개념 한 쪽
수용설비 용량에 수용률을 곱해 최대수요(kW)를 구하고, 여러 수용가를 묶으면 부등률로 나눈 뒤, 역률로 나눠 필요 용량(kVA)을 정한다. 수용가 다섯 집단 예시로는 220÷1.3÷0.8 ≈ 212[kVA], 단일 공장 예시로는 1800×0.55÷0.9 = 1100[kVA]가 나온다.
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출제기준 단원 「수용설비와 공급설비」의 공개 문제 5개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 여러 수용가 변압기 용량 계산 | 4 | 수용률 합→부등률→역률 3단계 산출 |
| 단일 공장 수전설비 용량 계산 | 1 | 수용률→역률 2단계 산출 |
가장 자주 묻는 것은 여러 수용가 변압기 용량 계산입니다.
수용설비(각 수용가가 갖춘 기기 용량)에서 실제로 끌어 쓸 전력을 거쳐 공급설비(변압기·수전설비) 규모를 정하는 계산이 이 개념의 뼈대다. 첫 단계는 각 수용가의 유효 최대수요를 구하는 것으로, 수용설비용량에 그 수용가의 수용률을 곱한다. 수용설비용량이 50·100·80·60·150[kW]이고 수용률이 0.6·0.6·0.5·0.5·0.4이면 각각 30·60·40·30·60[kW]으로 합계 220[kW]다.
둘째 단계는 부등률을 적용하는 것이다. 각 수용가의 최대가 동시에 오지 않으므로, 합계를 부등률로 나눠 계통의 합성 최대수요를 얻는다. 220÷1.3 ≈ 169.2[kW]가 실제로 대비할 최대부하다.
셋째 단계는 유효전력(kW)을 피상전력(kVA)으로 바꾸는 것이다. 변압기·수전설비 용량은 kVA로 정하므로 최대수요를 역률로 나눈다. 평균 부하역률 80[%]이면 169.2÷0.8 ≈ 212[kVA]가 필요 변압기 용량이다. 부등률이 없는 단일 공장이면 수용설비용량×수용률÷역률 한 줄로 끝난다. 수용설비용량 1800[kW]·수용률 55[%]·역률 90[%]인 공장은 1800×0.55 = 990[kW], 990÷0.9 = 1100[kVA]로 수전설비를 정한다.
계산은 세 단계 곱셈·나눗셈이다. ① 수용가별 유효수요 = 설비용량×수용률(합 220kW) ② 합성 최대수요 = 합계÷부등률(220÷1.3 ≈ 169.2kW) ③ 필요 용량 = 최대수요÷역률(169.2÷0.8 ≈ 212kVA). 부등률이 없으면 ②를 건너뛴다(1800×0.55÷0.9 = 1100kVA). kW와 kVA를 바꾸는 역률 나눗셈을 빼먹으면 165 같은 함정 보기에 걸린다.
각 수용가의 수용설비용량이 50kW, 100kW, 80kW, 60kW, 150kW이며 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4 일때 부하의 부등률이 1.3 이라면 변압기 용량은 약 몇 kVA가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80%라고 한다.)
정답 ④ · 문제는 개별 수용가의 유효용량과 수용률을 이용해 변압기 필요 용량(kVA)을 구하라 한다. 먼저 각 수용가별 유효수요 합을 구하면 50·0.6+100·0.6+80·0.5+60·0.5+150·0.4 = 220 kW이다.
어떤 공장의 수용설비 용량이 1800[kw], 수용률은 55[%], 평균 부하역률은 90[%]라 한다. 이 공장의 수전설비는 몇 [kVA]로 하면 되는가?
정답 ③ · 문제는 수용설비 용량에서 수용률을 곱해 최대수요(유효전력)를 구하고, 그 유효전력을 역률로 나누어 필요한 수전설비 규격(kVA)을 구하는 문제이다. 최대수요 = 1800 kW×0.55=990 kW이고, 필요한 kVA = 990/0.90=1100 kVA이다.
각 수용가의 수용설비용량이 50[kW], 100[kW], 80[kW], 60[kW], 150[kW]이며, 각각의 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4일 때 부하들의 부등률이 1.3 이라면 변압기 용량은 약 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 평균 부하역률은 80[%]라고 한다.)
정답 ④ · 문제는 변압기 용량을 kVA로 구하는 것이다. 먼저 평균부하(유효 kW) 합계는 각 수용설비용량×수용률의 합 = 50·0.6+100·0.6+80·0.5+60·0.5+150·0.4 = 220 kW이다.
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