개념 한 쪽
수전 설비를 운영할 때는 차단기와 단로기의 조작 순서를 지키는 인터록이 안전을 지킨다. 설비 용량은 부하 밀도와 면적, 수용률과 역률로 산정한다. 배선 재료와 접지 목적도 함께 확인한다.
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출제기준 단원 「예비전원설비」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인터록 조작 순서 판별 | 1 | 차단기와 단로기의 조작 순서를 강제하는 장치의 뜻을 가림 |
| 부하 설비 용량 산정 | 1 | 부하 밀도 합과 면적으로 설비 용량을 계산하기 |
| 변전시설 용량 산정 | 1 | 수용률과 역률로 변전 용량을 계산하기 |
인터록은 단로기의 무부하 조작 원칙을 강제하는 연동 잠금장치다. 차단기는 부하전류를 끊을 수 있지만 단로기는 전류 차단 기능이 없어 전류가 흐르지 않는 상태에서만 조작해야 한다. 인터록이 걸려 있으면 차단기가 닫힌 상태에서 단로기를 조작할 수 없고, 차단기가 열려 있어야만 단로기를 닫을 수 있다.
부하 설비 용량은 부하 밀도를 모두 더한 값에 면적을 곱해 구한다. 전등·일반 동력·냉방 밀도를 합산한 뒤 면적을 곱하고, 단위를 VA에서 kVA로 환산한다.
변전시설 용량은 설비전력에 수용률을 곱한 뒤 역률로 나누어 kVA로 구한다. 수용률은 설비가 동시에 전부 가동되지 않는 점을 반영한 비율이고, 역률은 전력을 kVA로 바꾸는 나눗셈에 쓰인다.
주상변압기 2차측 접지는 1차 고압과 2차 저압이 닿는 혼촉 사고 시 고압 전류를 접지 경로로 흘려보내 1차측 보호장치를 끊는 혼촉 보호가 목적이다. 과부하나 단락 보호는 접지가 아니라 퓨즈와 차단기의 기능이다.
저압 뱅킹 방식은 여러 변압기의 저압측을 병렬로 묶는 방식으로 전압 변동이 적고 부하 증가에 탄력적이며 보호가 적절하면 신뢰도가 향상된다. 다만 고장 시 보호장치가 연쇄 동작하는 캐스케이딩 현상으로 고장이 확대되는 단점이 있다. 전선은 인장강도는 낮지만 도전율과 유연성이 높은 연동선을 굽힘과 접속이 잦은 옥내 배선에 쓰고, 인장강도가 큰 경동선은 가공선에 쓴다.
전선 굵기는 허용전류, 기계적 강도, 전압강하의 세 요소로 결정한다. 전선 길이나 단락전류는 굵기 결정의 독립된 항목이 아니고, 단락전류는 보호장치의 차단용량을 정하는 기준이다. 직류전동기는 부하가 증가하면 속도가 떨어지고 역기전력이 줄어 전류가 늘어나며, 단자전압은 전원이 정하는 값이라 부하 때문에 늘지 않는다.
전등 밀도가 제곱미터당 50VA이고 일반 동력은 55VA, 냉방은 45VA일 때 면적 3300m²를 적용하면 설비 용량은 (50+55+45)×3300 = 495,000VA = 495kVA가 된다. 총 설비전력 400kW, 수용률 0.5, 역률 0.8이면 변전시설 용량은 400×0.5÷0.8 = 250kVA가 된다.
금속관 공사에서 애자 사용공사로 바뀌는 관 끝에는 절연 부심, 터미널 캡, 엔트런스 캡을 쓰고 링 리듀서는 구경을 줄이는 부속이라 이 용도가 아니다.
수전 설비의 운영에 있어서 인터록(inter lock)의 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 문제는 수전 설비 운영에서 인터록의 설명으로 옳은 것을 묻고 있다. 인터록은 단로기를 무부하 상태에서 조작하도록 강제하는 장치로, 차단기가 열린 상태일 때만 단로기를 닫을 수 있게 하여 투입 순서를 안전하게 유지한다.
단로기는 무부하 조작이 원칙 — 인터록은 '차단기 개방 후에만 단로기 조작 가능'을 강제한다.
어떤 건물의 부하 밀도가 전등 50VA/m², 일반 동력 55VA/m², 냉방 부하 45VA/m²이며, 면적이 3300m²일 때 부하 설비 용량은?
정답 ④ · 문제는 면적과 각 부하 밀도가 주어졌을 때 설비용량을 계산하는 문제이다. 부하 설비 용량은 각 부하밀도의 합에 면적을 곱하므로 (50+55+45) VA/m²×3300 m² = 495000 VA = 495 kVA이다.
부하 설비 용량 = 부하밀도 합 × 면적 = (50+55+45)×3300 = 495,000VA = 495kVA.
어떤 고층건물의 총 부하 설비전력이 400kW, 수용률 0.5 일 때 이 건물의 변전시설 용량의 최저값은 몇 kVA 인가? (단, 부하의 역률은 0.8이다.)
정답 ③ · 문제는 설비전력과 수용률, 역률을 이용해 변전시설 최소용량을 구하라는 것이다. 변전설비 용량(kVA)은 설비전력×수용률÷역률이므로 400kW×0.5÷0.8 = 250kVA가 된다.
변전설비 용량(kVA)=설비전력×수용률÷역률=400×0.5÷0.8=250kVA로 구한다.
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