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1. 전동기 용량 산정

가. 양수 펌프용 전동기 용량 P [kW]

 

나. 권상기용 전동기 용량 P

 

예제) 양수량 Q=6 [㎥/min], 총양정 H=7.5[m]를 양수하는데 필요한 구동용 전동기의

         출력 P[kW]는 대략 얼마인가 ? (단, 펌프효율 η=75[%], 여유계수는 1.1 이다)

 

다. 유도전동기의 기동방식

  1) 농형 유도전동기의 기동방식

     ① 전전압 기동법 : 5[kW]

     ② Y-△ 기동법 : 5~15[kW] : 전압 1/√3, 토크, 전류 : 1/3

     ③ 기동보상기법 : 15[kW] 이상

     ④ 리액터 기동법

  2) 권선형 유도전동기의 기동방식

     ① 2차 저항 기동법

     ② 2차 임피던스 기동법

     ③ 게르게스 기동법

            r2 ↑ ⇒ S ↑ ⇒ τ ↑, I

  ※ 직류 전동기의 속도 제어법

     1) 전압 제어법

 

     ① 일그너법 : 부하 (大)

     ② 워드 레오나드 : 부하 (小)

  2) 계자 제어법

  3) 저항 이용법 : 효율이 낮아 잘 사용 안함

2. 부하의 산정 ★★

가. 설비용량

  1) 표준 부하

    ① 건축물 종류에 따른 표준 부하 (P)

건축물의 종류
표준부하 [VA/㎡]
공장, 공회당, 교회, 영화관, 연회장
10
기숙사, 여관, 호텔, 병원, 학교
20
사무실, 상점, 은행, 이발소, 미장원
30
주택, 아파트
40

   ② 건축물 중 별도 계산할 부분의 표준부하 (Q)

건축물의 종류
표준부하 [VA/㎡]
복도, 계단, 세면장, 창고, 다락
5
강당, 관람석
10

   ③ 표준 부하에 따라 산출한 수치에 별도로 가산하여야 할 용량 [C]

     ▣ 주택, 아파트(1세대 마다)에 대하여 500~1,000 [VA]

     ▣ 상점, 진열장에 대하여 진열장 폭 1[m]에 대하여 300 [VA]

     ▣ 옥외 광고등, 전광사인, 네온 사인 등의 부하 [VA]

나. 부하의 용량 산정

 

예제) 점포가 붙어 있는 점포주택이 그림과 같을 때 주어진 참고자료를 이용하여 예상되는

         설비부하용량을 산정하고 분기회로수는 원칙적으로 몇 회로로 하여야 하는지 산정하시

          오. (사용전압은 220[V]라고 한다.)

 

다. 분기회로수 산정

   1) 부하설비 용량에 맞는 분기회로수

 

   2) 분기회로수 계산결과가 소수점 이하가 발생하면 절상

   3) 냉방기기 (에어컨디셔너) 및 취사용 기기의 용량이 110[V] 사용전압에서 1.5[kW]

       사용전압이 220[V]에서 3[kW]이상이면 전용 분기회로로 하여야 한다.

   4) 전류가 주어지지 않은 경우에는 16[A]를 기준으로 한다.

   5) 분기회로의 종류

16 [A] 분기회로
40 [A] 분기회로
20 [A] 배선용차단기 분기회로
50 [A] 분기회로
20 [A] 분기회로
50 [A]를 초과하는 분기회로
30 [A] 분기회로

예제) 어떤 건물의 평면도와 조건이 다음과 같을 때 여기에 배선설계를 하고자 한다.

          이 평면도와 조건들을 이용하여 분기회로수를 결정하시오.

 

   1) 수전전압은 220 [V]로 한다.

   2) 분기회로 전류는 15[A]를 기준으로 80[%]로 한다.

   3) 주거지역 가산 부하는 1000[VA/세대]로 한다.

   4) 에어컨디셔너의 소비전력은 1.5[kW]로 한다.

 

라. 설비불평형률

 1) 단상 3선식

   ① 설비불평형률

 

 ② 단상 3선식 설비불평형률은 40[%] 이하이어야 한다.

 2) 3상 3선식 또는 3상 4선식

   ① 설비불평형률

 

   ② 3상 3선식의 설비불평형률은 30 [%] 이하 이어야 한다.

[예제] 설비불평형률에 대한 다음 물음에 답하시오.

  (1) 저압, 고압 및 특별고압 수전의 3상 3선식 또는 3상 4선식에서 불평형 부하의 한도는

       단상 접속부하로 계산하여 설비불평형률은 몇 [%] 이하로 하는 것을 원칙으로 하는가?

      30 [%] 이하

  (2) 아래 그림과 같은 3상 3선식 수전인 경우 설비불평형률을 구하시오. (전열부하의 역률

       은 1이며, 전동기의 출력 [kW]를 입력[kVA]로 환산하면 5.2[kVA]이다.

 

[답안작성]

 

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♠ 아파트 상정부하, 수용부하 산정 및 전력공급계약

 

▣ 다음과 같은 아파트 단지를 계획하고 있다. 주어진 규모 및 참고자료를 이용하여 다음

    각 물음에 답하시오.

