전압강하율·전압변동률

두 지표의 정의

전압강하율과 전압변동률은 배전선로 전압을 수치로 판정하는 대표 지표다.

전압강하율은 송전단과 수전단 전압차를 수전단 전압으로 나눈 백분율이다.

전압변동률은 무부하와 전부하의 전압차를 전부하 전압으로 나눈 백분율이다.

전압강하의 원리

선로에 전류가 흐르면 임피던스 때문에 수전단 전압이 떨어진다.

저항 강하는 전류와 같은 위상이고, 리액턴스 강하는 전류보다 90도 앞선다.

그래서 부하 역률에 따라 두 성분의 합이 달라진다. 지상 역률일수록 강하가 커진다.

1상 기준 근사식은 ΔV ≈ I(R cosθ + X sinθ)다. 3상은 √3을 곱한다.

전압강하율의 정의식

식으로 보면 송전단 전압에서 수전단 전압을 뺀 값을 수전단 전압으로 나눈다.

수전단 전압을 분모에 두는 이유는 수용가가 실제로 받는 전압으로 품질을 보기 위해서다.

같은 전압차라도 기준 전압이 다르면 비율이 달라지므로 기준을 정해 둔다.

단상 2선식 계산 예제

단상 2선식 배전선로로 값을 직접 구해 보자.

선로 저항은 0.05 Ω/km에 0.1 km를 곱해 0.005 Ω이다.

단상은 왕복 회로이므로 계수 2를 곱한다. 전압강하는 2 × 50 × 0.005 = 0.5 V이다.

전압강하율은 0.5 V를 210 V로 나눈 뒤 100을 곱해 약 0.24 %이다.

전압변동률 예제

정답은 1.0 V다. 길이가 두 배가 되면 저항과 강하가 모두 두 배가 된다.

전압변동률 예제다. 무부하 전압이 230 V, 전부하 전압이 220 V라고 하자.

차이 10 V를 전부하 전압 220 V로 나누고 100을 곱하면 약 4.5 %이다.

기준이 전부하 전압이라는 점을 답안에 명시하지 않으면 감점 요인이 된다.

비교와 정리

두 지표는 기준 전압과 계산 방식이 다르므로 혼용하지 않는다.

전압강하율은 선로 자체의 전압 손실을, 전압변동률은 전원과 기기의 전압 안정성을 본다.

단상은 왕복 경로라 계수 2를, 3상은 √3을 쓴다. 두 계수를 혼동하면 계산이 크게 틀린다.

시험에서는 정의식을 명시하고, 기준은 간선 2 %, 분기회로 3 % 이하로 조건과 함께 쓴다.