AI 발전설비

5️⃣마이크로 가스 터빈

• 가스터빈과 발전기, 제어장치가 하나의 패키지로 된
• 일축구조의 출력 100[kW]이하인 가스터빈발전시스템

1)구성도

압축기, 연소기, 터빈, 발전기 재생 열교환기, 인버터

2)특징

열효율 향상

공기베어링 방식

윤활유 계통 불필요,소형 유지보수 용이

인버터사용

발전기 고주파 교류전력 발생→직류화→60[Hz]교류 변환

재생사이클 채용

배기가스 연도로 증기 생산→가스터빈+증기터빈 발전 가능

6️⃣발전기실 소요 공기량

Q : 총공기 소요량 Q1 : 연소 공기량
Q2 : 실온 상승억제 공기량 Q3 : 유지보수 인원필요 공기량

1️⃣발전기 용량

• 정전 시 발전기가 전력을 공급해야 할 모든 부하를 검토
• 소방 관련법 및 건축법 시행령에 의해서 요구되는 각종 비상용 전원과 산업현장에서 필수적인 부하의 출력과 그 효율을 고려

2️⃣발전기 대수

• 1대로 단독운전을 할 것인지 아닌면, 2대 이상으로 병렬운전을 할 것인지를 결정
• 병렬운전 시에는 각 발전기의 전압 및 주파수가 같아야 함은 물론이고 동기투입장치 필요

3️⃣회전수

• 고속형(1,200[rpm]이상)은 체적이 작고 설치면적도 작아서 경제적이나, 소음 및 진동이 크고 수명이 짧다.
• 저속형(900[rpm]이상)은 전압안정도가 좋고 소음및 진동이 작고 수명이 긴 장점이 있으나 가격이 비싸다
• 고속기는 소용량, 고압에 유리하고, 저속기는 장기 운전, 저전압에 유리

4️⃣기동방식 및 기동에 요하는 시간

• 기동에는 보통 전기식과 압축공기식의 두 가지가 사용되는데 전기식은 고속의 예열식에, 압축 공기식은 중속의 직접분사식에 많이 채용
• 기동 시간은 일반적으로 10초 이내

5️⃣환경공해 문제

• 소음 및 진동에 대한 대책
  • 소음기를 사용하고, 방음 커버로 차음하며 방음벽을 설치
  • 또한 방진고무, 방진 스프링을 사용하고, 발전기 설치용 콘크리트 패드와 바닥 본체 사이에 완충제를 삽입하여 발전기 진동이 건물의 다른 부분으로 전달되는 것을 방지
• 대기오염 방지대책
  • 유황분이 적은 연료를 사용하여 SOx의 발생을 줄이고 배기중의 NOx를 분리, 제거하는 탈진장치를 고려

6️⃣열효율 및 연료 소비량

• 열효율이 높아서 같은 출력이라도 연료 소비량이 작은 것을 선정

7️⃣설치 장소 및 발전기실의 크기

• 발전기 설비에 요하는 면적은 대략 1.7√P[㎡](P는 원동기의 마력 수)로 계산하는데 이에 충분한 면적이 확보
• 실내(지하실 등)에 설치할 때는 유지보수용 크레인 등을 설치할 수 있도록 층고가 5[m]이상
• 바닥의 기초는 엔진의 진동에 충분히 견딜 수 있도록
• 연료 및 냉각수 배관을 고려
• 환기가 잘 되는 장소
• 기기의 반 출입이 용이한 장소

8️⃣냉각방식

• 디젤엔진의 경우 냉각방식은 수랭식은 단순 순환식, 냉각탑 순환식, 방류식 및 라디에이터 식 등
• 라디에이터 방식은 소용량기에 사용되고 대용량기가 되면 냉각탑 순환식을 쓰며, 냉각수의 다량 보급이 가능한 경우에는 방류식을 채용

9️⃣건축 분야와의 관계

• 발전기실은 중량물의 운반, 설치, 유지보수가 용이한 구조
• 천장의 높이는 Overhead Crane의 설치와 배기관의 설치높이 등을 고려하여 충분한 높이가 확보
• 출입구 및 통로는 기기의 반 출입에 지장이 없어야 한다
• 엔진- 발전기의 기초는 건물 기초와 관계없는 장소를 택하고 공통대판과 엔진 사이에는 고무 또는 스프링으로 제작된 진동흡수장치(방진장치)를 설치해서 진동이 건물의 다른 부분으로 전달되지 않도록 한다
• 배기관은 주위에 소음공해를 야기하지 않는 위치에 설치

