BB 배전방식*

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L 배전설비

배전방식

배전설계 계획
저압옥내배선방식
직류송전방식과 교류송전방식의 비교

간선과 분기회로

★배전방식

• 배전설계 계획**
  (부분배분결선계보도)
  부하산정, 간선의 분류, 배전방식, 간선방식, 배전방식, 분전반, 간선계산, 보호방식

• 저압옥내배선방식
  단상2선식, 단상3선식, 3상3선식, 3상4선식
• 직류송전방식과 교류송전방식의 비교

• 간선과 분기회로

기출문제

배전방식

배전설계 계획
저압옥내배선방식
직류송전방식과 교류송전방식의 비교

간선과 분기회로

💯기출문제

●A01.계단식 아파트의 간선설계에 대하여 설명하시오

전력간선의 설계(부분배분결선계보도)

●A02.간선계획 시 고려사항을 쓰고 간선 굵기의 결정요소에 대하여 설명하시오

전력간선의 설계(부분배분결선계보도)

7️⃣간선계산

• 간선 크기(계산)를 결정하는 요소 : 전선의 허용전류, 전압강하, 기계적 강도, 연결점의 허용온도, 열방산 조건
• 간선 크기(계산)고려사항 : 장래 예비 사용 또는 증설에 대한 여유율, 부하의 수용률
• 간선에 있어서 수용률은 간선 비용과 직접 관계되므로 공장, 공동주택 등에서는 이를 적용하지만 장래에 용량 증가가 예상되는 건축물에서는 이를 고려하거나 적용하지 않음

○A03.전력간선 굵기 산정의 흐름도를 제시하시오

전력간선의 설계(부분배분결선계보도)

●A04.전력간선의 종류를 사용목적에 따라 분류하고 설계순서 및 설계 시 고려사항을 설명하시오

• 전등간선 : 상용 조명간선과 비상용 조명간선
• 동력간선 : 상용 동력간선과 비상용 동력간선
• 특수용 간선 : 전 사용 간선, OA간선, 의료기기 간선 등

●A05.건축물의 전력간선 설계 순거에 대하여 설명하시오

전력간선의 설계(부분배분결선계보도)

●A06.건축물 배선설비의 선정과 설치에 고려할 외적 영향에 대하여 10가지만 설명하시오

모범답안(건축물 배전선정 고려사항)

1. 주변 온도 및 습도

• 고온 환경: 고온에서는 절연체 성능이 저하되어 단락이나 합선의 위험이 증가합니다.
• 저온 환경: 저온에서는 절연체가 딱딱해져 파손될 위험이 있으며, 동절기 결로 현상으로 인한 부식 문제가 발생할 수 있습니다.
• 고습 환경: 고습 환경에서는 절연 저항이 감소하고 부식이 발생하여 누전의 위험이 높아집니다.

2. 외부 열원

• 태양광: 직사광선은 케이블의 온도를 상승시켜 절연체의 수명을 단축시키고 화재의 위험을 높입니다.
• 기타 열원: 난방기구, 조명기구 등의 열원은 케이블 주변 온도를 상승시켜 절연 성능을 저하시킵니다.

3. 물의 존재

• 누수: 배관 누수, 빗물 침투 등으로 인해 케이블이 물에 잠기면 단락이나 지락이 발생할 수 있습니다.
• 습기: 습기는 절연 저항을 감소시켜 누전의 위험을 높이고, 부식을 유발합니다.

4. 침입 고형물

• 먼지: 먼지는 절연체 표면에 쌓여 절연 저항을 감소시키고, 화재의 위험을 높입니다.
• 이물질: 작은 금속 조각이나 벌레 등의 이물질이 케이블 내부로 침투하여 단락을 유발할 수 있습니다.

5. 부식 또는 오염 물질

• 화학 물질: 산, 염기 등의 화학 물질은 케이블의 절연체를 부식시켜 성능을 저하시킵니다.
• 염분: 해안가 지역의 높은 염분 농도는 금속 부품의 부식을 촉진하여 접촉 저항을 증가시킵니다.

