표제지
국문초록
목차
1. 서론 14
1.1. 연구배경 및 필요성 14
1.2. 연구목적 및 방법 15
2. 변압기 용량 설계의 이론적 고찰 17
2.1. 부하용량의 산정 방법 17
2.2. 변압기 용량의 산정 방법 20
2.2.1. 수용률(Demand Factor) 20
2.2.2. 부등률(Diversity Factor) 20
2.2.3. 부하율(Load Factor) 21
2.2.4. 전압변동률 21
2.2.5. 단락전류 21
2.2.6. 고조파 부하 22
2.2.7. 변압기 주위온도 및 냉각방식 24
2.2.8. 변압기 부하율 운전 24
2.2.9. 최대수요전력(Maximum Demand Power) 25
2.2.10. 급전 방식과 변압기 대수 25
2.2.11. 변압기의 선정 26
2.3. 변압기 수용률 기준 설정에 관한 선행연구 고찰 29
2.3.1. 회귀분석 이론을 이용한 종합병원의 수용률 기준 설정에 관한 연구 29
2.3.2. 공동주택 변압기 용량 적정 산정을 위한 수용률 개선 및 사례연구를 통한 경제성 평가 30
3. 수용률 기준 설정을 위한 실태 분석 31
3.1. 전력 사용 실태 조사 31
3.2. 전력 사용 실태 분석 34
3.3. 회귀분석 이론을 이용한 합성수용률 적용 실태 분석 37
3.3.1. 통계학적 분석 37
3.3.2. 총 부하설비 용량과 합성수용률 분석 37
3.3.3. 변압기 용량과 합성수용률 분석 38
3.3.4. 변압기 최대이용률과 운영 시의 합성수용률 분석 39
3.3.5. 설계 합성수용률과 운영 시의 합성수용률 분석 40
3.3.6. 변압기 부하율과 운영 시의 합성수용률 분석 42
3.3.7. 회귀분석 이론을 통한 분석 결과 43
4. 제안한 수용률 기준 및 사례연구 통한 분석 44
4.1. 사례연구 대상의 시설 현황 44
4.1.1. 처리 계통도 44
4.1.2. 변압기 군별 부하설비 현황 46
4.1.3. 수전설비 단선 구성도 47
4.1.4. 최대전력과 부하율 연간 변화추이 48
4.2. 제안한 수용률 기준을 적용한 하수처리장 변압기 설계 49
4.2.1. 변압기 용량 산정 49
4.2.2. 수·변전설비 단선 구성도 및 특징 52
4.2.3. Power Tools for Windows 프로그램에 의한 변압기 용량 검증 54
4.2.4. 제안 설계에서 변압기 용량 감소에 따른 장·단점 비교 분석 55
4.3. 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 경제성 비교 56
4.3.1. 수배전반 비용 산출 56
4.3.2. 전력회사의 수탁비 산출 58
4.3.3. 전기실의 면적 비용 산출 58
4.3.4. 운영비 산출 59
4.3.5. 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 경제성 비교 60
5. 결론 61
참고문헌 63
부록 65
부록 Ⅰ. 방산하수 부하설비 집계표 66
부록 Ⅱ. 방산하수 변압기 용량 설계서 68
부록 Ⅲ. 방산하수 수·변전설비 단선결선도 70
부록 Ⅲ. 방산하수 전기실 배치도 71
부록 Ⅳ. 기존 설계 및 제안한 수용률 기준 적용 설계의 수배전반 비용 산출 72
부록 Ⅴ. 방산 하수처리 계통도(공정도) 76
부록 Ⅵ. 제안한 수용률 기준 적용 설계의 전력 계통해석 프로그램 SKM PTW을 통한 Transformer size report 77
Abstract 81
[표 2.1] 한전 기본공급약관 시행세칙의 계약전력 산정 17
[표 2.2] K-Factor 변압기 등급 18
[표 2.3] 하수처리시설의 설비별 수용률 19
[표 2.4] 최대 고조파 전류 왜형 제한(120[V]~69,000[V] 23
