수전 용량의 결정

어떤 인텔리전트 빌딩에 대한 등급별 추정 전원 용량에 대한 다음 표를 이용하여 각 물음에 답하시오.

등급별 추정 전원 용량 $[\small\mathrm{VA/m^2}]$

내용	0등급	1등급	2등급	3등급
조 명	32	22	22	29
콘센트	-	13	5	5
사무자동화(OA) 기기	-	-	34	36
일반동력	38	45	45	45
냉방동력	40	43	43	43
사무자동화(OA)동력	-	2	8	8
합 계	110	125	157	166

연면적 $10,000[\mathrm{m}^2]$ 인 인텔리전트 2등급인 사무실 빌딩의 전력 설비 부하의 용량을 상기 “등급별 추정 전원 용량 $[\mathrm{VA/m^2}]$ ”을 이용하여 빈칸에 계산과정과 답을 쓰시오.

부하 내용	면적을 적용한 부하용량 [kVA]
조명
콘센트
OA 기기
일반동력
냉방동력
OA 동력
합 계

물음 (1)에서 조명, 콘센트, 사무자동화기기의 적정 수용률은 $0.7$ , 일반동력 및 사무자동화 동력의 적정 수용률은 $0.5$ , 냉방동력의 적정 수용률은 $0.8$ 이고, 주변압기 부등률은 $1.2$ 로 적용한다. 이때 전압방식을 2단 강압 방식으로 채택할 경우 변압기의 용량에 따른 변전설비의 용량을 산출하시오. (단, 조명, 콘센트, 사무자동화기기를 3상 변압기 1대로 , 일반동력 및 사무자동화 동력을 3상 변압기 1대로, 냉방동력을 3상 변압기 1대로 구성하고, 상기 부하에 대한 주변압기 1대를 사용하도록 하며, 변압기 용량을 일반 규격 용량으로 정하도록 한다.)

변압기 표준 용량([kVA])
3, 5, 7.5, 10, 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000

조명, 콘센트, 사무자동화 기기에 필요한 변압기 용량 산정
일반동력, 사무자동화동력에 필요한 변압기 용량 산정
냉방동력에 필요한 변압기 용량 산정
주변압기 용량 산정

주변압기에서부터 각 부하에 이르는 변전설비의 단선 계통도를 간략하게 그리시오.

무료 구독을 통하여 정답과 해설을 확인하세요.

해설

변압기 용량은 설비 용량에 수용률을 고려하여 다음을 이용하여 구할 수 있습니다.

$\color{red} S_{\mathrm{TR}} = \frac{\displaystyle\sum_{k=1}^N S_k C_k }{D}$

위에서 각 기호의 의미는 다음과 같습니다.

$S_{\mathrm{TR}}$ : 변압기 용량
$S_k$ : $k\,$ 번째 부하설비 용량
$N$ : 부하설비의 수
$C_k$ : 수용률
$D$ : 부등률

정답

(1) 전력 설비 부하 용량

부하 내용	면적을 적용한 부하용량 [kVA]
조명	$22 \times 10,000 = 220$
콘센트	$5 \times 10,000 = 50$
OA 기기	$34 \times 10,000 = 340$
일반동력	$45 \times 10,000 = 450$
냉방동력	$43 \times 10,000 = 430$
OA 동력	$8 \times 10,000 = 80$
합 계	$157 \times 10,000 = 1,570$

(2) 변압기 용량

조명, 콘센트, 사무자동화 기기에 필요한 변압기 용량

계산 :

$S_\mathrm{TR,1} = (220+50+340) \times 0.7 = 427\,[\mathrm{kVA}]$

정답 : $\color{red} 500[\mathrm{kVA}]$

일반동력, 사무자동화동력에 필요한 변압기 용량

계산 :

$S_\mathrm{TR,2} = (450+80) \times 0.5 = 265\,[\mathrm{kVA}]$

정답 : $\color{red}300[\mathrm{kVA}]$

냉방동력에 필요한 변압기 용량

계산 :

$S_\mathrm{TR,3} = 430 \times 0.8 = 344\,[\mathrm{kVA}]$

정답 : $\color{red} 500[\mathrm{kVA}]$

주변압기 용량

계산 : 부등률 $D = 1.2$ 로 주어졌으므로

$\begin{align*} S_\mathrm{MTR} &= \frac{\displaystyle\sum_{k=1}^3 S_{\mathrm{TR},k}}{D} \\[3ex] &= \frac{427+265+344}{1.2}= 863\,[\mathrm{kVA}] \end{align*}$

정답 : $\color{red} 1,000[\mathrm{kVA}]$

문제 수전 용량의 결정