반갑습니다. 김대호교수 입니다.

 

부하율, 수용률, 부등률과 관련된 용어의 의미와 공식 적용에 대해 질문하셨습니다.

'최대 부하'와 '합성최대수요전력'이 동일한 의미인지, 그리고 역률을 고려해야 하는지 여부.

만약 다르다면 '최대 부하'를 구하는 공식은 무엇인지.

'합성최대수요전력'과 '변압기 용량'의 관계 및 공식에서 역률의 적용 여부.

 

 

전력설비 설계의 핵심 개념인 수용률, 부등률에 대해 깊이 있는 질문을 주셨습니다. 이 용어들은 단위(kW, kVA)에 따라 의미가 달라질 수 있어 많은 수험생이 혼란스러워하는 부분입니다.

 

1) 최대 부하와 합성최대수요전력의 관계 및 역률

결론적으로, '최대 부하'와 '합성최대수요전력'은 같은 의미로 사용되는 경우가 많습니다. 문제에 따라 다르므로 문제를 파악해야 합니다.

둘 다 여러 부하가 동시에 사용될 때, 특정 지점(간선, 변압기 등)에 걸릴 수 있는 가장 큰 전력을 의미합니다.

 

공식 확인: 제시하신 풀이 250(부하설비) × 0.6(수용률) / 1(부등률)은 합성최대수요전력을 구하는 공식이 맞습니다. (부하 그룹이 하나이므로 부등률은 1입니다.)

 

역률 고려 여부: 역률은 단위에 따라 고려 여부가 결정됩니다.

 

피상전력 [kVA] 기준: 문제에서 주어진 설비용량(250)의 단위가 [kVA]이고, 구하고자 하는 최대 부하의 단위도 [kVA]라면 역률을 고려할 필요가 없습니다.

피상전력은 이미 유효전력과 무효전력을 모두 포함한 값이기 때문입니다. 문제의 풀이는 피상전력을 기준으로 계산한 것입니다.

 

합성최대수요전력 [kVA] = (설비용량 [kVA] × 수용률) / 부등률

유효전력 [kW] 기준: 만약 설비용량이 [kW]로 주어지고 최대 부하를 [kW]로 구하라고 한다면, 이 역시 역률을 별도로 곱하거나 나누지 않습니다.

 

합성최대수요전력 [kW] = (설비용량 [kW] × 수용률) / 부등률

따라서 최대 부하 = 합성최대수요전력 이며, 단위가 무엇이냐에 따라 역률 고려 여부가 달라집니다. 질문하신 문제에서는 피상전력[kVA]을 묻고 있으므로 역률을 고려하지 않은 것입니다.

 

2) 최대 부하(합성최대수요전력) 공식

'최대 부하'와 '합성최대수요전력'은 같은 개념으로 보면, 공식은 다음과 같습니다.

 

합성최대수요전력 = (각 부하군의 설비용량 합계 × 수용률) / 부등률

단위 주의: 설비용량의 단위가 [kW]이면 결과는 [kW]로, [kVA]이면 결과는 [kVA]로 나옵니다.

 

부등률: 여러 부하군(A그룹, B그룹 등)이 있을 때 적용하며, 부하군이 하나이거나 단일 부하일 경우는 부등률을 1로 봅니다.

 

3) 합성최대수요전력과 변압기 용량의 관계

"합성최대수용 전력 = 변압기 용량"은 개념적으로는 맞지만, 정확히는 다릅니다. 정확한 관계는 다음과 같습니다.

 

"선정해야 할 변압기의 용량[kVA]은 부하의 합성최대수요전력[kVA]보다 크거나 같아야 한다."

즉, 부하가 최대로 필요로 하는 전력(합성최대수요전력)을 공급할 수 있는 변압기를 선정하는 것입니다.

 

학생분께서 혼동하시는 이유는 합성최대수요전력을 유효전력(kW)으로 계산했느냐, 피상전력(kVA)으로 계산했느냐의 차이 때문입니다.

 

변압기 용량 공식: 변압기 용량 [kVA] = (설비용량 [kW] × 수용률) / (부등률 × 역률)

이 공식은 유효전력[kW] 기준의 설비용량으로 계산을 시작한 것입니다.

 

(설비용량 [kW] × 수용률) / 부등률 부분은 **합성최대수요전력[kW]**를 구하는 과정입니다.

변압기는 피상전력[kVA]으로 용량을 선정해야 하므로, 계산된 유효전력[kW]을 역률로 나누어 피상전력[kVA]으로 환산해주는 것입니다.

 

즉, 변압기 용량 [kVA] = 합성최대수요전력 [kW] / 역률입니다.

 

정리:

합성최대수요전력을 구하는 공식 자체에는 역률이 들어가지 않습니다. (설비용량 × 수용률) / 부등률 입니다.

변압기 용량을 구할 때, 만약 계산 시작을 유효전력[kW]으로 했다면, 최종적으로 피상전력[kVA]으로 바꿔주기 위해 역률로 나누어야 합니다.