반갑습니다. 김대호교수 입니다.

20년도 5회 8번 문제의 '주변전실에서 각 동 까지의 전압강하는 3[%]로 한다'는 조건이 변압기 용량 산정 시 반영되어야 하는지에 대한 질문으로 이해했습니다.

결론부터 말씀드리면, 변압기 용량 산정 문제에서는 해당 전압강하 조건을 직접적인 계산에 반영하지 않습니다. 이 조건은 변압기 용량 산정이 아닌, 변압기 2차측에서 각 동 부하까지의 간선(전선) 굵기를 선정할 때 적용되는 기준입니다. 수험생들이 자주 혼동하는 부분이므로, 변압기 용량 산정과 전압강하의 개념을 명확히 구분하여 이해하는 것이 중요합니다.

본론

1. 변압기 용량 산정

변압기 용량은 부하에 필요한 전력을 안정적으로 공급할 수 있는지를 판단하는 지표입니다. 따라서 변압기 용량은 연결된 부하설비의 용량과 그 부하가 실제로 사용되는 정도를 나타내는 수용률, 그리고 각 부하의 최대전력 사용 시간대가 서로 다를 가능성을 고려하는 부등률을 이용하여 산정합니다. 역률도 고려하여 유효전력(kW)을 피상전력(kVA)으로 환산해야 합니다.

일반적인 변압기 용량 산정식은 다음과 같습니다.

변압기 용량[kVA] = (각 부하의 최대수용전력의 합[kW] / 부등률) / 역률

최대수용전력[kW] = 부하설비용량[kW] × 수용률

이처럼 변압기 용량 산정식에는 전압강하율이 변수로 포함되지 않습니다.

2. 전압강하 규정

전압강하는 전선 자체의 저항(임피던스) 때문에 전력을 공급하는 과정에서 전압이 낮아지는 현상입니다. 전압강하가 규정 이상으로 커지면 부하(전기기기)의 성능 저하 및 수명 단축, 심할 경우 기기 손상의 원인이 될 수 있습니다.

한국전기설비규정(KEC) 232.3.9에서는 수용가 설비의 인입구로부터 기기까지의 전압강하를 다음과 같이 규정하고 있습니다.

질문에서 제시된 '전압강하 3[%]' 조건은 바로 이 규정에 근거한 것으로, 이는 선정된 변압기로부터 부하까지 연결되는 전선의 굵기가 적정한지 판단하는 기준이 됩니다. 즉, 변압기 용량을 산정한 후, 그 용량과 부하에 따라 흐르는 전류를 기준으로 전선의 굵기를 계산할 때, 전압강하가 3% 이내가 되도록 하는 굵기를 선정해야 한다는 의미입니다.