변전설비 - 변압기 용량 산정

용량 산정에 앞서 변압기 용량의 결정 시 필요한 인자들에 대해 먼저 알아보자.

 

1. 수용률

각각의 수용 설비가 사용되는 정도를 말한다.

수용률 = (최대 수용 전력 / 부하 설비 합계) * 100[%]

예를 들어 수용가 A의 설비 용량이 400kW, 수용률이 80%라면 수용가 A의 최대 전력은 320kW가 된다.

[kW], [kVA]의 단위에 주의하자.

식을 바꿔서 최대 수용 전력(Am) = 부하 설비 용량 * 수용률과 같이 표현할 수 있다.

 

 

2. 부하율

공급 설비가 얼마나 유용하게 사용되는지의 지표가 된다.

유용하다는 말은 일정한 기간동안 비교적 균등하게 전력을 사용하고 있음을 의미한다.

부하율 = (평균 수용 전력 / 최대 수용 전력) * 100[%]

예를 들어 200kW의 설비 용량을 가진 공장이 수용률 80[%], 부하율 70[%]라 하면 이 공장은 200 * 0.8 * 0.7 = 112kW의 평균 전력을 사용하고 있는 것이다. 즉, 1개월 동안의 전력량은 112 * 24 * 30 = 80640[kWh]가 된다. 

 

 

3. 부등률

부하의 최대 수용 전력의 발생 시간이 서로 다른 정도를 의미한다.

부등률이 크다는 것은 최대 전력을 소비하는 기기의 사용 시간대가 서로 멀리 떨어져있음을 의미한다. 

항상 1이상이며 만약 부하 2개가 사용되는 시간이 완벽히 동일하다면 1의 값을 가진다. 

부등률 = 각 부하의 최대 수용 전력의 합계(Am + Bm + Cm + ··· ) / 합성 최대 전력

식을 바꾸면 합성 최대 전력 = 각 부하의 최대 수용 전력의 합계 / 부등률이 되고

수용률을 이용하여 합성 최대 전력 = (설비용량 * 수용률)들의 합계 / 부등률로 표현할 수 있다. 

 

 

4. 변압기 용량 산정

합성 최대 전력을 구했으니 이제 변압기의 용량을 산정할 수 있다. 

변압기의 용량은 항상 합성 최대 전력보다 커야하므로 위에서 구한 값보다 큰 값으로 산정한다. 

전력용 3상 변압기 표준 용량[kVA]으로 5, 10, 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 500, 750, 1000 등이 있다.