발전기 용량 산정방식

발전기 용량 산정은?

일반부하용과 소방부하용 용량 산정방식이 있다

일반부하용 용량 산정방식은 전부하운전(수용 부하용량)을 고려한 경우와 부하 중 용량이 가장 큰 전동기의 기동을 고려한 경우 로 산정한다

소방부하용 용량 산정방식은 PG방식과 RG방식이 있다.

발전기 용량산정시 고려사항

1)단상부하 감안

  • 발전기에 단상부하를 접속 연결하면 발전기의 부하에 √3배의 부하를 접속한 것과 같이 되어 부하용량의 이용률이 줄어든다
  • 이상현상
    • 전압의 불평형
    • 파형의 찌그러짐 현상
    • 이상진동의 원인
  • 대책
    • 3상이 평형을 이루도록 부하를 골고루 분배하여 설계 및 운영
    • 스콧변압기 설치
    • 불평형을 10%이내로 유지
\[불평형률=\frac{각상 단상부하의 최대와 최소의 차}{총부하설비의 용량\times 1/3}\times 100[\%]\]

2)감전압 시동기 감안

  • 전동기 기동 시 감전압 시동을 채택하면 시동 돌입전류가 감소하여 발전기 용량이 줄지만 토크도 같이 감소하게 된다
  • 전동기가 충분한 속도에 도달하기 전에 감전압으로 전환하면 순시전압강하를 발생하므로 전환되는 시간 설정을 충분히 검토하여야 한다

3)고조파 부하 감안

  • 원인
    • 사이리스터, UPS, MOTOR
    • 인버터 승강기
    • 축전지 충전장치
  • 영향
    • 전기의 손실 및 온도 증가의 원인
    • 전기의 댐퍼권선의 온도 상승, 손실 증가
    • 자동전압조정기의 불안정
  • 대책
    • 부하 측 정류상수 증가
    • 리액터 설치하여 공진
    • 고조파 필터 설치
    • 발전기 용량을 부하보다 2배 이상 크게 설치

일반부하 발전기 용량산정방식

1)수용 부하운전 시 용량

\[발전기 용량[kVA]=부하의 입력 합계 \times 수용률\]

2)기동 부하전류 중 최대 기동용량

\[발전기 정격[kVA]=\frac{1}{허용 전압강하-1}\cdot X”_d\cdot 시동[kVA]\]

소방부하용 용량 산정방식

1)PG방식

  • PG₁
    정격운전 상태에서 부하설비의 가동에 필요한 발전기 용량[kVA]
\[P_{G1}=\frac{\sum P_L}{\eta_L\times\cos\theta_L}\times\alpha[kVA]\]
  • PG₂
    부하 중 최대값(시동[kVA])을 갖는 전동기를 시동할 때의 허용 전압강하를 고려한 발전기 용량[kVA]
\[P_{G2}=P_m\times\beta\times C\times X”\times\frac{1-\Delta V}{\Delta V}\]
  • PG₃
    부하 중 최대값을 갖는 전동기 또는 전동기군을 기동 순서상 마지막으로 시동을 할 때 필요한 발전기 용량
\[P_{G3}=\frac{\sum P_L-P_m}{\eta_L}+P_m\times \beta\times C\times\cos\theta_L\times\frac{1}{\cos\theta_G}\]
  • PG₄
    부하 중 고조파를 감안한 경우
\[P_{G4}=P_{G1}+P_c\times(2.0\sim2.5)\]
  • PG방식 선정 시 고려사항
    • PG₁~PG₃중 가장 큰 값 선택
    • 고조파에 대한 부분 미반영(PG₄는 임시적 개념)
    • 신규 모터 기동에 의한 β, C 계수값이 없다

2)RG방식

\[발전기용량=RG계수\times K\]
  • RG₁
    정상부하 출력계수
\[R_{G1}-1.47\times D\times S_f\]
  • RG₂
    허용 전압강하 출력계수
\[R_{G2}=\frac{1-\Delta V}{\Delta V}\times X’_d\times\frac{K_s}{Z_m}\times\frac{M_2}{K}\]
  • RG₃
    기저부하 출력계수
\[R_{G3}=0.98d+(\frac{K_s}{1.5Z_m}-0.98d)\times\frac{M3}{K}\]
  • RG₄
    허용 역상전류 출력계수
\[R_{G4}=\frac{1}{K_{G4}}\times\sqrt K_1\]
  • RG방식 선정 시 고려사항
    • RG₁~RG₄ 중 가장 큰 값을 선택
    • RG값이 실용상 바람직한 범위는 1.47D ≤ RG < 2.2
    • RG₂~RG₃ 에 의하여 과대한 RG값이 산출된 경우에는 기존방식을 바꾸어 실용상 범위에 맞춘다
    • RG₄가 크게 산출될 경우에는 특별한 발전기를 선정하여 실용상 범위에 맞춘다
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