사고 파형 사례 분석 - Surge 유입, PWM 제어 부하

1. ⚡ 발생 이유

S상(V2) 전압이 순간적으로 **163.0%까지 상승(Swell)**하며,
전류 파형 전반(I1, I2, I3)에서 동기된 고주파 진동이 발생하였습니다.
이는 외부 고주파 Surge 유입 또는 PWM 제어 부하의 비정상적인 과도 응답 현상에 의한 것으로 추정됩니다.

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2. 🔍 진단 근거

항목분석 내용

전압 이상	V2 = 163.0% @ 0.1ms → 고전압 Swell 단시간 발생 (과도성 강함)
전류 반응	I1, I2, I3 모두 파형이 일제히 고주파 진동함 → 국부적이 아닌 시스템 전체 영향
전압 고조파 (V)

 

• 30~45차 사이 고조파가 매우 집중됨
• 고주파 전압 고조파 분포가 전 상(R, S, T)에 고르게 나타남
  → 전력 시스템에 공통적으로 고주파 에너지 유입 |
  | 전류 고조파 (I) |
• 3차 고조파가 모든 상에서 두드러짐
• 그러나 전압 고조파에 비해 낮음 → Surge가 전류로까지 완전히 전이되진 않음 |
  | 역률 및 위상 |
• 전체적으로 Lag 위주 저역률 상태
• V1-I1: 51.6% Lag
• V2-I2: 49.2% Lead
• V3-I3: 100.0% Lag (위상각 -179.6°)

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3. ❗ 다른 이유의 가능성이 낮은 이유

• 단순 부하 전환이라면 전압이 163%까지 상승하진 않음
• 특정 부하의 고조파 영향이라면 한 상에 집중되며, 이렇게 전 상에 걸쳐 동시 발생하진 않음
• 전류 고조파는 낮고 전압 고조파만 높아, 부하 내부보다 외부 계통 요인일 가능성이 높음

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4. ✅ 결론

이 사고는 S상(V2)에 외부로부터 고주파 에너지가 유입되며 발생한 Swell 현상으로,
전체 상에 고조파가 퍼지고 전류 파형까지 왜곡된 고주파 Surge 반응성 사고입니다.
PWM 인버터, UPS, 태양광 PCS 등의 Switching 오류 또는 외부 Surge 유입 가능성이 높습니다.

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5. 📌 추가 확인 추천

• Surge 유입 루트 확인: 인접 설비(태양광, ESS, UPS)의 전환 시각과 비교
• SPD 상태 및 접지 품질 점검 (특히 고주파 대역 차단 성능 확인)
• 사고 전후 이벤트 로그 분석: 차단기 동작, 고장류 기록, 계전기 이력
• 고조파 트렌드 기록 활용: Swell과 고조파 동시 발생 패턴 유무

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6. 🔧 개선 방안

항목조치 내용

SPD 보강	Class I+II 복합형 SPD 설치 → 고주파 Surge 차단 강화
PWM 부하 관리	UPS, PCS, 인버터 등의 운전 상태 모니터링 및 스위칭 타이밍 조정
고주파 필터링	30~45차 중심의 고조파 제거용 LC 필터 또는 AHF 설치
계통 감시 강화	ION9000 또는 PQube 시리즈로 1ms 이하 고속 이벤트 상시 감시 구축
역률 개선 작업	전반적 역률 저하에 따른 콘덴서 보강 또는 운전 시퀀스 최적화 필요

 

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