🔟부속기기의 위치

• 배선반은 단전기 단자 측에 가깝고, 엔진의 운전 측으로부터 배전반의 계기들을 모두 볼 수 있는 위치에 설치하고, 주위에 보수점검을 위해 필요한 공간을 확보할 것
• 공기압축기는 공기탱크 부근에 설치하고 분해조립을 할 수 있는 스페이스를 확보할 것
• 연료탱크의 밑면은 연료펌프로부터 1[m] 이상 높게 설치할 것
• 소음기를 천장에 매다는 경우는 천정과 소음기 사이에 방열장치를 설치할 것
• 고층 건물의 경우 배기관은 일반 보일러용 연도에 연결하는 경우와 배기관을 옥상까지 연장하는 경우가 있는데 거리가 긴 경우에는 배압을 고려하여 관경을 정할 것
• 환기장치를 천장 가까이 설치하고 그 반대쪽 바닥 가까이에 흡기구를 설치할 것
• 냉각수 탱크는 엔진의 펌프 측에 설치할 것

병렬운전 과정

1. 발전기 준비: 발전기를 기동하고, 속도를 서서히 증가시켜 계통 주파수와 일치시킵니다.
2. 전압 조정: 여자기를 조절하여 발전기 전압을 계통 전압과 일치시킵니다.
3. 위상 일치: 동기화 장치를 이용하여 발전기와 계통의 위상을 일치시킵니다.
4. 병렬 연결: 위상이 일치하면 접속기를 닫아 발전기를 계통에 병렬 연결합니다.
5. 부하 분담: 발전기의 출력을 조절하여 부하를 분담합니다.

1️⃣가스터빈발전기의 구조

• 가스터빈발전기는 다음 그림의 단순사이클과 같이 발전기, 콤프레셔, 연소기, 가스터빈, 연료공급장치, 배기장치등으로 구성
• 가스터빈의 배기가스는 통상 500[℃]이상의 고온이므로 그대로 대기중에 방출하면 열손실이 대단히 커진다.
• 재생사이클에서는 다음 그림의 재생사이클과 같이 배기가스의 열로 연소기에 들어가기전의 공기를 배기가스와 열교환하야 예열함으로써 연소기에 투입되는 연료의 양을 절감시켜서 열효율을 높이는 방법을 이용

2️⃣가스터빈발전기의 특징

• 가스터빈엔진은 디젤엔진에 비해 열효율이 떨어지고 가격이 비싼 단점을 가지고 있으나, 소음이 작고 냉각수가 필요 없으며, 회전속도가 균일해서 발전되는 전기의 품질과 신뢰성이 높은 장점을 가짐
• 압축기, 연소기, 터빈 연료공급장치, 배기장치 등으로 구성
• 사용연료의 제한 없이 중유, 경유, LNG 등 어느 것이나 사용
• 흡입→압축→연소→팽창→배기의 동작행정으로 회전속도가 연속적
• 보통 1,000[kW]이상의 대용량에 사용
• SOx나 NOx등의 공해물질의 배출이 디젤엔진보다 적다
• 소음 및 진동이 작다
• 가격은 디젤엔진의 2~4배 정도로 비싸다
• 열효율은 디젤엔진에 비해 떨어진다
• 동일 용량에 대해서 체적 및 중량은 디젤엔진에 비해 작다

3️⃣가스터빈발전기 선정 시 검토사항

• 전압 변동률, 주파수 등의 전기품질과 신뢰도를 검토
• 진동,소음, 대기오염 등의 환경 문제를 고려
• 적정한 사용연료를 검토
• 폐열을 난방 등에 이용하는 방안을 검토
• 초기 설치비, 유지보수비, 발전 단가 등을 종합적으로 검토하여 LCC가 최소가 되도록 경제성을 검토
• 잉여전력을 전력회사에 판매할 경우 계통 연계방안을 검토

4️⃣가스터빈발전기 시공 시 고려사항

• 발전기 설치에 요하는 면적은 대략 1.7√P[㎡]로 계산하는데 이에 충분한 면적이 확보
• 실내에 설치할 때는 유지보수용 크레인등을 설치할수 있도록 층고가 5[m]이상 확보
• 바닥의 기초는 엔진의 진동에 충분히 견딜수 있어야 한다
• 연료배관을 고려
• 환기가 잘되는 장소
• 기기의 반출입이 용이한 장소
• 급기 및 배기를 원활히 할수 있도록 해야 한다.