6. 충격 및 진동

• 외부 충격: 외부 충격으로 인해 케이블이 손상되거나 단선될 수 있습니다.
• 진동: 진동은 접촉 불량을 유발하고, 케이블의 피로 파괴를 가속화합니다.

7. 기계적 응력

• 인장력: 케이블이 과도한 인장력을 받으면 단선될 수 있습니다.
• 압축력: 케이블이 압축력을 받으면 절연체가 손상될 수 있습니다.

8. 전자파 장애

• 외부 전자파: 외부에서 발생하는 전자파는 통신선에 간섭을 일으켜 데이터 전송 오류를 발생시킬 수 있습니다.
• 내부 전자파: 전력선에서 발생하는 전자파는 주변의 다른 전자기기에 영향을 미칠 수 있습니다.

9. 화재

• 직접 화재: 화재 발생 시 케이블이 직접적인 열에 노출되어 손상될 수 있습니다.
• 연기: 연기는 절연체의 성능을 저하시키고, 화재 확산을 촉진합니다.

10. 지역 환경 규제

• 법규: 각 지역별 건축법 및 전기설비기술기준 등 관련 법규를 준수해야 합니다.
• 안전 기준: 안전을 위해 정해진 규정에 따라 배선 설비를 설치해야 합니다.

●A07.전력간선의 굵기 산정 흐름도를 제시하고 굵기를 선정하기 위한 고려사항을 설명하시오

전력간선의 설계(부분배분결선계보도)

●A3.배전설비 설계 흐름도를 작성하고, 각 항목별 고려사항에 대하여 설명하시오(12)(133)

전력간선의 설계(부분배분결선계보도)

💯기출문제

●A1.저압옥내배전방식에 대하여 설명하시오

(결선도, 공급전력, 선전류, 전선단면적, 전압강하,배전손실 등)

단상2선식

단상3선식

3상3선식

3상4선싯

●B2건축물에서 교류배전방식과 직류배전방식의 장단점

직류송전방식장점

• 절연계급을 낮출수있다
• 송전효율이 좋다
• 안정도가 좋다
• 유도장해가 작다
• 전압, 주파수가 다른 두 종류 계통을 연계할 수 있다

직류송전방식단점

• 교류에서와 같이 전류의 영점이없으므로 직류전류의 차단이 곤란하다
• 일단 전류로 변환된 후에는 승압 및강압이 곤란하다
• 인버터 컨버터 등 교직변환장치들의 신뢰성 과보수가 문제가 된다
• 교직변환장치에서 발생하는 고조파를 제거하는설비가 필요하다
• 변환장치는 유효전력의 50~60%정도의 무효전력을 솝;하므로 이를 공급하기 위한 무효전력보상 설비비가 비싸다

교류송전

• 변압기로 손쉬게 전압의 승압과 강압이 가능
• 3상교류전력으로 회전가계를 쉽게 얻을수 있다
• 전류의 0점아 존재하므로 사고전류 차단이 용ㅇ하다
• 계통의 합리적, 경제적 운영, 일관된 운영이 가능하다

• 송전손실이크다
• 인근통신선에 유도장해가 크다
• 페란티현상 발전기의 자기여자현상등의 이상상태가 발생
• 직ㄹ방식에 비해 계통안정도가 저하됨
• 주파수가 다른 계통의 비동기 연계가 불가능
• 송전전력의 한계가 아래에 의해 제한됨

