1️⃣변압기의 경제적인 운용방식
1)부하종류에 따른 변압기의 특수성
부하종류 | 문제점 | 영향 | 대책 |
---|---|---|---|
정류기 | 고조파발생 | 소음증가 과부하운전 절연노화 | 정류기용 변압기 설치 고조파 차단장치 설치 |
아크로 | 아크로 전위 상승으로 이상파형 발생 대전류통전 | 과열에 의한 소손 소음증가 | 노용 변압기 사용 |
유도로 | 대전류 통전 부하 불평형 발생 | 과열에 의한 소손 소음 증가 | 노용 변압기 사용 |
2)변압기 구성 및 대수 결정
- 변압기 최소 소요용량의 표준용량 선택
\[변압기 최소 소요용량=\frac{최대부하량[kW]}{역률\times 기기효율}\times 증가 예상량\]
변압기 표준용량 중 최소 소요용량에 가장 근접한 큰 용량을 선정
- 변압기 뱅크 구성방법 결정
- 단상변압기보다 3상변압기 사용하여 경제적 설치면적 축소, 신뢰성 향상
- 가장 효율이 되는 뱅크 구성방법 모색
- 변압기 최고 효율점의 용량 선정
- 일반적으로 부하율이 45~55[%]일 경우가 가장 효율이 좋다.
3)변압기의 적정한 용량 선정
- 부하조사표 및 표준부하밀도에 따라 부하용량을 추정한다
- 수용률, 부등률, 부하율 감안하여 변압기 용량을 결정한다
\[ 부하율[\%]= \frac{평균전력} {최대수요전력} \times 100[\%] \]
\[ 수용률 [\%] =\frac{ 최대수요전력} { 부하설비용량} \times 100[\%] \]
\[ 부등률 [\%]\]
\[=\frac{각 부하의 최대수요전력의 합계 } { 합성최대수요전력} ≥1 \]
- 따라서 올바른 변압기 산정으로 손실을 최소화 할 필요가 있다
2️⃣부하별 변압기 용량계산
-> 직접강압방식/2단강압방식
1)부하용량의 집계
- 부하의 용도별 부하설비 입력[kVA]를 집계한다. 즉 조명용(일반조명, 비상조명), 동력(상용, 비상용), 냉방동력 등으로 구분한다.
2)종합 수용률(a)적용
\[P\left[kVA\right]=\]\[\frac{\left(P_1+P_2+P_3+\cdot \cdot \cdot +P_n\right)}{\eta _{tr}}\times \left(K\times h\right)\]\[=\frac{\Sigma P_L\times \alpha }{\eta _{tr}}\times \left(K\times h\right) \]\[\Sigma P_L : 부하설비용량의\ 합계\]\[\alpha : 종합\ 수용률\]\[ {\eta _{tr}} : 변압기의\ 효율 \]\[ K : 불평형\ 부하에\ 의한\ 용량증가\ 계수\]\[h : 고조파\ 부하에\ 의한\ 용량증가\ 계수\]
![](https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/c_변압기의-용량산정.jpeg)
3)주 변압기의 용량 산정 -> 2단강압방식
- 2차 변압기(부하별 변압기)의 합계에 부등률(β)을 적용하여 주변압기(1차 변압기)의 용량을 산정한다.
\[ P\left[kVA\right]=\frac{\Sigma P_{tr}}{\eta _{tr}\times \beta } \]
\[ P_{tr} : 2차\ 변압기의\ 용량의\ 합계[kVA]\]\[\eta _{tr} : 변압기의 효율 \]\[ \beta : 부등률\]
4)변압기의 경제적인 구매
- 고자속 규소 강판인 유입변압기를 사용하면 20~25%의 에너지 절감
- 저손실, 난연성, 유지보수가 용이한 몰드 변압기를 사용하면 에너지 절감을 가져올수 있다
- 아몰퍼스 변압기를 설치하면 1/5~1/6의 손실을 저감할 수 있다.
5)변압기의 경제적인 운전
- 부하관리 계획
부하율의 개선 | 최대 전력관리 |
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최대부하 발생 요인을 찾아서 그 원인이 되는 생산 상황, 작업방법의 개선, 부하의 일부를 다른 시간대로 이동하는 방법으로 개선 | 피크컷, 피크시프트, 자가발저기동, 디멘드컨트롤 등으로 최대전력을 관리하여 전력요금 경감 |
- 역률관리 계획
역률 개선방법 | 역률 개선효과 |
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진상용 콘덴서 설치 동기조상기에 의한 방법 정지형 무효전력 보상장치 등이 있다 | 전력손실 감소 설비용량의 여유도 증가 전압강하율의 감소 전력요금의 경감 등이 있다. |
- 전압관리 계획
- 적정전압의 유지 : 기기의 효율은 정격전압에서 사용할 때 가장 좋다.
- 전압 변동의 최소화 : 전원 측 리액턴스를 낮게 한다.
- 효율적인 변압기의 병렬운전 선택
- 효율적인 변압기의 냉각방식 선택
6)변압기의 경제적인 유지 및 보수
- 변압기의 수명에 대한 LCC를 감안하여 관리 교환주기를 잡아 경제적인 운용이 되도록 한다
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