개념 한 쪽
수전 설비는 전력을 받아 건물에 나눠 주는 관문이다. 단로기와 차단기의 조작 순서를 지키게 하는 인터록, 건물의 부하 밀도로 설비 용량을 구하는 밀도법, 수용률과 역률로 변전 설비 용량을 정하는 계산이 이 개념의 핵심이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「전력의 수용과 공급」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인터록 개념 판별 | 1 | 차단기와 단로기 조작 순서를 강제하는 연동장치의 옳은 설명 가리기 |
| 부하 밀도법 계산 | 1 | 용도별 밀도 합에 면적을 곱해 설비 용량을 kVA로 구하기 |
| 수용률·역률 용량 계산 | 1 | 설비전력에 수용률과 역률을 적용해 변전시설 용량 최저값 구하기 |
수전 설비의 운영에서 단로기와 차단기의 역할은 다르다. 차단기는 부하전류를 끊을 수 있지만, 단로기는 전류를 차단하는 기능이 없어 전류가 흐르지 않는 무부하 상태에서만 조작해야 한다. 이 조작 순서를 강제로 지키게 하는 연동 잠금장치가 인터록(interlock)이다. 인터록이 걸려 있으면 차단기가 닫혀 있는 상태에서는 단로기를 조작할 수 없고, 차단기가 열려 있어야만 단로기를 닫을 수 있다.
건물의 부하 설비 용량은 부하 밀도로 구한다. 부하 밀도란 건물 1m²당 필요한 전력(VA)을 나타낸 값이다. 전등·동력·냉방 등 각 용도의 밀도를 모두 더한 뒤 건물 면적을 곱하면 전체 설비 용량이 나온다. 답의 단위가 kVA이면 VA에서 1000으로 나누어 환산한다.
변전 설비(변압기)의 용량은 수용률과 역률로 계산한다. 수용률은 설비 전체가 동시에 전부 가동되지 않는 점을 고려한 비율로, 총 설비전력에 수용률을 곱하면 실제 동시 사용 전력이 된다. 변전 설비 용량은 kW가 아니라 kVA로 정하므로, 역률이 1보다 작으면 같은 전력을 감당하려면 더 큰 용량이 필요하다. 즉 kW를 kVA로 바꿀 때는 역률로 나눈다. 수용률은 kW를 줄이는 곱셈, 역률은 kW를 kVA로 바꾸는 나눗셈이라는 점이 계산의 뼈대다.
부하 설비 용량 계산: 전등이 제곱미터당 50VA, 일반 동력이 제곱미터당 55VA, 냉방이 제곱미터당 45VA이고 면적이 3300m²일 때, 설비 용량 = (50+55+45)×3300 = 150×3300 = 495,000VA = 495kVA가 된다. 밀도의 합을 잘못 더하거나 VA→kVA 환산을 빠뜨리면 오답이 된다.
변전시설 용량 계산: 총 부하 설비전력 400kW, 수용률 0.5, 역률 0.8일 때, 변전설비 용량 = 400×0.5÷0.8 = 250kVA이다. 수용률만 곱한 200kW를 고르는 것은 kW→kVA 환산(역률 나눗셈)을 빠뜨린 실수다.
수전 설비의 운영에 있어서 인터록(inter lock)의 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 문제는 수전 설비 운영에서 인터록의 설명으로 옳은 것을 묻고 있다. 인터록은 단로기를 무부하 상태에서 조작하도록 강제하는 장치로, 차단기가 열린 상태일 때만 단로기를 닫을 수 있게 하여 투입 순서를 안전하게 유지한다.
단로기는 무부하 조작이 원칙 — 인터록은 '차단기 개방 후에만 단로기 조작 가능'을 강제한다.
어떤 건물의 부하 밀도가 전등 50VA/m², 일반 동력 55VA/m², 냉방 부하 45VA/m²이며, 면적이 3300m²일 때 부하 설비 용량은?
정답 ④ · 문제는 면적과 각 부하 밀도가 주어졌을 때 설비용량을 계산하는 문제이다. 부하 설비 용량은 각 부하밀도의 합에 면적을 곱하므로 (50+55+45) VA/m²×3300 m² = 495000 VA = 495 kVA이다.
부하 설비 용량 = 부하밀도 합 × 면적 = (50+55+45)×3300 = 495,000VA = 495kVA.
어떤 고층건물의 총 부하 설비전력이 400kW, 수용률 0.5 일 때 이 건물의 변전시설 용량의 최저값은 몇 kVA 인가? (단, 부하의 역률은 0.8이다.)
정답 ③ · 문제는 설비전력과 수용률, 역률을 이용해 변전시설 최소용량을 구하라는 것이다. 변전설비 용량(kVA)은 설비전력×수용률÷역률이므로 400kW×0.5÷0.8 = 250kVA가 된다.
변전설비 용량(kVA)=설비전력×수용률÷역률=400×0.5÷0.8=250kVA로 구한다.
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