○03건축물 전기설비에서 배전전압 결정방식과 선정 시 고려사항

●B04수용가 구내 설비에서의 직류배전과 교류배전의 특징을 비교하고 직류배전 도입시 고려사항에 대하여 설명하시오

●B05교류배전과 직류배전의 특성을 비교하고 직류배전시스템도입을 위한 고려사항에 대하여 설명하시오

1. 교류배전과 직류배전의 특성 비교

특성	교류배전	직류배전
전압 변환	변압기를 이용하여 용이하게 승압 및 강압 가능	컨버터를 이용하여 변환 가능하지만, 교류 변환에 비해 효율이 낮고 비용이 높음
송전 효율	장거리 송전 시 스킨 효과, 근접효과 등으로 인해 송전 손실이 크고, 무효전력 발생	스킨 효과, 근접효과가 없어 송전 효율이 높고, 무효전력이 발생하지 않음
안정도	전력계통의 안정도 유지를 위해 무효전력 보상 설비가 필요	전력계통의 안정도가 높고, 무효전력 보상 설비가 필요 없음
부하 특성	다양한 종류의 부하에 적용 가능	주로 전자기기, 전동기 등 특정 부하에 적용
기술 성숙도	오랜 역사와 기술 축적	상대적으로 새로운 기술로, 아직까지 표준화가 완전히 이루어지지 않음

2. 직류배전시스템 도입 시 고려사항

직류배전시스템 도입은 미래 에너지 시스템의 핵심 기술로 주목받고 있지만, 아직까지 해결해야 할 과제들이 많습니다. 직류배전시스템 도입을 위해 다음과 같은 사항들을 고려해야 합니다.

• 경제성: 직류배전시스템은 교류배전시스템에 비해 초기 투자 비용이 높고, 컨버터 등 추가적인 설비가 필요합니다. 따라서 시스템 전체의 생애주기 비용(LCC) 분석을 통해 경제성을 확보해야 합니다.
• 기술적 난제: 직류배전시스템은 아직까지 기술 개발이 진행 중이며, 표준화가 완전히 이루어지지 않아 시스템 설계 및 운영에 어려움이 있을 수 있습니다.
• 호환성: 기존 교류 전력망과의 호환성을 확보해야 하며, 다양한 종류의 부하에 대한 적용 가능성을 검토해야 합니다.
• 안전성: 직류 전압은 교류 전압에 비해 위험성이 높으므로, 안전 기준을 강화하고 안전 시스템을 구축해야 합니다.
• 정책적 지원: 정부의 정책적 지원을 통해 직류배전 기술 개발 및 보급을 촉진해야 합니다.

3. 직류배전시스템 도입의 장점

• 높은 송전 효율: 스킨 효과, 근접효과가 없어 송전 손실이 적고, 무효전력 발생이 없어 송전 효율이 높습니다.
• 안정적인 전력 공급: 전력 품질이 우수하고, 전압 변동이 적어 안정적인 전력 공급이 가능합니다.
• 재생에너지 연계 용이: 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전 시스템과의 연계가 용이합니다.
• 미래 에너지 시스템 구축 기반: 스마트 그리드, 전기차 충전 인프라 등 미래 에너지 시스템 구축에 기반이 될 수 있습니다.

●B06직류송전의 장단점을 비교하여 설명하시오

1)장점

• 절연계급을 낮출 수 있다
• 송전효율이 좋다
• 안정도가 좋다
• 유도장해가 작다
• 전압, 주파수가 다른 두 종류 계통을 연계할 수 있다

2)단점

• 교류에서와 같이 전류의 영점이 없음으로 직류전류의 차단이 곤란하다
• 일단 전류로 변환된 후에는 승압 및 강압이 곤란하다
• 인버터, 컨버터 등 교직변환장치들의 신뢰성과 보수가 문제가 된다
• 교직변환장치에서 발생하는 고조파를 제거하는 설비가 필요하다
• 변환장치는 유효전력의 50~60% 정도의 무효전력을 소비하므로 이를 공급하기 위한 무효전력 보상 설비비가 비싸다

●B07.1.5[kV]이하 직류가공전선로의 시설방법에 대하여 설명하시오

BB4.교류 저압배전방식 종류와 각각의 특징을 비교 설명하시오(133)

💯기출문제(간선과 분기회로)

●1.분기회로에 대한 전기설비기술기준을 설명하고 분기회로 설계 시 고려하여야 할 사항을 열거하시오

분기회로

저압 옥내간선으로부터 분기 과전류보호를 거쳐 전동 또는 콘센트에 이르는 배선

전기설비기술기준에서 규정하는 분기회로

전기설비기술기준(KEC)에서는 분기회로에 대한 다양한 규정을 제시하고 있습니다. 주요 내용은 다음과 같습니다.