2️⃣가스터빈발전기의 특징

• 가스터빈엔진은 디젤엔진에 비해 열효율이 떨어지고 가격이 비싼 단점을 가지고 있으나, 소음이 작고 냉각수가 필요 없으며, 회전속도가 균일해서 발전되는 전기의 품질과 신뢰성이 높은 장점을 가짐
• 압축기, 연소기, 터빈 연료공급장치, 배기장치 등으로 구성
• 사용연료의 제한 없이 중유, 경유, LNG 등 어느 것이나 사용
• 흡입→압축→연소→팽창→배기의 동작행정으로 회전속도가 연속적
• 보통 1,000[kW]이상의 대용량에 사용
• SOx나 NOx등의 공해물질의 배출이 디젤엔진보다 적다
• 소음 및 진동이 작다
• 가격은 디젤엔진의 2~4배 정도로 비싸다
• 열효율은 디젤엔진에 비해 떨어진다
• 동일 용량에 대해서 체적 및 중량은 디젤엔진에 비해 작다

1️⃣디젤발전기와 가스터빈발전기의 비교

1)일반적 특성

2)연료특성

3)급배기 특성

4)전기적 부하 특성

2️⃣발전기 엔진 선정 및 적용

1)디젤엔진이 유리한 곳

• 비상전원의 사용 빈도가 적고, 비상전원의 중요도가 중시되지 않는 설비
• 냉각수 확보가 용이한곳
• 장시간 가동 및 저압발전방식 채택설비
• 저렴한 초기 투자 Cost에 의한 비상전원확보

2)가스터빈엔진이 유리한 곳

• 비상전원의 의존도가 높고, 양질의 전원이 요구되는 설비
• 냉각수 확보가 어렵고, 진동방지용 별도의 기초가 어려운 장소
• 열병합 발전 시스템 채택이나 피크컷 겸용 부하설비
• 공해문제가 대두되는 장소
• 건축물을 현대화 하는 경우

1️⃣시동방식에 따른 분류

1)전기식 기동

• 엔진용 구동모터에 의한 방식으로 DC24[V]축전지에 접속시킨 구동 모터와 피니언 기어를 연결시켜 엔진기관의 플라이휠 기어를 맞물리게 하여 기동하는 방식

2)공기식 기동

• 공기탱크에 공기를 압축시켜 압축된 공기를 이용하여 5회 이상 연속기동이 가능하도록 한 방식
• 설치면적과 설치비용이 고가인 관계로 방폭 등의 특별한 용도 이외에는 사용하지 않는 방식

2️⃣발전기 기동방식 비교

1️⃣고압 발전기 설치기준

• 발전기 가까운 곳에 개폐기, 과전류차단기, 전압계, 전류계를 시설해야 한다
• 각 극에 개폐기 및 과전류차단기를 설치할 것
• 전류계는 중성선을 제외한 각상의 전류를 읽을 수 있도록 시설할것
• 발전기의 철대, 금속제 외함 및 금속 프레임은 접지해야 한다

2️⃣저압, 고압 발전기의 비교

과전압의 발생원인

• AVR노후로 인한소손
• AVR오결선 및 진동
• 고조파나 비선형 부하에 의한 전압 왜곡
• 사이리스터 위상제어불능
• 진상부하 시 전기자 반작용
• ATS절체시 전기적 위상차이
• ATS N상이 선입지절 불능

발전기 과전압 사고 예방대책

• 고조파나 비선형 부하에 의해 과전압 발생대책
• 자기전압조정기의 점검
• 발전기 무부하운전 시 정상 출력 확인 후 부하운전 실기
• 진상부하에 의한 과전압 방지대책
• ATS절체 시 과전압 사고 예방대책
• 과전압 보호계전기

1)단상부하

• 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

1)단상부하

• 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

3)RG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 PG방식을 개선하여 개정된 산정방식으로 기존 기설설비에 적용가능

RG계수[kVA/kW]
K : 부하출력 합계[kW]

