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전압 변동 계산방법 4가지
전압 변동으로 인한 영향으로는 전력손실, 생산성 저하, 제품의 불균일, 전기기기의 수명 저하 등이 있으므로 전선사이즈, 전압, 변압기 용량, 변압기 탭 등을 적정하게 선정하여 전압강하를 억제하여야 한다
전압 변동의 계산은 배전계통에서 매우 중요한 것으로 선로의 저항, 인덕턴스, 정전용량의 크기가 필요하다
보통 전압 변동 계산 시 특별한 경우가 아니면 정전용량을 고려할 필요가 없고 저항과 인덕턴스만을 고려한다
전압 변동 계산방법으로는 임피던스법과 등가저항법은 변압기를 포함자지 않는 간단한 회로에서 사용하며 %임피던스법은 변압기를 포함한 복잡한 회로에서 사용하고 선로가 긴 배전선, 케이블의 경우에는 암페어미터법을 사용하면 편리하다
전압 변동 계산방법
1)임피던스법
전원전압과 부하 측전압과의 차이로 구하는 방식
\[E_s=\sqrt{(E_r\cos\theta+IR)^2+(E_r\sin\theta+IR)^2}\]
배전방식에 따라 정해지는 정수 K
| 단상 2선식 | K=2 |
| 단상 3선식 | K=√3 |
| 삼상 3선식 | K=2 |
| 삼상 4선식 | K=1 |
\[E_s=(E_r+IR\cos\theta+IX\sin\theta)+j(IX\cos\theta-IR\sin\theta)\]
허수부는 실수부에 비하여 너무 작아서 0으로 놓으면
\[E_s=E_r+IR\cos\theta+IX\sin\theta\]
전압강하를 정리하면
\[\Delta E=E_s-E_r=IR\cos\theta+IX\sin\theta\]
배전방식에 따라 전압강하를 정리하면
\[∴\Delta E ≒ KI(R\cos\theta+X\sin\theta)\]
2)등가저항법
전원전압 Es는
\[E_s=(E_r+IR\cos\theta+IX\sin\theta)+j(IX\cos\theta-IR\sin\theta)\]
j항은 Es, Er에 비해 작아서 무시할 수 있으므로 전압강하
\[\Delta E=E_s-E_r=I(R\cos\theta+X\sin\theta)\]
위에 식에서
\[R_e=R\cos\theta+X\sin\theta\]
와 같으므로 등가저항 Re는 전선의 굵기, 배치, 부하의 역률에 따라 정해진다. 그러므로 전압강하
\[\Delta E=I\cdot R_e\cdot l\]
3)%임피던스법
전압강하율
\[\epsilon=\frac{E_s-E_r}{E_r}\times 100=\frac{I(R\cos\theta+X\sin\theta)}{E_r}\times100\]
\[=\frac{3E_rI(R\cos\theta+X\sin\theta)}{(\sqrt3 E_r)^2}\times 100=\frac{T(R\cos\theta+X\sin\theta)}{(\sqrt3 E_r)^2}\times 100\]
\[=\frac{T(R\cos\theta+X\sin\theta)}{10\times(kV)^2}\]
\[R=\%R\times \frac{10(kV)^2}{T_B}\]
\[X=\% X\times\frac{10(kV)^2}{T_B}\]
이식을 정리해 대입하면
\[\epsilon=\frac{P\%R+Q\%X}{(기준kVA)}\]
4)암페어미터법
- 전압강하의 개략값을 알기위하여 암페어미터 표나 도료를 이용하는 방법으로 암페어미터란 1[V]의 전압강하에 대한 전류[A]와 배선의 긍장과의 곱을 말한다
- 전압강하
\[\Delta E=K(r\cos\theta+x\sin\theta)I\cdot L\]
ΔE= 1[V]라 하면
\[IL-\frac{1}{K(r\cos\theta+x\sin\theta)}[A\cdot m]\]
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