 [규모]

  ① 아파트 동수 및 세대수 : 2동 300세대

  ② 세대당 면적과 세대수 : 표

동별
세대당면적[㎡]
세대수
동별
세대당면적[㎡]
세대수
1동
50
30
2동
50
50
70
40
70
30
90
50
90
40
110
30
110
30

 

  ③ 가산[VA] : 80[㎡]이하 750[VA],    150[㎡] 이하 1,000[VA]

  ④ 계단, 복도, 지하실 등의 공용면적 1동 : 1,700[㎡],    2동 1,700 [㎡]

  ⑤ [㎡] 당 상정부하

      아파트 : 40[VA/㎡], 공용부분 : 7[[VA/㎡]

  ⑥ 수용률

    ⊙ 70세대 이하 65[%]           100세대 이하 60[%]

    ⊙ 150세대 이하 55[%]          200세대 이하 50[%]

 [조건]

  ① 모든 계산은 피상전력을 기준한다.

  ② 역률은 100[%]로 보고 계산한다.

  ③ 주변전실로 부터 1동까지는 150[m]이며 동내의 전압강하는 무시한다.

  ④ 각 세대의 공급방식은 110/220[V]의 단상 3선식으로 한다.

  ⑤ 변전실의 변압기는 단상 변압기 3대로 구성한다.

  ⑥ 동간 부동률은 1.4로 본다.

  ⑦ 공용부분의 수용률은 100[%]로 한다.

  ⑧ 주변전실에서 각 동까지의 전압강하는 3[%]로 한다.

  ⑨ 이 아파트 단지의 수전은 13,200/22.900[V]의 Y 3상 4선식의 계통에서 수전한다.

  ⑩ 사용설비에 의한 계약전력은 사용설비의 개별 입력의 합계에 대하여 다음 표의 계약

      전력 환산율을 곱한 것으로 한다.

구분
계약전력 환산율
비고
처음 75 [kW]에 대하여
100 [%]
계산의 합계 수치 단수가 1[kW]
미만일 경우 소수점 이하 첫째
자리에서 반올림한다.
다음 75 [kW]에 대하여
85 [%]
다음 75 [kW]에 대하여
75 [%]
다음 75 [kW]에 대하여
65 [%]
300 [kW] 초과분에 대하여
60 [%]

 

 (1) 1동의 상정부하는 몇 [VA]인가 ?

 (2) 2동의 수용부하는 몇 [VA]인가 ?

 (3) 이 단지의 변압기는 단상 몇 [kVA]짜리 3대를 설치하여야 하는가 ? 단, 변압기의 용량

     10[%]의 여유율을 보며 단상 변압기의 표준용량은 75, 100, 150, 200, 300[kVA] 등 이다.

 (4) 한국전력공사와 변압기 설비에 의하여 계약한다면 몇 [kW]로 계약하여야 하는가 ?

 (5) 한국전력공사와 사용설비에 의하여 계약한다면 몇 [kW]로 계약하여야 하는가 ?

 

【답안작성】

 

(1) 1동의 상정부하는 몇 [VA]인가 ?

 ▣ 상정부하 = 바닥면적 × [㎡]당 상정부하 + 가산부하

세대당 면적
[㎡]
상정부하
[VA/㎡]
가산부하
[VA]
세대
상정부하 계 [VA]
50
40
750
30
[50 × 40 + 750] × 30 = 82,500
70
40
750
40
[70 × 40 + 750] × 40 = 142,000
90
40
1,000
50
[90 × 40 + 1000] × 50 = 230,000
110
40
1,000
30
[110 × 40 + 1000] × 30 = 162,000
합계
616,500[VA]

  ∴ 공용면적까지 고려한 상정부하 = 616,500+1,700 × 7 = 628,400 [VA]

 

(2) 2동의 수용부하는 몇 [VA]인가 ?

  ▣ 상정부하 = 바닥면적 × [㎡]당 상정부하 + 가산부하

  ▣ 수용부하 = 상정부하 × 수용률

세대당 면적
[㎡]
상정부하
[VA/㎡]
가산부하
[VA]
세대
상정부하 계 [VA]
50
40
750
50
[50 × 40 + 750] × 50 = 137,500
70
40
750
30
[70 × 40 + 750] × 30 = 106,500
90
40
1,000
40
[90 × 40 + 1000] × 40 = 184,000
110
40
1,000
30
[110 × 40 + 1000] × 30 = 162,000
합계
590,000[VA]

   ∴ 공용면적까지 고려한 수용부하 = 590,000×0.55+1,700 × 7 = 336,400 [VA]

 

(3) 이 단지의 변압기는 단상 몇 [kVA]짜리 3대를 설치하여야 하는가 ? 단, 변압기의 용량은 10[%]의

     여유율을 보며 단상 변압기의 표준용량은 75, 100, 150, 200, 300[kVA] 등 이다.

 

(4) 한국전력공사와 변압기 설비에 의하여 계약한다면 몇 [kW]로 계약하여야 하는가 ?

  ▣ 변압기 용량이 200[kVA] 3대 이므로 200 × 3 = 600[kW] 로 계약

 

(5) 한국전력공사와 사용설비에 의하여 계약한다면 몇 [kW]로 계약하여야 하는가 ?

  ▣ 1동 상정부하 = 628,400 [VA]

  ▣ 2동 상정부하 = 590,000+1,700 × 7 = 601,900 [VA]

  ▣ 사용설비용량 = (628,400+601,900) × 10-3 = 1,230.3 [kW]

     ∴ 계약전력 = 75+75 × 0.85 + 75 × 0.75 + 75 × 0.65 +(1,230.3-300)×0.6

                    = 801.93 [kW] 소수점 첫째자리에서 반올림

                       정답 : 802[kW]

 

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