• RG₁
  정상부하 출력계수

D : 부하수용률
Sf : 불평형 전류에 의한 선전류 증가계수

• RG₂
  허용 전압강하 출력계수

Ks :시동계수
Zm : 시동임피던스
M : 최대부하출력[kW]
K₂ : 부하출력합계[kW]
ΔV : 허용 전압강하

• RG₃
  기저부하 출력계수

M₃ : 최대부하출력
d : 기존부하수용률

• RG₄
  허용 역상전류 출력계수

KG₄ : 허용역상전류 출력계수
K₁ : 고조파계수

• 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

1️⃣발전기 용량산정시 고려사항

1)단상부하

• 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

2)감전압 시동기

• 전동기 기동 시 감전압 시동을 채택하면 시동 돌입전류가 감소하여 발전기 용량이 줄지만 토크도 같이 감소
• 전동기가 충분한 속도에 도달하기 전에 감전압으로 전환하면 순시전압강하를 발생하므로 전환되는 시간 설정을 충분한 검토필요

3)고조파 부하

• 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

2️⃣일반부하 발전기 용량산정방식

1)수용 부하운전 시 용량

2)기동 부하전류 중 최대 기동용량

X”d : 발전기 과도 리액턴스(0.2~0.25),
허용전압강하 : 0.2~0.25

3️⃣소방부하용 용량 산정방식

1)GP방식 (21년6월14일 이후 기준)

전기설비설계기준 KDS 31 60 20 : 2021

GP : 발전기 용량[kVA]
ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]
ΣPm : 전동기 부하용량 합계[kW]
PL : 전동기 부하 중 기동용량이 가장 큰 전동기 부하용량[kW]
다만, 동시에 기동될 경우에는 이들을 더한 용량으로 함
a : 전동기의 kW당 입력용량 계수 (추천값 : 고효율 1.38, 표준형 1.45)
다만, 전동기 입력용량은 각 전동기별 효율, 역률을 적용하여 입력용량을 환산 가능
c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)
k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수
(명확하지 않은 경우 1.07~1.13)

ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]

가. 입력용량(고조파발생부하 제외)

나. 고조파발생부하의 입력용량 합계(kVA)
㉮ UPS의 입력용량

(※축전지충전용량은 UPS용량의 6~10% 적용)
㉯ 입력용량(UPS 제외)

(※(THD 가중치)는 KS C IEC 61000-3-6의 표
6을 참고한다. 다만, 고조파저감장치를 설치할 경
우에는 가중치 1.25를 적용할 수 있다.

c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)

k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수

2)PG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 제정한 방법으로 기존 기설설비에 적용

• PG₁
  정격운전 상태에서 부하설비의 가동에 필요한 발전기 용량[kVA]

∑PL : 부하의 합계[kW]
α 수용률, 부하율을 고려한 계수
ηL:부하의 종합표율(불분명한 경우 0.85 적용)
cosθ:부하역률(0.8적용)

• PG₂
  부하 중 최대값(시동[kVA])을 갖는 전동기를 시동할 때의 허용 전압강하를 고려한 발전기 용량[kVA]

Pm : 가장 큰 전동기 출력[kW]
β : 전동기 출력 1[kW]에 대한 시동[kVA](0.72)
C : 시동방식에 따른 계수
X”d : 발전기 과도 리액턴스[%]
ΔV : 발전기 부하로 Pm을 투입할때 허용 전압강하율[%]
(일반적으로 0.25이하, 비상용승강기 : 0.2이하 적용)

• PG₃
  부하 중 최대값을 갖는 전동기 또는 전동기군을 기동 순서상 마지막으로 시동을 할 때 필요한 발전기 용량

Pfm : Pm전동기 시동시 역률(0.4)
cosθG : 발전기 역률(0.8)

• PG₄
  부하 중 고조파를 감안한 경우

Pc : 고조파 발생부하[kW]

• 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

3)RG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 PG방식을 개선하여 개정된 산정방식으로 기존 기설설비에 적용가능

RG계수[kVA/kW]
K : 부하출력 합계[kW]

• RG₁
  정상부하 출력계수

D : 부하수용률
Sf : 불평형 전류에 의한 선전류 증가계수

• RG₂
  허용 전압강하 출력계수

Ks :시동계수
Zm : 시동임피던스
M : 최대부하출력[kW]
K₂ : 부하출력합계[kW]
ΔV : 허용 전압강하

• RG₃
  기저부하 출력계수

M₃ : 최대부하출력
d : 기존부하수용률

• RG₄
  허용 역상전류 출력계수

KG₄ : 허용역상전류 출력계수
K₁ : 고조파계수

• 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

2️⃣일반부하 발전기 용량산정방식

1)수용 부하운전 시 용량

2)기동 부하전류 중 최대 기동용량

X”d : 발전기 과도 리액턴스(0.2~0.25),
허용전압강하 : 0.2~0.25

3️⃣소방부하용 용량 산정방식

1)GP방식 (21년6월14일 이후 기준)

