개념 한 쪽
수전설비의 기기 구성은 차단기와 단로기의 역할 구분에서 출발한다. 인터록은 단로기의 무부하 조작 원칙을 강제하는 장치로 이해한다. 부하 설비 용량과 변전시설 용량은 부하밀도, 수용률, 역률을 이용해 산정한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「수전설비의 기기 및 구성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인터록 조작 순서 판별 | 1 | 차단기 개방과 단로기 조작의 선후 관계를 가린다 |
| 부하밀도 설비 용량 계산 | 1 | 부하밀도 합과 면적으로 설비 용량을 산정한다 |
| 수용률 역률 변전 용량 계산 | 1 | 설비전력에 수용률과 역률을 적용해 용량을 구한다 |
수전설비의 기기 구성은 차단기와 단로기를 중심으로 이해한다. 차단기는 부하전류를 끊을 수 있지만 단로기는 전류 차단 기능이 없어 무부하 상태에서만 조작한다. 인터록은 이 원칙을 강제하는 연동 잠금장치로 본다. 인터록이 걸리면 차단기가 닫혀 있을 때 단로기를 조작할 수 없고 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
건물의 부하 설비 용량은 부하밀도와 면적으로 산정한다. 전등, 일반 동력, 냉방 부하의 밀도를 모두 더한 뒤 건물 면적을 곱한다. 각 밀도의 합이 150VA/m²이고 면적이 3300m²이면 495,000VA로 계산한다. 이 값을 1000으로 나누어 495kVA로 환산한다.
변전시설 용량은 설비전력, 수용률, 역률로 구한다. 설비전력에 수용률을 곱해 동시에 사용하는 전력을 계산한다. 그 값을 역률로 나누어 kVA 단위의 용량을 얻는다. 총 설비전력 400kW, 수용률 0.5, 역률 0.8이면 400×0.5÷0.8로 계산해 250kVA를 얻는다. 수용률만 적용하고 역률 나눗셈을 빠뜨리면 작은 값이 나오므로 주의한다.
주상변압기의 2차측 접지는 1차측 고압과 2차측 저압이 혼촉할 때 고압 전류를 접지 경로로 흘리는 목적을 가진다. 이때 1차측 보호장치가 동작해 저압 회로를 보호한다. 저압 뱅킹 방식은 전압 변동 감소, 부하 증가 대응 탄력성, 적절한 보호 시 신뢰도 향상을 장점으로 가진다. 다만 고장 시 보호장치가 연쇄 동작하는 캐스케이딩 현상으로 고장이 확대되는 단점이 있다.
인터록 문제는 차단기와 단로기의 조작 순서를 뒤집어 출제한다. 차단기가 닫힌 상태에서 단로기를 조작할 수 있다고 하면 틀린다. 부하 설비 용량 문제는 부하밀도를 모두 더한 뒤 면적을 곱하고 VA를 kVA로 환산하는 절차를 요구한다. 수용률만 적용하고 역률 나눗셈을 빠뜨린 값도 함정이 된다. 변전시설 용량은 설비전력에 수용률을 곱한 뒤 역률로 나누어 구한다. 2차측 접지는 혼촉 사고 때 고압 전류를 접지 경로로 흘려 1차측 보호장치를 끊는 목적을 묻는다. 저압 뱅킹 방식은 캐스케이딩 현상으로 고장이 확대되는 단점을 정반대로 뒤집어 출제한다.
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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