이달의 전력 용어와 영어

12월 전력 용어

■ 전력계통(電力系統, Electrical Power System)

원활한 전기의 흐름과 전기품질을 유지하기 위하여 전기의 흐름을 통제·관리하는 행위를 말한다. 또한, 물리적 측면에서는 “발전소에서 생산한 전기를 전기사용자에게 공급하기 위한 발전설비, 송·변전설비, 배전설비, 기타 부대설비 등이 유기적으로 결합한 시스템을 전력계통”이라고도 한다.

■ 전력구 감시제어 시스템

전력구 내에서 발생하는 각종 사고를 미연에 방지하고, 사고 발생 시 신속한 대처가 가능하도록 구축한 시스템을 말한다. 주요 기능으로는 전력구 내 출입자, 침수, 가스, 환경, 화재 등 상시 전력구의 운전상태 감시와 케이블 표면온도 측정 및 펌프, 환풍기 등의 원방 제어 등이 있다.

■ 전력량계(Watt Hour Meter)

전력량계는 전력의 시간 적산치(적분치)를 계량하는 계기로서 유도형 계기가 널리 사용되고 있다. 이것은 Aluminium 회전 원판 주위에 전압 Coil과 전류 Coil로 된 구동소자와 제동작용을 하는 영구자석을 취부하여 전력에 비례한 회전속도를 얻고 있다. 단상 회로용은 1소자, 3상 3선식 회로용은 2소자, 3상 4선식 회로용은 3소자로 구성되어 있으며 전력량의 치는 원반의 회전수가 적당한 감속 치차(Gear)기구를 통하여 계량반에 직접 표시한다. 또한, 전력량계의 특성을 표시하는 계기정수는 어느 선로에 설치된 변성기의 2차 회로를 통하여 전력량계에 흡수되는 구동 에너지 1(kWh)에 대한 전력량계의 원반 회전수이며 Rev/kWh 또는 kWh/Rev 등으로 나타낸다. 따라서 전력량계를 설치하였을 경우에는 그 선로에 설치된 변성기의 변성비와 전력량계의 계기정수 및 치차비에 따라 계량치에 일정한 배수를 곱하여야 전력량을 측정할 수 있는데 이 배수를 승률이라고 하며 다음 식으로 산출할 수 있다.

■ 전력수급계약(電力需給契約, Power Purchase Agreement, PPA)

전력공급자가 단일구매자인 전력회사에 전력을 판매하는 형태로서 변동비는 실적 보상하고, 고정비 보상은 협상에 의하여 매년 일정 수준 보장하는 제도이다. 전력수급계약은 발전설비가 가동되는 전 기간에 걸쳐서 합의한 투자보수율을 보장하는 수준으로 전력수매요금과 가동시간 등을 포함하며 대부분의 경우 IPP와 규제적인 독점전력회사 간의 계약이다. 따라서, 전력수급계약은 경쟁적 전력시장으로의 이행과정에서 해결해야 할 과제가 되는데, 일반적으로 수급계약이 만기가 될 때까지 해당 계약전력을 구매하거나 IPP에게 충분한 보상을 하여 수급계약을 해지하는 방식을 취한다. 전력수급계약의 유형으로는 전량수매계약(Full Requirement Contract)과 부분수매계약(Partial Requirement Contract)이 있다.

■ 전력시장감시(電力市場監視, Electricity Market Monitoring/Surveillance)

전기사업법 규정에 의한 금지행위 및 기타 전력시장에서의 불공정행위에 대한 감시 및 시정조치를 통한 공정한 전력거래와 경쟁적 전력시장 조성에 기여하는 활동을 말한다. 전력시장감시는 전력시장운영규칙의 규정에 따라 전력시장감시위원회가 수행하며, 전력거래자료 등을 분석하여 금지행위, 시장지배력 가능성 등을 조사하고 필요한 경우 전력거래소 또는 시장규칙대상자 등에게 추가적인 자료의 제출을 요구하거나 현장조사 등을 시행할 수 있다. 효율적인 전력시장감시를 위하여 시장감시지표를 활용할 수 있으며, 전기위원회 보고 및 사실조사 요청, 자율시정조치, 규칙개정 건의 등을 통하여 불공정한 거래행위를 예방 또는 시정하여 공정한 경쟁 속에서 전력이 거래될 수 있도록 한다.

■ 전력조류 계산(電力潮流計算, Power Flow Calculation)

전력계통에 흐르는 유효전력과 무효전력의 상태와, 계통 내 각 지점에서의 전압이나 조류가 어떤 분포를 하게 될 것인지를 수학적 방법에 의하여 조사하는 것을 전력조류 계산이라고 한다. 전력조류 계산이 주로 활용되는 분야는 ①현재 전력계통에 가장 알맞은 운영방법의 결정 ②미래 전력설비 확충에 필요한 계획 ③전력계통의 상정고장 등에 대한 예방 및 조치계획 수립 등이 있다.