• 과전류 차단기: 분기회로에는 반드시 과전류 차단기를 설치하여 과전류 발생 시 회로를 차단하고 화재 등의 위험을 방지해야 합니다.
• 정격 전류: 과전류 차단기의 정격 전류는 부하의 정격 전류의 1.3배를 넘지 않도록 해야 합니다.
• 전선 굵기: 분기회로에 사용되는 전선의 굵기는 허용 전류를 충분히 감당할 수 있도록 선정해야 합니다.
• 접지: 안전을 위해 분기회로는 접지를 철저히 해야 합니다.

모범답안(분기회로 설계 시 고려 사항)

1. 부하 용량:
   • 각 부하의 정격 전류를 정확히 파악하여 총 부하 용량을 산정합니다.
   • 예상되는 최대 부하를 고려하여 여유를 두고 설계해야 합니다.
2. 전압 강하:
   • 전선의 길이와 굵기에 따라 전압 강하가 발생하므로, 전압 강하가 허용 기준을 초과하지 않도록 설계해야 합니다.
   • 전압 강하가 크면 부하에 공급되는 전압이 낮아져 성능 저하 및 오동작의 원인이 될 수 있습니다.
3. 안전 거리:
   • 전선 간, 전선과 접지체 간의 안전 거리를 확보하여 감전이나 합선의 위험을 줄여야 합니다.
4. 환경 조건:
   • 설치 환경의 온도, 습도 등을 고려하여 적절한 자재를 선정해야 합니다.
   • 예를 들어, 고온 다습한 환경에서는 내열성이 우수한 자재를 사용해야 합니다.
5. 법규 준수:
   • 전기설비기술기준을 비롯한 관련 법규를 철저히 준수해야 합니다.
   • 건축법, 소방법 등 건축물에 대한 법규도 함께 고려해야 합니다.
6. 유지보수:
   • 향후 유지보수가 용이하도록 설계해야 합니다.
   • 예를 들어, 접근이 용이한 위치에 차단기를 설치하고, 배선 경로를 명확하게 표시해야 합니다.

●B2.간선설비에서 간선방식, 간선도체 종류, 간선부설방식, 간선 굵기의 결정요소를 설명하시오

나뭇가지식, 평행식, 나뭇가지평행식, 루프식

모범답안(간선설비의 주요 구성 요소)

간선방식: 전력을 공급하는 방식으로, 사용 목적에 따라 크게 동력용과 조명용으로 나눌 수 있습니다.

동력용: 모터, 펌프 등 큰 전력을 소비하는 기기에 전력을 공급하는 방식입니다.

조명용: 조명기구에 전력을 공급하는 방식입니다.

간선도체 종류: 전류를 흐르게 하는 도체의 종류로, 구리, 알루미늄 등이 주로 사용됩니다. 각 도체는 전기적 특성과 기계적 강도가 다르므로, 사용 환경에 맞게 적절한 도체를 선택해야 합니다.

간선부설방식: 간선을 설치하는 방식으로, 건물의 구조와 용도에 따라 다양한 방식이 사용됩니다.

매입 방식: 벽이나 천장 속에 매립하여 설치하는 방식으로, 미관상 좋고 안전합니다.

노출 방식: 벽면이나 천장에 노출하여 설치하는 방식으로, 시공이 간편하지만 미관상 좋지 않을 수 있습니다.

