변압기의 용량은 어떻게 정해지나요?
변압기는 승압 혹은 감압에 사용되며 전력용량을 정하는 데 중요한 요소인데요. 이런 변압기가 전력량을 정하는데 중요한 만큼 변압기의 용량은 어떻게 산출되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
변압기의 용량은 주로 전력량이나 전압 등의 파라미터를 기준으로 정해집니다.
변압기의 용량은 전력량을 나타내는 "VA(볼트암페어)" 단위로 표시됩니다. VA는 전압(V)와 전류(A)의 곱으로 계산됩니다. 즉, 변압기의 전압과 전류를 곱한 값이 그 변압기의 VA 용량이 됩니다.
변압기의 용량은 주로 사용하려는 장비의 전압, 전류, 전력 등을 고려하여 산정됩니다. 예를 들어, 가정용 전기제품의 경우 전압, 전류, 전력 등을 고려하여 적절한 용량의 변압기를 선택합니다.
또한, 변압기의 용량은 부하의 특성과 안정적인 운전을 위한 여유분 등을 고려하여 선택됩니다. 따라서, 변압기의 용량을 정하는 것은 그 사용 용도와 관련된 다양한 요소를 고려하여 결정됩니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
도의 발열량의 파악, 냉각방식
지락 보호 방식
단락전류의 추정과 차단기의 선정
부하의 Balance, 시간정격
기타사항 : 서지보호, 여자돌입전류, 플리커 대책.
2. 용량 결정시 유의사항
변압기의 용량을 결정하려면 변압기의 권선온도에서 결정되는 열적 조건을 만족함과 동시에 부하설비의 크기와 종류, 운전조건 등의 관련사항을 검토하여야 한다.
가능한 3상 변압기 사용
변압기 뱅크를 같도록 유도하고 절체가 용이하도록 한다.
자냉식 변압기는 냉각용 팬을 부착하여 출력증가(20%정도)를 고려한다.
부하의 실태에 맞추어 연속출력 외에 이중정격(120% 3시간 등)고려
나. 변압기용량의 계산방법
1. 변압기 용량 Pt = ΣPs×수용률 ÷ 부등률
2. 수용률(Demand Factor) = 최대수용전력 × 100% ÷ 총 부하설비용량
어떤 기간중 수요자의 최대전력(최대부하)의 설비용량에 대한 백분율로서 수요율은 보통 100% 이하이며 기간은 1년에 대하여 측정한다.
설비용량에 대해 수용율을 적용하여 배전선, 차단기 등을 가능한 낮게 적용하고 동력의 경우 주요 운전시간대 동시 사용시간대 등을 조사하여 운전조건에 따라 수용율을 감안한다.
건물별 수용률(1년에 대하여 측정한다)
비상용의 경우 수용율은 100%로 한다.
[표] 건축물의 종류별 수용률
종 류
수용률
사무실
31~46%
백화점, 상점
37~53%
[표] 전등부하 수용률
건물의 종류
수용률
10KVA 이하
10KVA 초과분
주택,아파트,여관,호텔,병원
100%
50%
사무실, 학교, 은행
100%
70%
[표] 동력부하 수용률
종 류
수용률
펌프, 콤프레샤, 엘리베이터, 송풍기
40%
반 연속운전 전동기
60%
연속운전 전동기
90%
유도로
80%
아크로
100%
아크 용접기
40%
3. 부하률 = 부하의 평균전력(시간평균) / 최대수용전력(시간평균) = (부하의 평균전력(시간평균) / 수용설비용량의 합) × (부등율 / 수용율)
4. 부등률 = 부하 각개의 최대수요전력의 합계×100 %÷ 각 부하를 종합한 최대수요전력
한 개의 변압기의 개개 부하에 걸리는 각 부하는 부하특성에 따라 최대수용전력이 되는 시간이 다르게 되므로 부등율을 적용한다.