■ 전력조류(電力潮流, Power Flow)

전력계통을 구성하고 있는 전선로·변압기 등의 전력설비에 흐르는 유효전력과 무효전력의 흐름을 전력조류 또는 조류라고 한다. 유효전력 조류는 전원 측에서 부하 측으로 전압의 위상차에 의하여 흐름이 결정되고, 무효전력은 전압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르는 특성이 있다.

<자료제공 : 전력통계정보시스템 www.kpx.or.kr/epsis>

전기박사의 ‘現問賢答’

전기도면 검토 시, 수전계통이 적합한지 봐야

Q. 안녕하세요. 수변전실 초보입니다. 이번에 정류기반 12V, 100A짜리 4년 된 산업용 배터리가 모두 불량입니다. 액이 모두 새고 있습니다. 교체방법 및 주의 사항을 알려주세요.

A. DC 조작 전원이 아마 차단기에만 들어 갈것 입니다만 어디 어디에 들어가는지 필히 확인을 하세요. 차단기에만 들어간다면 차단기는 조작 전원이 없으면 동작을 하지 않으므로 일정을 잡고 준비를 한 다음 Battery 차단기만 내리고 가능한 빨리 교체작업을 하시면 됩니다. 작업 시는 Battery 전극이 서로 단락되지 않도록 주의만 하면 됩니다.

Q. 전절연에 대한 정의가 공칭전압/1.1=절연계급수치 가 일치하는 경우의 절연방법이라 하는데 공칭전압 22.9/1.1의 값이 절연계급 수치와 일치? 절연계급의 수치는 무슨 의미인지요?

A. 전절연의 정의는 아시니 절연계급을 먼저 말씀드리면 기기나 설비의 절연강도를 구분한 것으로써 호수로 나타냅니다. 이에 기준 절연강도 BIL 이 제공됩니다.

예를 들어 154인 유입변압기로 설명해드리면 유입변압기 BIL 공식은=(5×E)+50KV입니다. 여기서 E만 안주어져 있는데 154인 경우는 절연강도 규격에 보면 140호로 정해져 있습니다. 22.9인 경우는 20호로 정해져 있구요. 규격은 정해져 있으며 또한 공칭전압/1.1로도 수치를 넣을 수가 있습니다. 즉 E : 절연호=절연계급=공칭전압/1.1=최저전압 중 하나를 넣어 계산하는 것이지요.

풀이로 보면 위식에서 대입으로 5×공칭전압/1.1+50 =750 또한 5×절연호+50=750위에 규격에서 140호 정해졌으니 5×140+50=750 위 두 가지 사항이 같게 나옵니다. 그러니 정의에서 보듯이 공칭전압/1.1=절연계급 수치가 일치하니 이것은 전절연이라 합니다. 즉 비접지계 고저항계 처럼 유효접지계가 아닌 곳에 적용하는 것이지요. 반대로 저감절연은 공칭전압에 약 80%이니 (유효접지) 절연호는 120호로 되어 750이 아니 650으로 할 수 있는 것입니다.

Q. UPS 판넬입니다. 1~5번 차단기는 똑같이 측정됩니다. RN 전류 측정시요. 6번 차단기는 조작 전원 공급으로 쓰는데요. R 0.3A N상 7.5A 측정 됩니다. 단상은 동일하게 측정되는 걸로 알고 있는데요. 그 이유를 알고 싶습니다.

A. 정상적이라면 기본은 1개의 부하에 흐르는 전류는 가고 오는 전류 즉 R과 N전류는 같아야 합니다. 그러지 않고 R전류가 크고 N전류가 적을 경우에는 지락 누설 된 것입니다. 그리고 반대로 N전류가 크면 다른 부하와 같이 사용을 한 것입니다. N 중성선 회로를 확인 해 보세요.

Q. CT부담 계산이 여기저기 기준이 서로 달라서 문의를 드립니다. 부담계산을 할 때 CT2차 측 단자부터로 즉 연결되는 케이블, 계기만 고려하면 되는지 아니면 CT자체의 코일저항의 부담까지 고려해야 하는지 궁금합니다. 아마 일본방식과 IEEE과의 방식이 조금 다른 듯한데 헷갈리네요.

IEEE에는 2차 측 단자부터 라고 되어있는데 이렇게 되면 CT는 고려 않고 2차 케이블부터 계전기들이 해당되는 것 같은데 이게 맞는 것인지도 궁금하구요. 예를 들어 CT자체코일을 고려하면 5VA라는 부담의 CT는 자체저항이 5옴일경우 처음부터 사용불가의 의미로 뭔가 모순이 되어 질의를 드립니다.

