비상발전기 용량 계산

비상발전기 용량 계산은 몇 가지 기준들이 있습니다.

국내에서는 국토교통부의 설계기준 KDS 31-60-20과 한국산업안전공단(KOSHA)의 E-84-2022에 의한 용량 계산입니다.

 

• 한국산업안전보건공단(KOSHA) 비상전원의 선정 및 설치에 관한 기술지침 E-84-2022
• 국토교통부 예비전원설비 설계기준 (KDS 31 60 20)

E-84-2022_비상전원의 선정 및 설치에 관한 기술지침.pdf

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예비전원설비+설계기준+개정+고시.PDF

0.45MB

 

KOSHA E-84-2022에는 예시로 계산이 정리되어 있으며, 이를 통해 두 가지 다른 용량 계산을 비교해 보겠습니다.

 

목차

 

KOSHA GUIDE "E-84-2022"

KOSHA GUIDE는 세 가지 경우 중에서 가장 큰 용량을 선정하도록 설계되어 있습니다. 

이 방식은 플랜트에서 널리 사용되며, 인버터와 같이 고조파를 많이 발생시키는 부하가 많은 경우에는 고려하여 수식에 적용하기도 합니다. 

플랜트에는 대용량 전동기가 자주 포함되어 있으므로, 이러한 큰 용량의 전동기를 기동하기 위해 발전기 용량을 확보하는 것이 포함된 의도입니다.

 

KDS 31 60 20

국토교통부의 계산식은 전동기 기동에 의한 영향과 고조파 발생 부하의 영향을 모두 포함하는 계산식입니다.

 

 

KOSHA vs KDS 계산식 비교

한국산업안전보건공단의 KOSHA GUIDE와 국토교통부의 KDS에 따른 발전기 용량 계산을 비교해 보겠습니다.
'KOSHA E-84-022'에는 비상발전기 용량 계산의 예시가 제시되어 있습니다. 이 예시를 바탕으로 KDS 계산을 진행해 보겠습니다.

 

KOSHA 비상발전기 용량 기준

 

KOSHA 발전기 용량 계산

※ KDS 31 60 20에서 명시된 '발전기 허용 전압 강하율'과 맞추기 위해
상기 (2)번의 허용 전압강하율 ΔE=0.2로 적용한다면 585 [kVA] 값이 나옵니다.

 

 

KDS 발전기 용량 계산

 

GP ≥ [ 721 + (213.6 - 81) x 1.2 + (81 x 1.2 x 6.5)] x 1 = 1512 [kVA]

1512 [kVA] x 0.8(역률) = 1209.6 [kW]

 

∑Pm : 전동기 부하용량 합계[kW] → 213.6[kW] 적용
PL : 전동기 부하 중 기동용량이 가장 큰 전동기 부하용량[kW] → 81 [kW] 적용
a : 전동기의 kW당 입력용량 계수 → 설계기준에는 1.38 추천하지만, 1.2 적용 (90[kVA] / 75[kW])
c : 전동기의 기동계수 → 설계기준에는 6을 추천하지만, KOSHA에서의 6.5 적용
k : 발전기 허용전압강하 계수 → '표 4.1-1 발전기 허용전압계수' 참고 시 KOSHA의 X'd = 0.25,
ΔE = 0.2를 대응하는 값이 "1"

 

 

KOSHA GUIDE 계산 값 : 900 [kW] 발전기 선정

KDS 계산 값 : 1300 kW] 발전기 선정

 

발전기 용량 계산 시트.xlsx

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두 기준의 계산 값 차이는

• KOSHA GUIDE의 "K"의 원동기 과부하 내량 (1.2 적용)
• KOSHA GUIDE의 PG3식에서 '기동돌입부하 기동역률(=0.3 적용)'
• KDS의 "일반 부하 + 전동기 부하(최대용량 제외) + 최대 용량 전동기 기동 용량

으로, KOSHA는 "원동기 과부하 내량"을 적용하고 있으며, KDS는 모든 것을 합산하는 계산 방식을 사용합니다. 
또한, KOSHA의 PG3식에 따른 '기동 돌입 부하 기동 역률' 때문에 발전기 용량이 낮게 산출될 수 있습니다. 

따라서 대용량 전동기 부하가 있는 플랜트에서는 KDS의 합산 방식이 아닌 KOSHA GUIDE의 경우의 수를 고려한 방식으로 발전기 용량을 낮추는 것이 경제적으로 유리할 수 있습니다. 
국토교통부의 설계 기준은 대용량 전동기 부하가 없는 건축물에 적용할 경우 적절한 값을 도출할 것으로 예상됩니다.

 

참고

전기기사 실기에서도 발전기 용량 계산이 출제되기도 합니다.

[전기기사 실기] 발전기 용량, 발전기 효율 계산

[전기기사 실기] 발전기 용량, 발전기 효율 계산