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21-2

어느 생산공장의 수전설비를 계통도로 나타냈다. 아래 계통도와 두 개의 표를 함께 보고 물음에 답하시오. 용량을 산출할 때 주어지지 않은 조건은 고려하지 않는다.

20[kV] 20/6[kV] CT1 중앙변전소 DS CB DS CB DS CB DS CB A Tr 6[kV]/400[V] CT2 1 2 3 4 부하 B 좌동 C 좌동 D 좌동

[뱅크의 부하 용량표]

피더부하 설비 용량[kW]수용률[%]
112580
212580
350060
460084

[변류기 규격표]

항목변류기
정격 1차 전류[A]5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1,000, 1,500, 2,000, 2,500
정격 2차 전류[A]5

(1) 네 뱅크 A·B·C·D의 부하가 서로 같고, 뱅크 하나의 부등률이 1.1, 전부하 합성 역률이 0.8이다. 중앙변전소에 놓을 변압기 용량을 표준규격에서 고르시오.

(2) 여유를 1.2배로 잡을 때 CT1CT_1 의 변류비는 얼마인가?

(3) A뱅크 변압기 용량을 고른 뒤, 여유를 1.15배로 잡았을 때의 CT2CT_2 변류비를 구하시오.

  ① A뱅크 변압기 용량  ② CT2CT_2 변류비

해설

(1) 5,000[kVA]

(2) 600/5

(3) ① 1,500[kVA]  ② 2,500/5


[해설]

(1) 먼저 한 뱅크의 최대수요전력을 구한다. 피더별 최대수요의 합을 뱅크 부등률로 나눈다.

∑(설비용량×수용률)=125×0.8+125×0.8+500×0.6+600×0.84=1,004 [kW]\sum(\text{설비용량}\times\text{수용률})=125\times 0.8+125\times 0.8+500\times 0.6+600\times 0.84=1{,}004\,[\mathrm{kW}]

P뱅크=1,0041.1=912.73 [kW] ⇒ 912.730.8=1,140.91 [kVA]P_{\text{뱅크}}=\dfrac{1{,}004}{1.1}=912.73\,[\mathrm{kW}]\ \Rightarrow\ \dfrac{912.73}{0.8}=1{,}140.91\,[\mathrm{kVA}]

네 뱅크의 부하가 같고 뱅크 사이의 부등률은 주어지지 않았으므로 그대로 4배 한다.

P중앙=1,140.91×4=4,563.64 [kVA]P_{\text{중앙}}=1{,}140.91\times 4=4{,}563.64\,[\mathrm{kVA}] → 표준용량 5,000[kVA] 선정

(2) 계통도에서 CT1CT_1 은 주변압기 20/6[kV]의 2차, 즉 6[kV] 측에 있다. 계산된 용량으로 전류를 구한 뒤 여유 1.2배를 준다.

I1=4,563.64×1033×6,000=439.14 [A]I_1=\dfrac{4{,}563.64\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 6{,}000}=439.14\,[\mathrm{A}]

439.14×1.2=526.97 [A]439.14\times 1.2=526.97\,[\mathrm{A}] → 규격표에서 이보다 큰 최소값 600/5

(3) ① A뱅크 한 대가 담당하는 용량은 앞에서 구한 1,140.91[kVA]이므로 표준용량 1,500[kVA]를 선정한다.

② CT2CT_2 는 뱅크 변압기 6[kV]/400[V]의 2차 측에 있다. 선정한 변압기 정격을 기준으로 전류를 구하고 1.15배를 준다.

I2=1,500×1033×400=2,165.06 [A]I_2=\dfrac{1{,}500\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 400}=2{,}165.06\,[\mathrm{A}]

2,165.06×1.15=2,489.82 [A]2{,}165.06\times 1.15=2{,}489.82\,[\mathrm{A}] → 규격표에서 이보다 큰 최소값 2,500/5

변류기는 계산값보다 크면서 규격표에 있는 가장 작은 값을 고르는 것이 원칙이다. 계산값보다 작은 규격을 고르면 정격 초과로 포화가 생긴다.

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