A. 제가 생각하는 부담(VA)은 2차 측 단자로부터 연결되는 부분부터 계산하는 것으로 생각됩니다. (생각하시는 CT내부 코일은 보통 직경 1.2mm 코일을 수십 회 감기때문에 저항값이 무시할 정도로 낮습니다.)

VA란 CT 2차 측에서 내보내주는 전력값이므로, 5VA의 경우 CT2차측전류가 5A이므로 5A×1V, 즉 5W를 출력해주는 전력값입니다. 일반적으로 설계 시 5VA는 계기 1개, 15VA는 계기 3개 정도 부하로 연결할수 있습니다. 물론 CT 2차 측과 계기의 거리가 수십미터 이상이 되면 왕복거리가 되기때문에 이때는 선저항도 부담으로 작용되기 때문에 VA선정을 더 높여야 되겠지요. 오픈된 CT의 저항값은 테스터기의 내부 건전지에 의한 전압이 유기되면서 측정되는 수치일 뿐 CT용량을 나타내는 것이 아닙니다. CT내부에는 과열이나 고압이 발생하면 차단시키는 휴즈또는 휴즈성분의 배선을 내장합니다. 그렇지 않으면 설치하여 전류가 흐를때 CT단자가 오픈되면 홀라당 타거나 녹아내립니다. 따라서 CT는 용량을 표시하는 VA규격이 있으므로 준수하고 계전기에서 과열이나 고압 유기시 사고에 대비하도록 합니다. 즉 CT는 자체 생산규격이 있으므로 작업자는 배선과 취부방법, 2차 사고에 대비한 조치를 합니다.

Q. 전기도면(실시설계) 검토를 처음하게 되어 경험하신 분들의 조언을 구하고자 합니다. (도면을 볼 줄 알지만, 검토를 해본 적이 없어서요.) 현재 전기시설관리를 하고 있으며 시설관리 입장에서 신축 전기도면을 검토를 하려 하는데 어디서부터 봐야 할지 감이 잡히지 않습니다.(면적이 아주 넓습니다.) 검토사항, 주의사항 등의 팁을 알려주시면 감사하겠습니다.

A. 검토사항과 주의사항은 같은 의미로 봅니다.

1. 수전계통이 적합한지 2. 설비 SPEC(용량, 전압 등)에 맞는지 3. 빠진 설비는 없는지 4. 규정에 맞는지 5. 잘못 표시된 곳은 없는지 6. Comment 사항은 반영이 되었는지 7. 도면대로 설치(Lay Out)가 가능한지 8. 안전에는 문제가 없는지 9. 운전에는 문제가 없는지 10. 정비가 가능한지 11. 다른 공종의 설비와 간섭은 생기지 않는지. 12. 작업성은 어떠한지 13. System 연계는 이상이 없는지 14. 불필요한 것은 없는지 등등 입니다.

Q. 백화점에 전력량계 달아줬는데 전력량이 8.5kWh 나온다고 잘못된 거 아니냐고 합니다. Ct비랑 Pt비 곱해줘야 한다고는 했는데. 제가 계산하다 보니 이상해서 문의드립니다.

Ct가 1000:5Pt가 380/110 그래서 8.5×200× 3.45 해서 5865kWh 나옵니다. 그런데 거기 돌아가는 게 400kW짜리 하루종일 돌리고 1달 이상 지낫습니다. 암페어 재보니 677A 나오는데. 매일 12시간 50일 사용했다고 가정해서 계산하면. 전력량계랑 상이하게 나옵니다. 제가 계산 잘못하는 건가요. 뭐가 문제인가요.

A. 위의 계산식은 맞습니다. 그런데 8.5kWh 값이 이상하네요. 3상이라면 역률이 1이라고 가정하고 실제 소비전력은 1.732×677A×380V=445,574kWh가 나와야 하고 (445,574kW×1시간) 계량기가 지시하는 값은 445,574/200/3.45=0.645kWh가 나와야 하는데 왜 8.5kWh가 나왔는지 이상하네요.

아마도 약 13시간 정도 사용한 전력값을 체크했다면 맞는 값이겠죠. (0.645kW×13=약 8.385kWh) 아무튼 매일 12시간 사용하고 50일 사용했다면(역률은 0.9로 가정하고) 445,574×0.9×12×50=240,6Mwh 정도가 나와야 합니다.(역률에 따라 어느정도 차이는 납니다) 무엇이 잘못되었는지 근본적인 문제부터 파악해봐야 겠네요.