[표 2.5] 변압기 K-Factor 계산 예(ANSI C57-110) 23
[표 3.1] 하수처리장별 용량, 설계 변압기 용량 및 합성수용률 조사 31
[표 3.2] 하수처리장별 최대수요전력 조사 32
[표 3.3] 하수처리시설별 변압기 이용률, 부하율, 운영 시의 합성수용률 분석 34
[표 3.4] 총 부하설비 용량과 합성수용률 적용 실태 분석 37
[표 3.5] 변압기 용량과 합성수용률 적용 실태 분석 38
[표 3.6] 변압기 최대이용률과 합성수용률 적용 실태 분석 40
[표 3.7] 설계 합성수용률과 운영 시의 합성수용률 적용 실태 분석 41
[표 3.8] 변압기 부하율과 운영 시의 합성수용률 적용 실태 분석 42
[표 4.1] 하수처리(TR#1) 부하설비 현황 46
[표 4.2] 하수처리(TR#3) 부하설비 현황 46
[표 4.3] 하수처리 전체 부하설비 현황 47
[표 4.4] 컴퓨터 프로그램 실행 중 화면 50
[표 4.5] Sizing Study Report 50
[표 4.6] 변압기 용량의 합성수용률 분석 51
[표 4.7] 하수처리장의 최근 4년간 운영 시 최대수요전력 51
[표 4.8] 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 특징 비교 53
[표 4.9] Transformer Size Report 55
[표 4.10] 기존 설계와 제안 설계의 변압기 용량 비교 55
[표 4.11] 변압기 용량 감소에 따른 장·단점 비교 분석 56
[표 4.12] 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 수배전반 비용 비교 57
[표 4.13] 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 한전 수탁비 비교 58
[표 4.14] 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 건축공사비 비교 59
[표 4.15] 기존 설계와 제안한 수용률 적용 설계의 전기사용요금 비교 59
[표 4.16] 기존 설계와 제안한 수용률 적용 설계의 유지관리비 비교 59
[표 4.17] 기존 설계와 제안한 합성수용률 적용 설계의 경제성 비교 60
[그림 2.1] 최대수요전력 25
[그림 3.1] 하수처리장별 변압기 용량과 최대수요전력 비교 32
[그림 3.2] 하수처리장별 설계 수용률과 운영 시의 수용률 비교 33
[그림 3.3] 하수처리장별 변압기 최대이용률과 운영 시의 합성수용률 비교 35
[그림 3.4] 하수처리장별 부하율 분석 비교 36
[그림 3.5] 최대수요전력과 평균전력 변화추이 36
[그림 3.6] 총 부하설비 용량과 합성수용률 적용 실태 및 회귀모형식 38
[그림 3.7] 변압기 용량과 합성수용률 적용 실태 및 회귀모형식 39
[그림 3.8] 변압기 최대이용률과 합성수용률 적용 실태 및 회귀모형식 40
[그림 3.9] 설계 합성수용률과 운영 시의 합성수용률 적용 실태 및 회귀모형식 41
[그림 3.10] 변압기 부하율과 운영 시의 합성수용률 적용 실태 및 회귀모형식 42
[그림 4.1] 처리시설 현황도 44
[그림 4.2] 하수처리 계통도 45
[그림 4.3] 수·변전설비 단선 구성도 47
[그림 4.4] 최대전력과 부하율 연간 변화추이 48
[그림 4.5] Power Tools for Windows 프로그램에 의한 변압기 용량 입력 49
[그림 4.6] Sizing Study Result 50
[그림 4.7] 수·변전설비 단선 구성도 52
[그림 4.8] Transformer Size Study Result 54
[그림 4.9] 기존 설계와 제안한 수용률 기준 적용 설계의 수배전반 배치도 58