덕트 방식: 덕트라는 금속관을 이용하여 전선을 보호하고 설치하는 방식으로, 내구성이 좋고 관리가 용이합니다.

간선 굵기 결정 요소: 간선의 굵기는 전류 용량, 전압 강하, 기계적 강도 등을 고려하여 결정됩니다.

전류 용량: 간선을 통해 흐르는 전류의 크기에 따라 굵기를 결정합니다. 전류가 클수록 굵은 전선이 필요합니다.

전압 강하: 전선의 길이와 굵기에 따라 전압이 떨어지는 현상을 전압 강하라고 합니다. 전압 강하가 너무 크면 부하에 공급되는 전압이 낮아져 성능이 저하될 수 있으므로, 허용 전압 강하 범위 내에서 굵기를 결정해야 합니다.

기계적 강도: 전선이 외부 충격이나 하중을 견딜 수 있도록 충분한 기계적 강도를 가져야 합니다.

모범답안(간선 설계 시 고려 사항)

부하 용량: 각 부하의 정격 전류를 정확히 파악하여 총 부하 용량을 산정해야 합니다.

전압 강하: 허용 전압 강하 범위 내에서 전선의 굵기를 선정해야 합니다.

안전 거리: 전선 간, 전선과 접지체 간의 안전 거리를 확보하여 감전이나 합선의 위험을 줄여야 합니다.

환경 조건: 설치 환경의 온도, 습도 등을 고려하여 적절한 자재를 선정해야 합니다.

법규 준수: 전기설비기술기준을 비롯한 관련 법규를 철저히 준수해야 합니다.

유지보수: 향후 유지보수가 용이하도록 설계해야 합니다.

●B3.건축전기설비에서 분기회로의 용량 산정방식

분기회로의 표준 부하용량 산정방식

• 표준부하용량=P_a+Q_b+C[VA]
• 건축물 종류별 표준부하
• 부분적인 표준부하밀도
• 가산하여야 할 부하
• 분기회로수 산정
• 분기회로의 수구
• 분기회로의 굵기산정

○B4.저압전동기용 분기회로의 과전류차단기에 대하여 다음사항을 설명하시오

과전류차단기의 시설, 과부하보호장치와 보호협조

• 분기회로의 개폐기 및 과전류 차단기의 시설

과전류차단기의 필요성

• 과부하 보호: 전동기에 과부하가 걸려 전류가 과도하게 흐를 때, 차단기를 통해 회로를 차단하여 전동기가 손상되는 것을 방지합니다.
• 단락 보호: 회로 내부에서 단락이 발생하여 순간적으로 큰 전류가 흐를 때, 차단기를 통해 회로를 차단하여 화재 등의 위험을 방지합니다.

저압전동기용 과전류차단기의 종류

• 배선용 차단기(MCCB): 가장 일반적으로 사용되는 차단기로, 과전류와 단락에 대한 보호 기능을 함께 제공합니다.
• 전자식 과전류계전기: 전자식으로 과전류를 감지하여 차단기를 동작시키는 방식으로, 정밀한 보호 기능을 제공합니다.
• 열동형 과전류계전기: 열에 의해 동작하는 방식으로, 과부하에 대한 보호 기능이 뛰어납니다.

저압전동기용 과전류차단기 선정 시 고려 사항

• 정격 전류: 전동기의 정격 전류보다 약간 여유 있는 정격 전류를 가진 차단기를 선택해야 합니다.
• 차단 용량: 단락 전류를 차단할 수 있는 용량이 충분해야 합니다.
• 동작 특성: 과부하, 단락 등 다양한 이상 상태에 대한 동작 특성을 고려하여 적절한 차단기를 선택해야 합니다.
• 설치 환경: 주위 온도, 습도 등 설치 환경에 적합한 차단기를 선택해야 합니다.

