허용전압강하(Voltage Drop) 계산방법 / 전압강하의 영향

허용전압강하(Voltage Drop) 계산방법 / 전압강하의 영향

 

 

1. 전압강하의 정의

전류가 배전선로를 통과 중에 임피던스에 의하여 전압이 감소되는 현상으로 전압강하가 심할 경우에는 전압강하 보상책으로 전압을 조정해야 한다.

선로의 전압변동에는 정상전압변동과 순시전압변동으로 구분되고 부하불평형에 의한 전압불평형이 있다.

1) 정상전압변동

수전전압의 강하, 배전선로에 의한 변동.

전압변동율(%) = (무부하전압 - 전부하전압)·100 / 전부하전압

 

2) 순시전압변동

순간정전 또는 전기차, 유도전동기기동 등의 운전시 순간적으로 발생하는 전압강하와 지락, 단락 등으로 인해 발생되는 전압강하를 의미하며 일반적으로 정상전압의 30% 이하의 순시전압강하가 3 Cycle(0.07초) 이상 발생되면 영향을 미친다,

 

3) 전압불평형

3상전원에 단상부하의 불평형 접속으로 인해 발생되는 상간의 전압불평형.

1선 지락에 의한 상간전압의 불평형

 

2. 전압강하의 영향

전압강하에 따라 전력손실, 백열등, 형광등의 광속감소 및 깜박임, 유도전동기의 토크감소, 전열기의 발열량 감소등이 발생하여 생산성저하, 효율저하, 기기수명의 단축 등을 초래 한다.

 

3. 전압강하율

1) 전기사업자측에 의한 허용 전압 강하율

공급변전소 인출점~특고압,고압간선(10%) + 주상변압기(2%) + 저압간선(6%) + 인입선(2%)

 

2) 기술기준에 의한 허용 전압 강하율

· 전기사용장소내

- 저압수전시 : 2%,

- 고압수전시 : 3%(변압기 공급간선) 간선 및 분기회로(2%)

 

· 대관에 의한 자체에 전압강하율

· 수용가에 의한 전압강하율

 

· 전선의 길이 60m초과시에는 부하전류로 계산.

- 60m 이하 : 3% 이하(간선의 경우 2% 이하)

- 60m 초과 120m 이하 : 5% 이하(간선의 경우 3% 이하)

- 120m 초과 200m 이하 : 6% 이하(간선의 경우 4% 이하)

- 200m 초과 : 7% 이하(간선의 경우 5% 이하)

 

4. 전압강하 계산법

1) 임피던스 법 : 간단한 회로에 적용

· K : 배전방식에 따른 계수

- 1φ2 w인 경우 : 2

- 1φ3 w, 3φ4w 인 경우 : 1

- 3φ3 w인 경우 : √3

 

2) 등가 저항법 : 간단한 회로에 적용

 

· Re : 등가저항( r cosθ + X sinθ)으로 전선의 굵기, 배치, 부하의 역률에 따라 결정된다.

· ℓ : 전선의 길이 m

 

3) %임피던스법 : 변압기를 포함한 복잡한 회로에 적용

· Is : 기준전류

· Ir, Ix : 부하전류의 유효분 및 무효분

 

4) 암페어미터법

전압강하의 대략 값을 알기 위해 도표를 이용하는 방법으로 1V의 전압강하에 대한 전류와 배선길이의 곱을 말한다.

· r, x : 배선의 단위길이당 저항,리액턴스(Ω/m)

 

5. 허용 전압 강하치를 결정하는 요인

· 변압기 용량 및 임피던스 전압

· 배전전압

· 전선의 굵기

· 부하의 무효전력

 

6. 전압강하 보상대책

전압변동은 주로 무효전력의 변동에서 기인한 것으로,

전압변동 (△V) = 전원의 유도성 리액턴스(Xs)·무효전력의 변동분(△Q)이다.

1) 전압조정

부하시 탭 변환 변압기 채용, 자동 전압조정기 설치, 부스터, 직병렬 콘덴서, 동기조상기, 병렬 리액터를 설치하여 전압강하를 보상한다.

 

2) 무효전력의 변동 억제

변동 무효전력의 보상(동기조상기, 병렬콘덴서, 분로리액터 사용) 

 

3) 전원의 리액턴스 경감

· 직렬콘덴서의 설치

전압개선이 필요한 모선에서 전원측으로 직렬콘덴서 설치.

이때의 전압변동 (△V) = {전원의 유도성 리액턴스(Xs) - 직렬콘덴서 용량성 리액턴스(Xc)}·무효전력의 변동분(△Q)가 되어 전압변동이 개선된다.

· 3권선 보상변압기의 설치

3권선 변압기의 누설 임피던스를 등가회로에 의해 각 권선에 분배하는 방법