수용률 부등률 부하율 정의 계산방법 상관관계 변압기 용량산정

전기에 관심을 가지다 보면 수용률 부등률 부하율을 접하게 됩니다. 오늘은 이 3가지 용어의 정의와 계산방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

한전으로부터 전기를 수전할때 수용가의 전력부하 설비에 대해서 충분한 공급이 가능해야 하며 최대 전력을 예측하여 변압기와 차단기, 케이블 등의 용량을 결정해야 합니다.

 

 

그렇다고 모든 부하설비 용량을 단순 합산하여 변압기 용량을 정하게 되면 모든 세대가 모든 설비를 24시간 사용하지 않기 때문에 쓸데없이 너무 큰 변압기를 선정하게 되면 불필요한 비용만 올라가게 됩니다. 따라서 변압기 등 용량을 산정하게 위해서 수용률, 부등률, 부하율 등을 계산하여 수용가에 맞게 전기를 공급할 필요가 있습니다.

 

수용률 (Demand Factor)

수용장소의 총 전기설비 용량에 대한 수용전력의 비율을 나타냅니다.

예를 들어 가정에 전등 10개, 냉장고, TV, 세탁기, 에어컨, 컴퓨터 등 여러 전기설비가 있다고 하더라도 모든 기기를 24시간 사용하지 않기 때문에 설비용량에 비해 수용전력은 다소 낮은 값이 됩니다.

 

수용률 (%) = 최대수요전력 / 총 설비용량 = kW (또는 kVA) / kVA * 100

 

여기서 kW는 백열전등이나 전열기 등 역률이 100인 부하일 때이며, kVA는 전동기와 같이 역률이 100%가 아닌 경우입니다.

보통 공동주택의 종합수용률은 호수에 따라 달라지는데 10세대는 66%, 50세대는 45%, 200세대는 44%, 850세대 초과는 40%로 계산합니다.

 

부등률 (Diversity Factor)

수용가의 사용부하에 따라 부하특성이 변동하기 때문에 최대수용전력도 서로 다릅니다.

예를 들어 100 가구가 있는 아파트의 경우 관리사무소 입장에서 볼 때 모든 세대가 동일한 시간대에 동일한 전기를 사용하지 않기 때문에 각 세대의 최대수용전력을 다 합한 것보다는 실제 합성 최대전력은 다소 낮게 됩니다.

 

만일 수용률만 적용하게 되면 변압기 용량이 커야 하므로 부등률을 계산하여 변압기 용량을 결정하게 됩니다. 부등률은 반드시 1보다 큰 값이 됩니다.

 

부등률 = (각 부하군의 최대 수용전력의 합) / (합성 최대수용전력)

 

부하율 (Load Factor)

부하율은 전기설비가 어느 정도 유효하게 사용되는가를 나타내는 척도입니다. 

부하율은 사용시간에 따라 일부하, 월부하, 연부하로 나눌 수 있습니다. 

 

부하율 = (부하의 평균전력) / (최대수용전력)

 

위 식은 다시 아래와 같이 계산할 수 있습니다.

 

부하율 = (부하의 평균전력) / (총 설비용량) * (부등률) / (수용률)

 

수용률 부등률 부하율

 

※ 암기방법

1) 수용률 = 최대수용전력 / 총설비용량  * 100

2) 부등률 = 각개 최대수용전력 / 합성 최대수용전력  * 100  > 1

3) 부하율 = 평균수용전력 / 최대수용전력  * 100

 

4) 위 2번식을 바꾸면 합성최대 수용전력 = 각개 최대수용전력 / 부등률

5) 위 1번식을 바꾸면 최대수용전력 = 총설비용량 * 수용률

 

 

변압기용량 산정

아파트나 대규모 빌딩 등에서 변압기 용량을 산정할 때 변압기 용량은 합성최대수용전력보다는 같거나 커야 합니다.

위 4번과 5번식을 적용하여 다시 정리하면 다음과 같습니다.

 

변압기용량 (kVA) ≥ 합성최대전력 

= 각개최대 수용전력 / 부등률

= 총 설비용량 * 수용률 / 부등률

 

즉, 변압기용량은 총설비용량 * 수용률 / 부등률 보다 같거나 커야 합니다.