개념 한 쪽
수전 설비를 운영할 때는 차단기와 단로기의 조작 순서를 지켜야 한다. 이를 강제하는 장치가 인터록이다. 건물에 필요한 전원 용량은 부하 밀도와 면적으로 구하고, 변전 설비 용량은 수용률과 역률로 환산해 정한다.
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출제기준 단원 「전원설비」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인터록 개념 판별 | 1 | 차단기·단로기 조작 순서를 강제하는 연동장치의 옳은 설명 고르기 |
| 부하 밀도법 계산 | 1 | 부하 밀도 합에 면적을 곱해 설비 용량 구하기 |
| 수용률·역률 환산 계산 | 1 | 설비전력에 수용률·역률을 적용해 변전설비 용량 최저값 구하기 |
인터록은 단로기의 무부하 조작 원칙을 강제하는 연동 잠금장치다. 단로기는 전류를 차단하는 기능이 없으므로 반드시 전류가 흐르지 않는 상태에서만 조작해야 한다. 인터록이 걸려 있으면 차단기가 닫혀 있는 상태에서는 단로기를 조작할 수 없고, 차단기가 열려 있어야만 단로기를 조작할 수 있다.
건물의 부하 설비 용량은 부하 밀도법으로 구한다. 부하 밀도는 건물 1m²당 필요한 전력(VA)을 나타내는 값으로, 전등·동력·냉방 등 각 부하 밀도를 모두 더한 뒤 면적을 곱하면 설비 용량이 된다. 단위를 kVA로 바꿀 때는 1000으로 나눈다.
변전 설비 용량은 설비전력에 수용률을 곱하고 역률로 나누어 kVA 단위로 정한다. 수용률은 설비 전체가 동시에 전부 가동되지 않는 점을 고려한 비율이다. 변압기 용량은 kW가 아니라 kVA이므로 역률이 1보다 작으면 같은 전력을 감당하려면 더 큰 용량이 필요하다.
kVA를 구할 때는 역률을 곱하지 않고 나눈다는 점을 구분해야 한다. 수용률은 kW를 줄이는 곱셈, 역률은 kW를 kVA로 바꾸는 나눗셈으로 항상 짝을 이룬다.
부하 밀도법 계산: 조명용 50VA/m², 일반 동력용 55VA/m², 냉방 45VA/m², 면적 3300m²이면 밀도의 합은 150VA/m²이다. 설비 용량 = 150 × 3300 = 495,000VA이고, ÷1000 하면 495kVA가 된다.
변전 설비 용량 계산: 총 부하 설비전력 400kW, 수용률 0.5, 역률 0.8이면 실제 동시 사용 전력은 400 × 0.5 = 200kW이다. kVA = kW ÷ 역률 = 200 ÷ 0.8 = 250kVA가 최저값이다. 200kVA를 고르면 수용률만 적용하고 역률 나눗셈을 빠뜨린 오답이 된다.
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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