강의노트 발전기 용량의 산정

일반 부하의 발전기 용량은 다음의 3가지 방법으로 계산한 결과 중 $\color{red} \mathsf{\small가장 \; 큰\; 값}$을 선정합니다.

(1) 부하의 합계로부터 계산하는 방법

부하 중 조명 전열 등 단순부하가 대부분을 차지하는 경우는 수용률과 여유도를 고려하여 다음과 같이 발전기 용량을 선정할 수 있습니다.

$$\color{red} S_{G}\ge\dfrac{ \sum P_{L}D_{F}}{\cos\theta_G}$$

위식에서 기호의 의미는 다음과 같습니다.

• $S_{G}$ : 발전기의 용량 $[\mathrm{kVA}]$
• $P_{L}$ : 부하 입력 총계 $[\mathrm{kW}]$
• $D_{F}$ : 부하의 수용률 (비상용일 경우 $1.0$)
• $\cos\theta_G$ : 발전기의 역률 (통상 $0.8$)

(2) 부하 중 대용량 유도 전동기가 존재할 경우 발전기 용량 계산법

유도 전동기를 기동할 때 유도 전동기에 흐르는 전류는 평상시 전류보다 훨씬 더 큰 전류가 흐르게 되는데 이 전류를 기동 전류라고 합니다. 기동시 기동 전류로 인하여 발전기의 순간 전압 강하가 발생하여 전자 접촉기 등의 보호 장치가 동작하여 부하를 트립시키거나 발전기가 정지되는 결과를 가져올 수 있습니다.

따라서 대용량 유도 전동기가 존재하고 다른 부하에 비해 차지하는 비율이 큰 경우 기동시의 허용 전압 강하를 고려하여 다음 식과 같이 발전기 용량을 산정합니다.

$$\color{red} S_{G}\ge\left(\dfrac{1}{\Delta V}- 1\right)X_{d}'S_{S}$$

위식에서 기호의 의미는 다음과 같습니다.

• $S_{G}$ : 발전기의 용량 $[\mathrm{kVA}]$
• $\Delta V$ : 허용 전압 강하율 $(0.2 \sim 0.25)$
• $X_{d}'$ : 발전기의 과도 리액턴스 $(0.25 \sim 0.3)$
• $S_{S}$ : 전동기의 기동 전력 $[\mathrm{kVA}]$

(3) 단순 부하와 전동기 부하가 혼재할 경우 발전기 용량 계산법

이 방식은 단순 부하와 기동 전류가 큰 전동기가 혼재하는 경우에 적용합니다. 다음 식을 이용하여 용량을 결정합니다.

$$\color{red} S_{G}\ge\dfrac{P_{L}+ S_{S}\cos\theta_{L}}{K\cos\theta_{G}}$$

위식에서 기호의 의미는 다음과 같습니다.

• $S_{G}$ : 발전기의 용량 $[\mathrm{kVA}]$
• $P_{L}$ : 기 운전 중인 부하 입력 총계 $[\mathrm{kW}]$
• $S_{S}$ : 전동기의 기동 전력 $[\mathrm{kVA}]$
• $\cos\theta_{L}$ : 기동 전동기의 기동시 역률
• $\cos\theta_{G}$ : 발전기의 역률
• $K$ : 발전기 원동기의 과부하 내량