개념 한 쪽
동력전원설비의 용량 산정은 최고 부하 상황과 장비 특성을 반영하여 안전 여유를 확보하는 과정이다. 인버터 방식의 엘리베이터는 고조파와 운전 특성 때문에 일반 모터 기준과 다른 보정이 필요하다. 절연저항, 제어회로 전압 상한 등 안전 관련 수치도 설계에서 반드시 고려한다.
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출제기준 단원 「설계기준 대상 항목의 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전부하 부등률 판단 | 1 | 전부하 상승전류에 적용할 부등률을 결정하는 능력 |
| 고조파 전파 경로 식별 | 1 | 인버터 발생 고조파의 전파 경로를 가려내는 능력 |
| 다중 엘리베이터 용량 산정 | 1 | 여러 대 연결 시 변압기 용량 산정 방식을 적용하는 능력 |
변압기 용량은 최대 예상 전류를 기준으로 정하며, 모든 부하가 동시에 최고 전류를 흐르는 경우에는 부등률을 1로 적용한다. 전부하라는 표현은 모든 부하가 동시에 최대치로 동작하는 극한 상황을 의미하므로 부등률을 낮추지 않고 정격 용량을 그대로 적용한다.
인버터 엘리베이터는 구동 방식상 고조파가 발생하고 피크 전류 특성이 있으므로, 변압기 정격 전류 산정 시 전부하 상승전류의 약 70% 수준을 실효 전류(RMS) 기준으로 본다. 이 수치는 인버터 특유의 효율과 고조파 영향을 반영한 설계 상수로 다루어야 한다.
여러 대의 정격전류가 다른 엘리베이터를 하나의 변압기에 연결하는 경우에는 각 엘리베이터의 필요 용량을 개별 산정한 뒤 모두 합산하여 변압기 용량을 정한다. 동시 운전을 가정하여 합산하는 방식이 안전 설계 원칙에 부합한다.
전기식 엘리베이터의 제어 및 안전 회로에서는 전도체 간 또는 전도체와 접지 간의 직류 평균값 및 교류 실효값 전압을 최대 250V 이하로 제한한다. 이는 감전 방지를 위한 상한치이므로 설계 시 반드시 준수한다.
전기설비의 절연저항 기준은 공칭회로전압 구간에 따라 달라지며, 공칭전압이 500V 이하인 경우 0.5MΩ 이상, 500V 초과인 경우 0.75MΩ 이상을 요구한다. 절연저항은 안전성과 누설 전류 방지를 위해 확인해야 하는 기본 항목으로 확인해야 한다.
고조파의 전파 경로는 전도, 정전유도, 복사로 구분되며, 진동과 같은 기계적 현상은 전자기적 고조파 전파 경로에 해당하지 않는다. 고조파는 전기적 노이즈로 취급하여 전기적 전파 경로를 중심으로 대책을 마련해야 한다.
인버터 방식의 엘리베이터에서 변압기 규격을 정할 때, 모든 부하가 최고 전류에 도달하는 경우의 상승전류가 주어지면 부등률을 1로 적용하여 정격 용량을 기준으로 계산한다. 인버터 특성이 있는 경우에는 실효 전류를 전부하 상승전류의 70%로 보고 계수 반영을 확인한다.
여러 대의 엘리베이터가 단일 변압기에 접속되는 경우, 각 엘리베이터의 필요 용량을 따로 계산한 뒤 합산한다. 예를 들어 A·B·C 세 대의 필요 용량이 각각 10kVA, 15kVA, 20kVA이면 변압기 용량은 이들을 합한 45kVA를 기준으로 설계한다.
절연저항 검토 시 공칭회로전압이 480V이면 500V 이하 구간에 해당하므로 최소 절연저항 0.5MΩ 이상을 확보해야 한다. 제어회로 전압 상한은 설계 시 250V를 초과하지 않도록 전원 선택과 보호를 설계해야 한다.
변압기 용량을 산정할 때, 전부하 상승전류에 대해서는 부등율을 얼마로 계산하여야 하는가?
정답 ④ · 문항은 변압기 용량 산정 시 전부하 상승전류에 대한 부등율 적용을 묻고 있다. 전부하 상승전류는 모든 부하가 동시에 최대 전류를 소비하는 최악의 상태를 가리키므로 부등율을 1.0으로 보고 정격 용량 그대로 적용해야 한다.
변압기 용량 산정 시 전부하 상승전류는 부등율 1.0으로 계산하여 정격 용량을 그대로 적용한다.
인버터 엘리베이터에서 발생한 고차 고조파가 전파되는 경로가 아닌 것은?
정답 ② · 고조파 전파 경로는 크게 전로전도(전선), 정전유도(정전장), 복사(전자파)가 있습니다. 진동은 기계적인 물리 현상으로 전자기적 고조파가 전파되는 경로가 아닙니다.
고조파 전파 경로는 전도, 정전유도, 복사이며 진동은 기계적 현상으로 전자기적 전파 경로가 아니다.
정격전류가 다른 여러 대의 엘리베이터에 대한 변압기의 용량을 산정하는 방법으로 옳은 것은?
정답 ② · 하나의 변압기에 정격전류가 다른 여러 대의 엘리베이터가 연결되어 운전될 때, 해당 변압기의 총 필요 용량을 산정하는 방법입니다. 이 경우 각 엘리베이터의 정격전류를 기준으로 개별적으로 필요한 변압기 용량을 각각 산정한 후, 이를 모두 단순 합산한 값을 최종 변압기 용량으로 설정합니다.
정격전류가 다른 엘리베이터가 하나의 변압기에 연결될 때, 각 엘리베이터의 필요 용량을 개별 산정 후 모두 합산한다.
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