍니다. 역률 보정용 커패시터는 각 상 부하와 병렬로 연결해야 합니다. 또한, kVAR과 µF는 모두 커패시터 뱅크 및 역률 개선/보정에서 부하 측의 무효 성분을 제거하는 데 사용되며, 이는 여러 이점을 제공합니다.

관련 계산기: 역률 보정 계산기 – P.F 커패시터 용량(µF & kVAR) 산출 방법?

커패시터 뱅크의 정전용량을 kVAR과 µF로 계산하려면, 유효 전력(kW), 현재 역률, 목표 역률(보정하고자 하는 P.F)을 입력하고 「계산」 버튼을 누르면 커패시터 뱅크의 정전용량(µF)과 kVAR 값을 얻을 수 있습니다.

전압(볼트)과 주파수(Hz, 50 또는 60Hz)는 커패시터 뱅크의 kVAR 정격만 계산할 경우 선택 사항입니다. 하지만 마이크로패럿(µF) 값까지 계산하려면 주파수와 전압 값을 반드시 입력해야 합니다.

커패시터 뱅크 kVAR & µF 계산 공식

커패시터 뱅크 kVAR 계산

역률 개선을 위한 필요 커패시터 뱅크 kVAR을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

필요 커패시터 뱅크(kVAR) = P(kW) × (tan θ₁ – tan θ₂)

또는

kVAR = C × f × V² ÷ (159.155 × 10⁶) … 단위: kVAR
kVAR = C × 2π × f × V² × 10⁻⁹ … 단위: kVAR

기호 설명:

kVAR = 필요 무효 전력(킬로볼트암페어 무효)
C = 커패시터 정전용량(µF)
f = 주파수(Hz)
V = 전압(볼트)
θ₁ = cos⁻¹ = 현재 역률
θ₂ = cos⁻¹ = 목표 역률(보정하고자 하는 값)

커패시터 뱅크 마이크로패럿(µF) 계산

역률 보정을 위한 필요 커패시터 뱅크 µF 계산 공식은 다음과 같습니다.

필요 커패시터 뱅크(µF) = kVAR × 10⁹ ÷ (2π × f × V²)

또는

C = 159.155 × 10⁶ × Q(kVAR) ÷ (f × V²) … 단위: µF
C = kVAR × 10⁹ ÷ (2π × f × V²) … 단위: µF

기호 설명:

C = 커패시터 정전용량(µF)
kVAR = 필요 무효 전력(킬로볼트암페어 무효)
f = 주파수(Hz)
V = 전압(볼트)

알아두면 좋은 공식:

역률, 유효 전력, 무효 전력, 피상 전력 계산 시 유용한 공식들입니다.

역률 = cosθ = 유효 전력 / 피상 전력
P.F = cosθ = kW / kVA
kW = √(kVA² – kVAR²)
kVA = √(kW² + kVAR²)
kVAR = √(kVA² – kW²)

각 항목 의미:

kW = 유효 전력 = P = V × I × cosθ
kVAR = 무효 전력 = Q = V × I × sinθ
kVA = 피상 전력 = S = V × I

역률 보정용 커패시터 뱅크 kVAR & µF 계산 예제

다음 예제는 역률 보정용 커패시터 뱅크 정격 용량을 µF와 kVAR로 계산하는 방법을 보여줍니다. 계산기 결과와 비교해 보세요.

예제 1:

단상 480V, 60Hz 모터가 역률 0.60에서 55.5A의 전류를 소비합니다. 이 모터의 역률을 0.98로 개선하기 위해 병렬로 커패시터를 연결하려 합니다. 필요한 커패시터 용량을 kVAR과 µF로 계산하세요.

해결:

1단계: 부하 유효 전력(kW) 계산

P = V × I × cosθ₁

P = 480V × 55.5A × 0.60

P = 16 kW

2단계: 필요 커패시터 kVAR 계산

필요 커패시터 kVAR = P(kW) × (tan θ₁ – tan θ₂)

θ₁ = cos⁻¹(0.60) = 53.130°; tan θ₁ = tan(53.130°) = 1.333

θ₂ = cos⁻¹(0.98) = 11.478°; tan θ₂ = tan(11.478°) = 0.203

kVAR = 16kW × (1.333 – 0.203)

VAR = 1808 VAR

필요 kVAR = 18.08 kVAR

3단계: 필요 커패시터 µF 계산

C = kVAR × 10⁹ ÷ (2π × f × V²) … 단위: µF

C = 18.08 kVAR × 10⁹ ÷ (2π × 60Hz × 480² V)

C = 208.2 µF

예제 2:

어떤 공장의 부하가 300kW, 역률 0.65입니다. 역률을 0.65에서 0.97로 개선하려면, 각 상과 병렬로 연결할 커패시터 뱅크 용량을 kVAR과 µF로 구하세요.

해결:

주어진 데이터:

유효 부하 = 300kW
현재 역률 cosθ₁ = 0.65
목표 역률 cosθ₂ = 0.97

필요 커패시터 뱅크 kVAR = P(kW) × tan(cos⁻¹(θ₁) – cos⁻¹(θ₂))

kVAR = 300kW × tan(cos⁻¹(0.65) – cos⁻¹(0.97))

kVAR = 300kW × tan(49.458° – 14.069°)

kVAR = 300kW × (1.169 – 0.250)

kVAR = 275.7 kVAR