24. 표준 부하, 분기 회로수, 역률, 전력용 콘덴서, 저압 진상용 콘덴서
1. 표준 부하
1) 건축물의 종류에 따른 표준 부하
| 건축물의 종류 | 표준 부하 [VA/㎡] |
| 공장, 공화당, 사원, 교회, 극장, 영화관, 연회장 등 | 10 |
| 기숙사, 여관, 호텔, 병원, 학교, 음식점, 다방, 대중 목욕탕 | 20 |
| 사무실, 은행, 상점, 이발소, 미장원 | 30 |
| 주택, 아파트 | 40 |
2) 건축물 중 별도 계산할 부분의 표준 부하 (주택, 아파트는 제외)
| 건축물의 부분 | 표준 부하 [VA/㎡] |
| 복도, 계단, 세면장, 창고, 다락 | 5 |
| 강당, 관람석 | 10 |
3) 표준 부하에 따라 산출한 수치에 가산하여야 할 [VA]수
(1) 주택, 아파트(1세대 마다)에 대하여는 500~1,000 [VA]
(2) 상점의 진열창에 대하여는 진열창 폭 1[m]에 대하여 300 [VA]
(3) 옥외의 광고등, 전광사인, 네온사인 등의 [VA] 수
(4) 극장, 댄스홀 등의 무대조명, 영화관 등의 특수전등부하의 [VA] 수
4) 예상이 곤란한 콘센트, 접속기, 소켓 등의 예상부하 값 계산
| 수구의 종류 | 예상 부하 [VA/개] |
| 소형 전등수구, 콘센트 | 150 |
| 대형 전등수구 | 300 |
[비고 1] 콘센트는 1구이든 2구이든 몇 개의 구로 되어 있더라도 1개로 본다.
[비고 2] 전등수구의 종류는 다음과 같다.
소형 : 공칭지름이 26[mm] 베이스인 것
대형 : 공칭지름이 39[mm] 베이스인 것
2. 부하 상정
부하 설비 용량 = PA + QB + C
P : 건축물의 바닥 면적 [㎡]
Q : 별도 계산할 부분의 바닥면적 [㎡]
A : P 부분의 표준 부하 [VA/㎡]
B : Q 부분의 표준 부하 [VA/㎡]
C : 가산해야 할 부하 [VA]
3. 분기 회로수
[주1] 계산결과에 소수가 발생하면 절상한다
[주2] 220[V] 에서 3[kW] (110[V] 일 때는 1.5[kW]) 를 초과하는 냉방기기, 취사용 기기 등 대형 전기 기계 기구를 사용하는 경우에는 단독분기회로를 사용하여야 한다.
※ 분기회로 전류는 보통 문제에서 주어지지 않으면 16[A] 분기회로임
4.역률(PF: Power Factor)
1) 역률의 정의
(1) 피상 전력에 대한 유효 전력의 백분율 값
(2) 전압과 전류 사이의 위상차의 여현 값
2) 역률개선의 원리
부하의 대부분은 유도성 부하이며 이를 사용하게 되면 지상무효전력에 의해 역률이 저하된다.
이를 개선하기 위해 부하의 전단에 병렬로 콘덴서(용량성)를 설치하여 진상 전류를 흘러줌으로써 지상무효전력을 감소시켜 역률을 개선한다.
3) 역률 개선의 효과
(1) 전력 손실 경감
(2) 전압 강하 경감
(3) 설비 용량 여유분 증가
(4) 전기 요금 절감
4) 역률 과보상시 발생하는 현상
(1) 역률 저하, 전력손실 증가
(2) 단자전압 상승
(3) 계전기 오동작
5. 전력용 콘덴서 설비
1) 콘덴서 회로의 부속 기기
(1) 방전 코일 (DC : Discharge Coil)
① 콘덴서에 축적된 잔류 전하를 방전하여 인체의 감전사고 방지
② 선로에 재투입 시 콘덴서에 걸리는 과전압 방지
③ 방전코일의 성능
- 저압 : 콘덴서 개로 후 3분 이내에 콘덴서의 잔류전하를 75[V] 이하로 저하
- 고압 및 특고압 : 콘덴서 개로 후 5초 이내에 콘덴서의 잔류전하를 50[V] 이하로 저하
(2) 직렬 리액터 (SR : Series Reactor)
① 제5고조파로부터 전력용 콘덴서 보호 및 파형 개선의 목적으로 사용 (제5고조파 제거)
② 직렬 리액터의 용량
(3) 직렬 리액터 설치효과
① 제5고조파에 의한 전압 파형의 찌그러짐 방지 (제5고조파 제거)
② 콘덴서 투입 시 돌입 전류 방지
③ 개폐 시 발생 할 수 있는 계통의 과전압 억제
④ 고조파 전류에 의한 계전기 오동작 방지
2) 전력용 콘덴서 보호
(1) 과전류 계전기 : 콘덴서 내부 소손 보호
(2) 과전압 계전기 : 콘덴서에 직렬리액터가 설치되면 콘덴서 단자전압이 상승하며 또한, 경부하시 변압기 리액턴스부의 전위 상승을 발생할 수 있으므로 과전압 계전기 설치
(3) 부족전압 계전기 : 계통 정전 후 전압이 회복되었을 때 무부하 상태에서 콘덴서만 투입되는 것을 방지하기 위하여 부족전압 계전기 설치
(4) 퓨즈 : 110~200[kVA] 정도의 한류 퓨즈에 의해 보호 가능
3) 저압 진상용 콘덴서 설치장소
(1) 개개의 부하에 설치하는 것이 원칙
(2) 저압전동기, 전력장치 등에서 저역률의 것은 역률 개선을 위하여 진상용 콘덴서 설치
(3) 고주파가 발생하는 제어장치의 출력 측에 접속하는 부하에는 진상용 콘덴서 설치하지 말 것
(4) 진상용 콘덴서의 설치방법
① 고압측(고압모선)에 설치하는 방법
- 장점 : 관리가 용이하고 무효전력에 신속한 대응이 가능하여 경제적
- 단점 : 역률의 개선은 콘덴서 설치 점에서 전원 측으로 개선되기 떄문에, 선로 및 부하기기의 개선효과가 크진 않음
② 고압측(고압모선)과 부하에 분산하여 설치하는 방법
- 장점 : 고압측(고압모선)에 설치하는 방법보다 개선효과가 큼
- 단점 : 고압측(고압모선)에 설치하는 방법보다 설비비 증가
③ 부하말단(저압측 전동기 등)에 분산 설치하는 방법
- 장점 : 역률 개선의 효과가 가장 큼
- 단점 : 경제적 부담이 큼
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