전압강하 계산

전압강하란

전압강하는 전선의 저항과 리액턴스에 전류가 흐를 때 생기는 전압의 감소다.

정식으로는 송전단 전압에서 수전단 전압을 뺀 값이며, 단위는 V다.

전선이 길수록, 가늘수록, 전류가 클수록 끝 전압이 낮아진다.

단상 2선식 식 유도

단상 2선식은 전류가 왕복 두 가닥의 도체를 흐르므로 전압강하가 두 배가 된다.

전선 한 가닥의 저항은 R = ρL/A 이고, 전압강하는 e = 2IR 이다.

정리하면 e = 2ρLI/A 이다. 실무에서는 역률을 고려해 cosθ 항을 함께 쓴다.

회로 형태와 굵기 선정

전압강하 식은 회로 형태에 따라 달라지며, 단상 2선식은 계수 2를 쓴다.

3상 회로는 평형 부하일 때 √3을 쓰며, 3상 3선식과 4선식은 같은 식을 쓴다.

절차는 부하전류, 허용 전압강하, 필요 단면적 순으로 구한다.

구한 단면적 이상인 표준 굵기를 고르고, 허용전류가 부하전류 이상인지 확인한다.

계산 예제

계산 예제로 3상 4선식, 200kVA, 길이 300m, 전압강하 제한 7%인 간선을 보자.

먼저 부하전류를 구한다. I = P / (√3V) 이고, 역률은 무시한다.

허용 전압강하는 e = V × 0.07 이다.

단면적은 A = √3ρLI/e 로 구하며, 단위는 mm²가 된다.

마지막으로 단면적 이상이고 허용전류가 I 이상인 표준 굵기를 고른다.

감지기회로 판정 기준

감지기회로와 음향장치는 화재안전기술기준이 따로 정한 전압 조건을 따른다.

종단 감지기 배선 전압은 감지기 정격전압의 80% 이상이어야 한다.

전로저항은 50Ω 이하이고, 음향장치는 정격전압의 80% 전압에서 음향을 발해야 한다.

정답은 19.2V다. 24 × 0.8 이므로 말단 전압은 19.2V 이상이어야 한다.

헷갈리는 점과 정리

흔한 실수는 단상과 3상 공식을 섞어 쓰는 것이다.

허용전류만 보고 굵기를 정하고 전압강하 검토를 빠뜨리는 것도 자주 틀린다.

답안에는 역률 무시 조건과 적용 기준 이름을 함께 쓴다.

전압강하는 전원 측과 말단 측 전압 차이로 판정하고, 굵기는 두 조건을 모두 만족해야 한다.