Q. 여태까지 변압기에 표시된 암페어는 그 변압기가 견딜 수 있는 최대 암페어수인줄알았는데요. 얼마전에 이야기를 듣다보니까 히터(12.5V 45A)를 켜주려고 변압기를 12.5V 45A 주문한다고 하더라구요? 히터에 45A가 흘러서 변압기를 45A 주문한 건가요? 사용되는 A보다 좀 더 크게 잡는 것 아닌지. 변압기에 표시된 암페어의 정확한 의미가 궁금합니다!

A. 주문된 변압기를 만들 때는 제작자가 용도에 맞게 여유분을 고려하여 만듭니다. 이미 만들어진 변압기를 사려고 할 때도 히터나 전기밥솥에 사용할 때는 별도 문의를 하라고 합니다. 결론은 역률이나 발열에 대한 여유분이 있다는 것이고 업체마다 코어의 종류 권선굵기 방열방법 등에서 다릅니다.

Q. 정기검사 시 비상발전기 중성점 접기가 안 되어 있다하여 중성점 접지(3종)를 하려고 하는데요. 전기실 주접지단자함을 열어보니 모든 접지선이 사진처럼 부스바 하나로 묶여 있습니다.

3종 접지는 개별접지하는 편이 좋다고 알고 있지만, 이제 와서 새로 공사하기도 좀 그렇고 해서 그냥 여기다 바로 연결하려고 하는데 안될까요?

해당 접지단자함에는 변압기 중성점 접지(2종), 특고압 외함접지(1종), LA, SP, 저압반 발전기 외함접지(3종) 이렇게 들어가는데요. 발전기 중성점 접지를 다른 접지선과 함께 묶어도 크게 문제 될 점이 없을는지 질문 좀 드리겠습니다. (접지단자함 관련하여 정기검사시 지적받은 적은 없습니다.)

A. 발전기 중성점 접지에 관한 규정입니다.

① 저압 전로의 중성점 접지는 기술기준 제36조의 규정에 따라 400V 미만의 저압용 기계 기구는 제3종 접지공사를 하여야 하므로 사용전압이 380V/220V인 발전기의 중성점 접지저항은 100Ω 이하로 규정하는 것이 타당하다.

② 기술기준 제30조 전로의 중성점 접지 규정에 적합하게 접지공사를 실시하는 경우에는 발전기 중성점의 접지선과 외함 접지선은 발전기 접지극을 공용할 수있다.(접지종별이 동일하므로)

발전기 중성선접지의 3종 접지는 저항값이 100Ω 이하로 타 접지 저항값보다 크기 때문에 접지 BOX 내에서 다른 접지와 같이 연결하여도 됩니다. (공통접지)

Q. 케이블덕트(바닥밀폐형 케이블트레이)는 흔히 분체도장을 하지 않고 용융아연도금을 하는데 특별한 이유가 있는지요? 하이텍 트레이(펀칭형 트레이)는 분체도장을 주로 하는데 특별한 이유가 있는지요?

A. 대기 중의 산성비, 휘발성 용매의 침투, 지면으로부터의 습기 등으로부터 부식을 방지하기 위해 아연도금이나 주석 도금을 합니다. 실내에서는 분체도장 만으로도 부식방지 효과가 있다고 판단하여 분체도장도 사용하지만, 도장두께 규정과 표면의 전처리 등을 준수하도록 합니다. 실외 노출 덕트에 분체도장을 사용하는 경우는 아연도금이나 주석도금한 만큼의 효과가 있다는 시험자료가 있어야 합니다.

Q. 50kVA UPS입니다. 사무실 컴퓨터용으로 설치되어 있는데, 현재 사용을 전혀 하지 않고 있기 때문에 이번 정전작업 때 UPS를 완전히 끄려고 합니다. 메뉴얼을 보니 CB3-CB2(배터리)-CB4(bypass)-CB1 순서로 차단기를 내려서 끄면 된다고 나와 있는데요. 이렇게 차단기를 바이패스까지 죄다 내려버려도 사무실에 전기가 정상적으로 공급되나요?

A. 컴퓨터 전용이고 UPS에 부하가 없다면 부하 측에서부터 차단하세요. CB3-CB2(배터리)-CB4(bypass)-CB1 또는 CB3-CB4(bypass)-CB2(배터리)-CB1 순서로 차단기를 내려서 끄면 됩니다. 영구적으로 사용하지 않으려면 안전을 위하여 UPS의 입력 측 차단기를 Off 시키고 Line을 해체하여야 합니다. 그리고 상기와 같이 UPS를 정지시키면 Battery는 방전이 되어 차후에 사용할 수 없을 수 있습니다.