비상용 예비전원설비 및 자가발전설비 용량산정

정의와 구성

비상용 예비전원설비는 상용전원이 정전되었을 때 필수 부하에 전력을 공급하는 설비다.

구성은 비상발전기, 축전지설비, 비상전용 수전설비의 세 가지다.

발전기는 장시간 공급을 맡고, 축전지는 발전기가 정격전압을 확보할 때까지 예비전원으로 쓰인다.

부하 구분

부하는 소방부하, 비상부하, 기타 중요부하로 나눠서 접근한다.

소방부하는 소방법에 따라 화재 시 진압과 대피를 지원하는 부하다.

비상부하는 다른 법령이 비상전원 공급을 요구하는 부하다.

기타 중요부하는 비화재 상황에서도 정전 시 유지해야 하는 필수 부하다.

용량산정 절차

용량산정은 부하를 집계하고 수용률과 기동 여유를 반영해 정격출력을 정하는 과정이다.

먼저 화재 시 부하와 정전 시 부하를 나누고, 부하일람표와 부하집계표를 작성한다.

부하별 정격 출력에 수용률을 곱해 합산하고, 기동부하 여유를 더한다.

기본식은 합계를 역률로 나누고 기동 여유계수를 곱하는 형태다.

계산 예제

예제는 가상의 부하로 계산한다. 소방부하 60kW, 비상부하 40kW, 기타 중요부하 20kW다.

부하마다 수용률을 곱해 더하면 수용 부하는 106kW다.

기동 여유율 1.2를 가정하면 발전기 정격은 127.2kW가 된다.

역률 0.8로 나누면 159kVA다. 표준 용량 160kVA를 선정한다.

자동 전원 절환

자동 전원 절환은 부하를 한 전원에서 다른 전원으로 자동으로 바꾸는 방식이다.

절환 시간에 따라 무순단형, 순단형, 수동형으로 나눈다.

무순단형은 축전지와 UPS로 끊김 없이 공급하고, 순단형은 발전기 기동 뒤 절체한다.

수동형은 운전자가 직접 절환하므로 비상용 설비에는 적합하지 않다.

흔한 실수와 직접 풀기

답안에서 자주 나오는 실수는 부하 누락과 수용률 임의 적용이다.

소방부하는 수용률을 100%로 고정하고, 임의로 낮추지 않는다.

정격출력은 기동부하를 감당하도록 부하용량보다 크게 선정한다.

이제 직접 풀어 보자.

정리와 정답

정답은 1.0이다. 소방부하 수용률은 100%로 고정하여 적용한다.

비상부하는 100%이거나 설계기준 최댓값 이상으로 적용한다.

정격출력은 부하용량보다 크게 선정하고 기동부하 여유를 확인한다.

부하는 화재 시와 정전 시로 구분해 집계하는 것이 핵심이다.

용량산정 절차는 부하 구분부터 정격출력 선정까지 순서대로 밟는다.