전기설비설계기준 KDS 31 60 20 : 2021

GP : 발전기 용량[kVA]
ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]
ΣPm : 전동기 부하용량 합계[kW]
PL : 전동기 부하 중 기동용량이 가장 큰 전동기 부하용량[kW]
다만, 동시에 기동될 경우에는 이들을 더한 용량으로 함
a : 전동기의 kW당 입력용량 계수 (추천값 : 고효율 1.38, 표준형 1.45)
다만, 전동기 입력용량은 각 전동기별 효율, 역률을 적용하여 입력용량을 환산 가능
c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)
k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수
(명확하지 않은 경우 1.07~1.13)

ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]

가. 입력용량(고조파발생부하 제외)

나. 고조파발생부하의 입력용량 합계(kVA)
㉮ UPS의 입력용량

(※축전지충전용량은 UPS용량의 6~10% 적용)
㉯ 입력용량(UPS 제외)

(※(THD 가중치)는 KS C IEC 61000-3-6의 표
6을 참고한다. 다만, 고조파저감장치를 설치할 경
우에는 가중치 1.25를 적용할 수 있다.

c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)

k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수

2)PG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 제정한 방법으로 기존 기설설비에 적용

• PG₁
  정격운전 상태에서 부하설비의 가동에 필요한 발전기 용량[kVA]

∑PL : 부하의 합계[kW]
α 수용률, 부하율을 고려한 계수
ηL:부하의 종합표율(불분명한 경우 0.85 적용)
cosθ:부하역률(0.8적용)

• PG₂
  부하 중 최대값(시동[kVA])을 갖는 전동기를 시동할 때의 허용 전압강하를 고려한 발전기 용량[kVA]

Pm : 가장 큰 전동기 출력[kW]
β : 전동기 출력 1[kW]에 대한 시동[kVA](0.72)
C : 시동방식에 따른 계수
X”d : 발전기 과도 리액턴스[%]
ΔV : 발전기 부하로 Pm을 투입할때 허용 전압강하율[%]
(일반적으로 0.25이하, 비상용승강기 : 0.2이하 적용)

• PG₃
  부하 중 최대값을 갖는 전동기 또는 전동기군을 기동 순서상 마지막으로 시동을 할 때 필요한 발전기 용량

Pfm : Pm전동기 시동시 역률(0.4)
cosθG : 발전기 역률(0.8)

• PG₄
  부하 중 고조파를 감안한 경우

Pc : 고조파 발생부하[kW]

• 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

3)RG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 PG방식을 개선하여 개정된 산정방식으로 기존 기설설비에 적용가능

RG계수[kVA/kW]
K : 부하출력 합계[kW]

• RG₁
  정상부하 출력계수

D : 부하수용률
Sf : 불평형 전류에 의한 선전류 증가계수

• RG₂
  허용 전압강하 출력계수

Ks :시동계수
Zm : 시동임피던스
M : 최대부하출력[kW]
K₂ : 부하출력합계[kW]
ΔV : 허용 전압강하

• RG₃
  기저부하 출력계수

M₃ : 최대부하출력
d : 기존부하수용률

• RG₄
  허용 역상전류 출력계수

KG₄ : 허용역상전류 출력계수
K₁ : 고조파계수

• 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

2️⃣일반부하 발전기 용량산정방식

1)수용 부하운전 시 용량

2)기동 부하전류 중 최대 기동용량

X”d : 발전기 과도 리액턴스(0.2~0.25),
허용전압강하 : 0.2~0.25

3️⃣소방부하용 용량 산정방식

1)GP방식 (21년6월14일 이후 기준)

전기설비설계기준 KDS 31 60 20 : 2021

GP : 발전기 용량[kVA]
ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]
ΣPm : 전동기 부하용량 합계[kW]
PL : 전동기 부하 중 기동용량이 가장 큰 전동기 부하용량[kW]
다만, 동시에 기동될 경우에는 이들을 더한 용량으로 함
a : 전동기의 kW당 입력용량 계수 (추천값 : 고효율 1.38, 표준형 1.45)
다만, 전동기 입력용량은 각 전동기별 효율, 역률을 적용하여 입력용량을 환산 가능
c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)
k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수
(명확하지 않은 경우 1.07~1.13)

ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]

가. 입력용량(고조파발생부하 제외)

나. 고조파발생부하의 입력용량 합계(kVA)
㉮ UPS의 입력용량

(※축전지충전용량은 UPS용량의 6~10% 적용)
㉯ 입력용량(UPS 제외)

(※(THD 가중치)는 KS C IEC 61000-3-6의 표
6을 참고한다. 다만, 고조파저감장치를 설치할 경
우에는 가중치 1.25를 적용할 수 있다.

c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)

k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수

2)PG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 제정한 방법으로 기존 기설설비에 적용

• PG₁
  정격운전 상태에서 부하설비의 가동에 필요한 발전기 용량[kVA]

∑PL : 부하의 합계[kW]
α 수용률, 부하율을 고려한 계수
ηL:부하의 종합표율(불분명한 경우 0.85 적용)
cosθ:부하역률(0.8적용)

• PG₂
  부하 중 최대값(시동[kVA])을 갖는 전동기를 시동할 때의 허용 전압강하를 고려한 발전기 용량[kVA]

Pm : 가장 큰 전동기 출력[kW]
β : 전동기 출력 1[kW]에 대한 시동[kVA](0.72)
C : 시동방식에 따른 계수
X”d : 발전기 과도 리액턴스[%]
ΔV : 발전기 부하로 Pm을 투입할때 허용 전압강하율[%]
(일반적으로 0.25이하, 비상용승강기 : 0.2이하 적용)

• PG₃
  부하 중 최대값을 갖는 전동기 또는 전동기군을 기동 순서상 마지막으로 시동을 할 때 필요한 발전기 용량

Pfm : Pm전동기 시동시 역률(0.4)
cosθG : 발전기 역률(0.8)

• PG₄
  부하 중 고조파를 감안한 경우

Pc : 고조파 발생부하[kW]

• 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

3)RG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 PG방식을 개선하여 개정된 산정방식으로 기존 기설설비에 적용가능

RG계수[kVA/kW]
K : 부하출력 합계[kW]

• RG₁
  정상부하 출력계수

D : 부하수용률
Sf : 불평형 전류에 의한 선전류 증가계수

• RG₂
  허용 전압강하 출력계수

Ks :시동계수
Zm : 시동임피던스
M : 최대부하출력[kW]
K₂ : 부하출력합계[kW]
ΔV : 허용 전압강하

• RG₃
  기저부하 출력계수

M₃ : 최대부하출력
d : 기존부하수용률

• RG₄
  허용 역상전류 출력계수

KG₄ : 허용역상전류 출력계수
K₁ : 고조파계수

• 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

2)PG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 제정한 방법으로 기존 기설설비에 적용

• PG₁
  정격운전 상태에서 부하설비의 가동에 필요한 발전기 용량[kVA]

∑PL : 부하의 합계[kW]
α 수용률, 부하율을 고려한 계수
ηL:부하의 종합표율(불분명한 경우 0.85 적용)
cosθ:부하역률(0.8적용)

• PG₂
  부하 중 최대값(시동[kVA])을 갖는 전동기를 시동할 때의 허용 전압강하를 고려한 발전기 용량[kVA]

Pm : 가장 큰 전동기 출력[kW]
β : 전동기 출력 1[kW]에 대한 시동[kVA](0.72)
C : 시동방식에 따른 계수
X”d : 발전기 과도 리액턴스[%]
ΔV : 발전기 부하로 Pm을 투입할때 허용 전압강하율[%]
(일반적으로 0.25이하, 비상용승강기 : 0.2이하 적용)

• PG₃
  부하 중 최대값을 갖는 전동기 또는 전동기군을 기동 순서상 마지막으로 시동을 할 때 필요한 발전기 용량

Pfm : Pm전동기 시동시 역률(0.4)
cosθG : 발전기 역률(0.8)

• PG₄
  부하 중 고조파를 감안한 경우

Pc : 고조파 발생부하[kW]

• 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

3)RG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 PG방식을 개선하여 개정된 산정방식으로 기존 기설설비에 적용가능

RG계수[kVA/kW]
K : 부하출력 합계[kW]