저압전동기용 분기회로의 구성

• 전원: 전원 공급 장치
• 과전류차단기: 과전류 발생 시 회로를 차단
• 전동기: 부하
• 배선: 전원과 전동기를 연결

저압전동기용 분기회로의 설계 시 고려 사항

• 전압 강하: 전압 강하가 허용 범위를 넘지 않도록 배선 굵기를 적절히 선정해야 합니다.
• 안전 거리: 전선 간, 전선과 접지체 간의 안전 거리를 확보해야 합니다.
• 법규 준수: 전기설비기술기준(KEC) 등 관련 법규를 준수해야 합니다.

○5.저항용접기 및 아크용접기에 전원을 공급하는 분기회로 및 간선의 시설방법에 대하여 설명하시오.

1. 저항용접기 및 아크용접기의 특징

• 대전류: 용접 작업 시 짧은 시간 동안 매우 큰 전류가 필요합니다.
• 주기적인 단락: 용접 과정에서 전극이 접촉하여 단락이 발생합니다.
• 전자기 유도: 큰 전류가 흐르면서 주변에 강한 자기장을 형성하고, 이로 인해 다른 회로에 유도 전압이 발생할 수 있습니다.
• 열 발생: 용접 시 발생하는 열에 의해 주변 온도가 상승하고, 절연물이 손상될 수 있습니다.

2. 분기회로 및 간선 시설 시 고려 사항

• 전선 굵기: 용접기의 용량에 맞춰 충분한 굵기의 전선을 사용해야 합니다. 전선 굵기가 부족하면 전압 강하가 발생하여 용접 품질이 저하되고, 과열로 인한 화재의 위험이 증가할 수 있습니다.
• 차단기: 단락 전류를 차단할 수 있는 충분한 용량의 차단기를 설치해야 합니다. 일반적으로 배선용 차단기(MCCB)보다는 고용량 차단기(몰드 변성기 등)를 사용합니다.
• 접지: 용접 작업 시 발생하는 고주파 노이즈를 방지하고, 안전을 위해 반드시 접지를 철저히 해야 합니다.
• 절연: 고온 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있도록 내열성이 우수한 절연재를 사용해야 합니다.
• 전자기 유도 방지: 다른 회로에 영향을 미치지 않도록 전선을 틀거나, 차폐 케이블을 사용하여 전자기 유도를 최소화해야 합니다.
• 냉각: 용접기에서 발생하는 열을 효과적으로 방열하기 위한 냉각 시스템을 설치해야 합니다.

3. 분기회로 및 간선 시설 방법

• 독립 회로: 용접기는 다른 부하와 분리하여 독립된 회로로 구성하는 것이 일반적입니다.
• 전용 변압기: 용접기 전용 변압기를 설치하여 안정적인 전력 공급을 할 수 있습니다.
• 차단기 설치: 용접기 회로에 과전류 차단기, 누전 차단기 등을 설치하여 안전을 확보합니다.
• 접지: 용접기와 연결된 모든 금속 부분을 접지해야 합니다.
• 케이블 설치: 내열성이 우수하고 유연성이 좋은 케이블을 사용하여 설치합니다.
• 냉각 시스템: 용접기의 발열량에 맞춰 냉각 팬이나 냉각수 시스템을 설치합니다.

4. 안전 수칙

• 숙련된 전문가에 의한 시공: 용접기 설치는 전문적인 지식과 경험이 필요한 작업이므로, 반드시 숙련된 전문가에게 의뢰해야 합니다.
• 안전 표지 부착: 위험 표지, 주의 표지 등을 부착하여 안전 관리를 철저히 해야 합니다.
• 정기적인 점검: 용접기와 관련된 설비를 정기적으로 점검하고, 이상이 발견될 경우 즉시 조치해야 합니다.

5. 관련 법규

• 전기설비기술기준: 용접기 설치 시에는 전기설비기술기준(KEC)을 준수해야 합니다.
• 산업안전보건법: 용접 작업 시에는 산업안전보건법에 따른 안전 수칙을 준수해야 합니다.

🌐V1010T24