하나의 계통에 속하는 수용가 상호간, 배전변압기 상호간 및 급전선 상호간 등 같은 종류의 수요를 군으로 한 경우 각개의 최대수요전력은 동시간에 발생하는 일이 없고 그 발생에는 시간적인 차이가 있다. 따라서 각부하의 최대수요전력의 합계는 수요를 군으로 합성할 때의 최대수요전력보다 크다.
산출된 부하 각개의 최대수요 전력으로부터 부등률을 고려하여 뱅크마다 최대수요전력을 산출한다.
부등율이 클수록 설비 이용도가 크다.
부하단에서 수전단으로 갈수록 부등율이 커진다.
동력부하간의 부등율은 다른 부하의 부등율보다 크다.
[표] 부등율의 값
공급점
전력 소비점
부등율
주상변압기
주상변압기
배전간선
배전간선
안녕하세요. 아하(Aha) 과학분야 답변자 배병제입니다.
변압기의 용량은 부하설비의 용량에 수용률과 부하율을 곱하여 계산합니다.
수용률: 총 부하설비 용량에 대한 최대 수용 전력의 비율
부하율: 피크 부하 전력 즉, 최대 부하 전력 대비 일정 기간의 나타나는 평균 부하 전력의 비율
예를 들어, 총 부하설비 용량이 1000kW, 수용률이 0.8, 부하율이 0.6이라면 변압기의 용량은 480kW가 됩니다.
변압기의 용량은 부하설비의 용량보다 크거나 같아야 합니다. 변압기의 용량이 부하설비의 용량보다 작으면 변압기가 과부하되어 고장날 수 있습니다.
저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
변압기는 권선온도에서 결정되는 열적 조건을 만족해야하고 이를 사용하는 부하설비의 크기와 종류, 운전조건 등등을 만족해야 합니다.
용량 산출은 다음 식과 같습니다. 수용률 = 최대수용전력 × 100% ÷ 총 부하설비용량안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
1. 변압기 용량 Pt = ΣPs×수용률 ÷ 부등률
2. 수용률(Demand Factor) = 최대수용전력 × 100% ÷ 총 부하설비용량
어떤 기간중 수요자의 최대전력(최대부하)의 설비용량에 대한 백분율로서 수요율은 보통 100% 이하이며 기간은 1년에 대하여 측정한다.
설비용량에 대해 수용율을 적용하여 배전선, 차단기 등을 가능한 낮게 적용하고 동력의 경우 주요 운전시간대 동시 사용시간대 등을 조사하여 운전조건에 따라 수용율을 감안한다.
건물별 수용률(1년에 대하여 측정한다)비상용의 경우 수용율은 100%로 한다.
3. 부하률 = 부하의 평균전력(시간평균) / 최대수용전력(시간평균) = (부하의 평균전력(시간평균) / 수용설비용량의 합) × (부등율 / 수용율)
4. 부등률 = 부하 각개의 최대수요전력의 합계×100 %÷ 각 부하를 종합한 최대수요전력
한 개의 변압기의 개개 부하에 걸리는 각 부하는 부하특성에 따라 최대수용전력이 되는 시간이 다르게 되므로 부등율을 적용한다.
하나의 계통에 속하는 수용가 상호간, 배전변압기 상호간 및 급전선 상호간 등 같은 종류의 수요를 군으로 한 경우 각개의 최대수요전력은 동시간에 발생하는 일이 없고 그 발생에는 시간적인 차이가 있다. 따라서 각부하의 최대수요전력의 합계는 수요를 군으로 합성할 때의 최대수요전력보다 크다.
산출된 부하 각개의 최대수요 전력으로부터 부등률을 고려하여 뱅크마다 최대수요전력을 산출한다.
부등율이 클수록 설비 이용도가 크다.
부하단에서 수전단으로 갈수록 부등율이 커진다.
동력부하간의 부등율은 다른 부하의 부등율보다 크다.
5. 설비이용율
평균발전 또는 수전전력 × 100% / 발전소 또는 변전소의 설비용량
6. 전일효율
1일중의 공급전력량 × 100% / (1일중의 공급전력량 + 1일중의 손실전력량)
