건축설비기사 수변전설비 — 용량 산정과 변압기, 개폐·계측

신축 건물의 부하설비용량은 실제 사용 실적이 없으므로 최대수용전력으로 구하지 않는다. 건물 용도에 따른 단위면적당 전력인 부하밀도와 연면적을 곱해 산정한다. 최대수용전력은 기존 건물의 사용 패턴을 반영한 값이다.

변압기 용량을 산정할 때는 수용률, 부하율, 부등률을 쓴다. 수용률은 설비 대비 실제 사용 비율, 부하율은 평균 부하 대비 최대 부하의 비율, 부등률은 각 부하가 동시에 걸리지 않는 정도를 나타낸다. 밀도율은 단위면적당 부하를 추정하는 지표일 뿐 용량 산정의 보정 인자가 아니다.

변압기의 2차 전압은 1차와 2차 권선 수의 비인 권수비로 정해진다. 정격 1차 전압은 정격 2차 전압에 1차 권선 수를 2차 권선 수로 나눈 값을 곱해 구한다. 철심은 전기강판을 얇게 적층해 만들며, 일반적인 강판 두께는 0.35mm다. 판이 두꺼우면 히스테리시스 손실과 와전류 손실이 커진다.

단상변압기 3대를 델타로 결선하면 출력은 세 대의 합이다. 200kVA 세 대라면 600kVA가 되고, 한 대가 소손되어 V결선으로 운전하면 출력은 600을 √3으로 나눈 약 346kVA로 줄어든다.

계기용 변성기는 전압이나 전류를 측정하기 쉬운 값으로 바꾸는 기기다. 계기용 변압기(PT)는 전압을, 계기용 변류기(CT)는 전류를 낮추고, 영상 변류기(ZCT)는 누전 전류를 감지한다. 피뢰기(LA)는 과전압을 땅으로 흘려보내는 보호기기이지 계기용 변성기가 아니다.

개폐장치의 역할도 구분한다. 단로기는 부하 전류를 개폐하는 능력이 없어 무부하 상태에서만 조작한다. 평상시 부하 전류를 개폐하는 것은 차단기나 부하개폐기의 몫이다.

정전에 대비한 설비도 수변전설비에 딸린다. 부동 충전은 충전기가 상용 부하를 맡고, 충전기가 감당하기 어려운 일시적인 대전류 부하는 축전지가 맡는 방식이다. 비상 발전기의 부하는 인명 보호와 안전 유지에 필요한 설비로 한정한다. 병원 병실의 조명, 현금 보관소의 보안 시스템, 도난 경보 장치는 비상 부하지만, 백화점의 공기조화설비처럼 편의를 위한 설비는 제외한다.