변전설비 시스템 구성


변전설비 시스템 구성

변전설비 시스템은 전압을 변성하여 공급하는 설비로 변경이 용이하지 않으므로 사전에 충분하고 세밀하게 검토되어야 한다

또한 변전설비는 안정성, 신뢰성, 경제성을 감안하여 채택하고, 최근에는 소음 및 공해등의 환경성도 함께 적극 검토되어야 한다.

변전설비 시스템은 모선의 구성 변압기 구성 등이 있다.

변전실 시스템 구성

1) 모선의 구성

  • One-Step단일모선방식
    • 장점
      • 공사비가 저렴하다
      • 무부하 손실이 적고, 변전실 면적이 적어도 된다
    • 단점
      • 공급 신뢰도가 낮다
      • 부하증설에 대한 변동을 예상하며 설계한다
  • Two-Step단일모선방식
    • 장점
      • 부하증가 변동에 대처가 용이하다
      • 공급신뢰도가 높다
    • 단점
      • 변전실 면적이 커야 한다
      • 무부하 손실이 크고, 공사비가 많이 든다
  • 이중모선방식
    • 장점
      • 공급신뢰도가 높다
      • 초고층 빌딩, 병원 등에 적합하다
    • 단점
      • 설치면적이 커애 한다
      • 설비구성이 복잡하고, 설비비가 많이 소요된다.

2) 변압기 구성

  • 변압기 상수
    단상변압기, 3상변압기가 존재하고, 요즘은 거의 3상변압기를 사용한다
  • 변압기 뱅크수
    빌딩 내 일반적인 Bank 수 선정기준은 다음과 같다
    • 1,000[kVA]미만 : 1Bank
    • 1,000~2,000[kVA]미만 : 1~2Bank
    • 3,000[kVA]이상 : 3Bank
  • 변압기 회로방식
    • 1Bank
      • 가장 간단하고, 경제적
      • 변압기 사고로 정전이 되면, 정전 시간이 길어진다
    • 2Bank(1차DS, 2차CB)
      • 변압기 사고로 일단 전체 정전이 되지만 사고 뱅크를 제거하면 단시간에 운전이 가능
      • 1Bank로 전부하가 처리되면 부하제한이 필요
    • 2Bank(1차CB, 2차DS)
      • 변압기 사고 시 1차 및 2차의 CB를 개방하여 사고 뱅크를 분리하므로 전체 정전이 되지 않는다
      • 1bank로 부하가 처리되면 부하제한이 필요
    • 3Bank 이상
      • 1대가 고장이 나도 나머지 2대로 전체부하를 운전할수 있다
      • 최초로부터 3bank이상의 설치는 초기 투자액의 증대로 초래할 수 있다
      • 설비구성이 복잡하다
  • 변압기 결선
    • Δ-Δ결선
      • 장점 : V결선이 가능하고, 대전류부하에 적합하다
      • 단점 : 지락사고 시 선택 차단이 어렵다
    • Y-Y결선
      • 장점 : 단절연 방식을 채택할 수 있고, 고전압 결선에 적합하다
      • 단점 : 지락사고 시 통신선에 유도장해를 준다
    • V-V결선
      • 장점 : Δ-Δ결선에서 1대 고장 시 2대의 변압기로 3상 변성할때 사용한다
      • 단점 : 변압기 이용율은 86.6%, 출력은 57.7% 이다
    • Δ-Y결선, Y-Δ결선
      • 장점 : Δ-Δ결선, Y-Y결선의 장점을 가질 수 있다
      • 단점 : 30도의 위상차가 나며, 1대 고장시 전원공급이 불가능하다
    • Y-지그재그 결선
      • 1차 측과 2차 측에 중성점이 필요한 경우 제3고조파를 상쇄시키는 결선
  • 변압기 병렬운전
    • 1차, 2차 저압이 같아야 한다
    • 임피던스 전압이 같고, 저항과 리액턴스의 비가 같아야 한다
    • 단상 변압기는 극성이, 3상 변압기는 각변위와 상회전이 같아야 한다
    • 부하 분담 시 용량에는 비례하고, %Z에는 반비례한다
\[\frac{I_A}{I_B}=\frac{(kVA)_A}{(kVA)_B}\cdot\frac{\%Z_B}{\%Z_A}\]

변전설비 시스템

변전설비 시스템 구성
빌딩 내 수전전설비의 변압기 뱅크 2차 측 모선방식


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