• RG₁
  정상부하 출력계수

D : 부하수용률
Sf : 불평형 전류에 의한 선전류 증가계수

• RG₂
  허용 전압강하 출력계수

Ks :시동계수
Zm : 시동임피던스
M : 최대부하출력[kW]
K₂ : 부하출력합계[kW]
ΔV : 허용 전압강하

• RG₃
  기저부하 출력계수

M₃ : 최대부하출력
d : 기존부하수용률

• RG₄
  허용 역상전류 출력계수

KG₄ : 허용역상전류 출력계수
K₁ : 고조파계수

• 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

2️⃣일반부하 발전기 용량산정방식

1)수용 부하운전 시 용량

2)기동 부하전류 중 최대 기동용량

X”d : 발전기 과도 리액턴스(0.2~0.25),
허용전압강하 : 0.2~0.25

3️⃣소방부하용 용량 산정방식

1)GP방식 (21년6월14일 이후 기준)

전기설비설계기준 KDS 31 60 20 : 2021

GP : 발전기 용량[kVA]
ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]
ΣPm : 전동기 부하용량 합계[kW]
PL : 전동기 부하 중 기동용량이 가장 큰 전동기 부하용량[kW]
다만, 동시에 기동될 경우에는 이들을 더한 용량으로 함
a : 전동기의 kW당 입력용량 계수 (추천값 : 고효율 1.38, 표준형 1.45)
다만, 전동기 입력용량은 각 전동기별 효율, 역률을 적용하여 입력용량을 환산 가능
c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)
k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수
(명확하지 않은 경우 1.07~1.13)

ΣP : 전동기 이외 부하의 입력용량 합계[kVA]

가. 입력용량(고조파발생부하 제외)

나. 고조파발생부하의 입력용량 합계(kVA)
㉮ UPS의 입력용량

(※축전지충전용량은 UPS용량의 6~10% 적용)
㉯ 입력용량(UPS 제외)

(※(THD 가중치)는 KS C IEC 61000-3-6의 표
6을 참고한다. 다만, 고조파저감장치를 설치할 경
우에는 가중치 1.25를 적용할 수 있다.

c : 전동기 기동계수 (KESC 발췌_전기안전공사 자료)

k :발전기 정수와 허용전압강하율을 고려한 계수

2)PG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 제정한 방법으로 기존 기설설비에 적용

• PG₁
  정격운전 상태에서 부하설비의 가동에 필요한 발전기 용량[kVA]

∑PL : 부하의 합계[kW]
α 수용률, 부하율을 고려한 계수
ηL:부하의 종합표율(불분명한 경우 0.85 적용)
cosθ:부하역률(0.8적용)

• PG₂
  부하 중 최대값(시동[kVA])을 갖는 전동기를 시동할 때의 허용 전압강하를 고려한 발전기 용량[kVA]

Pm : 가장 큰 전동기 출력[kW]
β : 전동기 출력 1[kW]에 대한 시동[kVA](0.72)
C : 시동방식에 따른 계수
X”d : 발전기 과도 리액턴스[%]
ΔV : 발전기 부하로 Pm을 투입할때 허용 전압강하율[%]
(일반적으로 0.25이하, 비상용승강기 : 0.2이하 적용)

• PG₃
  부하 중 최대값을 갖는 전동기 또는 전동기군을 기동 순서상 마지막으로 시동을 할 때 필요한 발전기 용량

Pfm : Pm전동기 시동시 역률(0.4)
cosθG : 발전기 역률(0.8)

• PG₄
  부하 중 고조파를 감안한 경우

Pc : 고조파 발생부하[kW]

• 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

3)RG방식(기설설비적용)

일본 내연력협회에서 PG방식을 개선하여 개정된 산정방식으로 기존 기설설비에 적용가능

RG계수[kVA/kW]
K : 부하출력 합계[kW]

• RG₁
  정상부하 출력계수

D : 부하수용률
Sf : 불평형 전류에 의한 선전류 증가계수

• RG₂
  허용 전압강하 출력계수

Ks :시동계수
Zm : 시동임피던스
M : 최대부하출력[kW]
K₂ : 부하출력합계[kW]
ΔV : 허용 전압강하

• RG₃
  기저부하 출력계수

M₃ : 최대부하출력
d : 기존부하수용률

• RG₄
  허용 역상전류 출력계수

KG₄ : 허용역상전류 출력계수
K₁ : 고조파계수

• 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