변압기 용량 선정방법

• 부하설비 용량의 추정
• 변압기 용량 결정
• 계약전력의 결정

설계시 고려사항

• 장래증설용량
• 단락전류계산
• 변압기 용량선정시 주의사항

1. 이단 강하 방식

• 정의: 특고압에서 고압으로, 고압에서 저압으로 2단계에 걸쳐 강압하는 방식입니다.
• 용량 산정:
  • 1차 변압기 용량: 전체 부하를 고려하여 1차 변압기의 용량을 결정합니다.
  • 2차 변압기 용량: 1차 변압기 2차측 부하를 고려하여 2차 변압기의 용량을 결정합니다.
  • 수용률, 부하율, 부등률 적용: 각 변압기 단계별로 수용률, 부하율, 부등률을 적용하여 용량을 산정합니다.
  • 부등률: 2단 강압 방식에서 주변압기에만 적용하며, 부하의 불균형을 고려하여 용량을 보정하는 값입니다.

2. 직강하 방식

• 정의: 특고압에서 바로 저압으로 한 번에 강압하는 방식입니다.
• 용량 산정:
  • 변압기 용량: 전체 부하를 고려하여 변압기의 용량을 결정합니다.
  • 수용률, 부하율 적용: 변압기에 수용된 부하가 용도별로 구분된 경우 용도별 수용률을 적용하고, 구분되지 않은 경우 부등률까지 적용할 수 있습니다.
  • 부등률: 직강하 방식에서는 부등률을 선택적으로 적용할 수 있습니다.

두 방식의 비교

용량 산정 시 고려 사항

• 부하 특성: 부하의 종류, 크기, 운전 시간 등을 고려하여 수용률, 부하율을 적용해야 합니다.
• 전압 강하: 전압 강하 허용치를 만족하도록 케이블 굵기를 선정해야 합니다.
• 단락 전류: 단락 사고 발생 시 단락 전류를 고려하여 변압기 및 보호 계전기를 선정해야 합니다.
• 미래 부하 증가: 미래 부하 증가를 고려하여 여유 용량을 확보해야 합니다.

1. 주변압기 용량 결정

• 총 부하 계산:
  • 전등 부하, 동력 부하, 전기용접기 부하 등 모든 부하를 합산하여 총 부하를 산출합니다.
  • 각 부하의 역률을 고려하여 유효 전력과 무효 전력을 구분하여 계산해야 합니다.
• 수용률 적용:
  • 각 부하의 종류에 따른 수용률을 적용하여 실제 사용되는 최대 부하를 추정합니다.
  • 수용률은 부하의 종류, 사용 시간대 등에 따라 달라지므로, 관련 자료를 참고하여 적절한 값을 적용해야 합니다.
• 부하율 적용:
  • 변압기의 연중 최대 부하를 고려하여 부하율을 적용합니다.
  • 일반적으로 변압기의 수명을 고려하여 60~80% 정도의 부하율을 적정하다고 판단합니다.
• 부등률 적용:
  • 부하의 불균형을 고려하여 부등률을 적용할 수 있습니다.
  • 부등률은 부하의 종류와 배치에 따라 달라지므로, 관련 자료를 참고하여 적절한 값을 적용해야 합니다.

주변압기 용량 = (총 유효 전력 / 수용률) / 부하율

2. 전등 및 동력 부하에 대한 변압기 용량

• 전등 부하:
  • 조명 기구의 수와 종류, 설치 면적 등을 고려하여 계산합니다.
  • 전등 부하는 주로 역률이 1에 가까운 순수한 유효 전력으로 간주합니다.
• 동력 부하:
  • 전동기, 펌프 등 동력 기기의 용량과 운전 시간을 고려하여 계산합니다.
  • 동력 부하는 역률이 1보다 작은 유효 전력과 무효 전력으로 구성되므로, 역률을 고려하여 계산해야 합니다.

3. 전기용접기에 공급하는 변압기 용량

• 용접기 용량:
  • 용접기의 종류와 용접 조건에 따라 필요한 용량이 다릅니다.
  • 용접기 제조사의 기술자료를 참고하여 용량을 확인해야 합니다.
• 순간 최대 전류:
  • 용접 시 순간적으로 큰 전류가 필요하므로, 변압기는 순간 최대 전류를 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
• 주변압기와의 연계:
  • 용접기 전용 변압기를 설치하거나, 주변압기 용량에 여유를 두어 용접 부하를 감당할 수 있도록 해야 합니다.

4. 기타 고려 사항

• 전압 강하: 전압 강하 허용치를 만족하도록 케이블 굵기를 선정해야 합니다.
• 단락 전류: 단락 사고 발생 시 단락 전류를 고려하여 변압기 및 보호 계전기를 선정해야 합니다.
• 미래 부하 증가: 미래 부하 증가를 고려하여 여유 용량을 확보해야 합니다.
• 역률 개선: 역률 개선기를 설치하여 역률을 향상시키면 변압기 용량을 효율적으로 활용할 수 있습니다.