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전기: 배전 설계기준

LS Taiwan

전기 배전 설계 기준에 대한 실무 내용

전기 설비 공사

  • 주요 기술시방 내용

1. 접지공사 기준 

제1종 접지공사, 제2종 접지공사,  제3종 접지공사별 저항값 기준 제시
접지선 굵기: 제3종은 14㎟ 이상으로 계산된 값 적용

2. 전기기기 및 재료 기준 

* 저압기기는 전기용품안전관리법 적합 제품 사용
* 변압기, 차단기류, 전선류 등은 KC 인증품 또는 동등 제품
* 고압기기는 형식시험 합격 제품 사용

3. 시공 기준 

* 케이블: 난연성 케이블 사용 필수
* 전선관: 전선 단면적 합계가 전선관 단면적의 일정 비율 이내
* 케이블트레이: 난연도료 도포 또는 금속관/합성수지관 보호

4. 설계 계산 기준 

* 변압기 임피던스를 고려한 차단용량 계산 방법 제시
* 주차단기 정격전류 및 변압기 2차측 전류 고려

가. 변압기 임피던스를 고려한 차단용량 계산 원리

1. 기본 원리

변압기 임피던스는 단락사고 시 **단락전류의 크기를 제한하는 역할**을 합니다. 변압기의 내부 임피던스가 클수록 단락전류는 작아지고, 이는 차단기가 차단해야 할 최대 전류(차단용량)에 직접적인 영향을 미칩니다.

2. 계산 공식의 의미

문서에 제시된 공식을 분석하면:

    • 차단용량 = (변압기 2차 정격전류) × (100 / 변압기 임피던스%)**

- **변압기 2차 정격전류**: 변압기가 정상 운전 시 공급할 수 있는 최대 전류 - **변압기 임피던스%**: 변압기 정격용량 대비 내부 임피던스의 백분율 - **100을 임피던스%로 나누는 이유**: 임피던스가 작을수록 단락전류가 크게 증가하기 때문

3. 계산 예시

만약 변압기 임피던스가 4%이고 2차 정격전류가 1000A라면: - 차단용량 = 1000A × (100/4) = **25,000A (25kA)**

4. 문서의 특별 조건

문서에서 **"변압기 임피던스 값만 고려함"**이라고 명시한 것은:

- **계통 임피던스 무시**: 상위 계통(한전 계통)의 임피던스는 변압기 임피던스에 비해 매우 작아서 무시 - **단순화된 계산**: 실제로는 계통 임피던스도 고려해야 하지만, 보수적 설계를 위해 변압기 임피던스만 고려 - **안전 마진 확보**: 이렇게 계산하면 실제보다 큰 차단용량이 산출되어 더 안전한 설계가 됨

5. 실무적 의미

이 계산 방법은: - **차단기 선정**: 계산된 차단용량 이상의 차단기 선정 필요 - **보호협조**: 상위/하위 차단기 간의 보호협조 설계 - **경제성**: 과도한 차단용량의 차단기 선정 방지

이러한 계산을 통해 **안전하면서도 경제적인 전기설비 설계**가 가능해집니다.

보호협조

단선결선도를 통해 보호협조 개념 설명

  • 차단기 선정 기준

1. 차단기류 선정 기준

- **전기용품안전관리법 적합 제품** 사용 필수 - **KC 인증품** 또는 동등한 성능의 제품 - **형식시험 합격 제품** (고압기기의 경우)

2. 주차단기 정격전류 기준

문서에서 언급된 **"주차단기 정격전류"**는 변압기 2차측 정격전류를 기준으로 선정해야 함을 의미합니다.

3. 차단용량 계산 기준

    • 변압기 임피던스 × 변압기 2차 정격전류**를 통한 차단용량 산정 방법

단선결선도를 통한 보호협조 설계 분석

단선결선도를 보면 다음과 같은 보호협조 구조 확인

1. 계층적 보호 구조

``` 한전 계통 → 고압 인입 차단기 → 변압기 → 주차단기 → 분기 차단기들 ```

2. 예상되는 보호협조 설계 원칙

    • 상위 차단기 (주차단기)**

- 큰 정격전류 및 차단용량 - 시간지연 특성 (Time Delay) - 하위 차단기들의 백업 보호 역할

    • 하위 차단기 (분기 차단기)**

- 각 부하별 적정 정격전류 - 빠른 동작 특성 (Instantaneous) - 과부하 및 단락 보호

3. 일반적인 보호협조 고려사항

    • 선택성 (Selectivity)**

- 사고 발생 시 해당 구간만 차단 - 건전한 구간은 계속 운전 가능

    • 차단 능력**

- 각 차단기는 설치 지점에서의 최대 단락전류 이상의 차단용량 필요

    • 과부하 보호**

- 부하 특성에 맞는 정격전류 선정 - 기동전류 고려한 시간-전류 특성

실제 적용 예시

이 프로젝트에서는:

  1. **변압기 용량**에 따른 주차단기 정격 결정
  2. **각 분기회로**별 부하에 따른 분기 차단기 선정
  3. **단락전류 계산**을 통한 차단용량 검토
  4. **시간-전류 특성곡선**을 통한 보호협조 검증

구체적인 **정격값, 특성곡선, 보호협조표** 등은 별도의 상세 설계도서에서 확인해야 할 것

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