변전소 소내 기타설비

변전소 소내 기타설비

 

 

1. 변전소 소내 케이블 규격결정 총괄표

FROM	TO	부하사양	부하전류	케이블규격	비고
22.9KV SWGR	정류기용 변 압 기	3,000× 1.5 = 4,500KVA 3Φ22.9/0.6KV	I=4,500/(√3    × 22.9) = 113.5A *TR 1차측 전류	22.9KV FR-CNC0-W 60㎟ 1C-3 (허용전류 195A)
22.9KV SWGR	고 압 배 전 용 변 압 기	6,500KVA 3Φ22.9/6.6KV	I=6,500/(√3    × 22.9) = 163.8A *TR 1차측 전류	22.9KV FR-CNC0-W 60㎟ 1C-3 (허용전류 195A)
정류기용 변 압 기	정 류 기	2,500× 1.5 = 3,750KW 3Φ22.9/0.6KV	I=3,750/(√3    × 0.6× 2) = 1,804.3A *정류기 1차측 전류 1 SECTION 전류	3.3KV F-CV 250㎟ 1C-3× 4L (허용전류 461A)	2Line
고 압 배 전 용 변 압 기	6.6KV SWGR	6,500KVA 3Φ22.9/6.6KV	I=6,500/(√3   × 6.6) = 568.7A *TR 2차측 전류	6.6KV F-CV 150㎟ 1C-3× 2L (허용전류 341× 2=682A)
정 류 기	DC 1,500V SWGR	정류기 2,500× 1.5 = 3,750KW 1,500DC	I=3,750/1.5 = 2,500A 정류기 2차측 전류	POSITIVE-3.3KV F-CV 325㎟ 1C-5 NEGATIVE-600V F-CV 325㎟ 1C-5
6.6KV SWGR	소 내 용 TR	150KVA 3Φ6.6KV/380V	I=150/(√3  × 6.6) = 13.2A *TR 1차측 전류	6.6KV F-CV 38㎟ 1C-3 (허용전류 150A)
소 내 용 TR	AC AUX DIST PNL	150KVA 3Φ6.6KV/380V	I=150/( √3   × 0.38) = 228A× 1.1 = 250.8A *TR 2차측 전류	600V F-CV 100㎟ 1C-4 (허용전류 266A)	여유율 1.1배
AC AUX DIST PNL	MCC AUX Vent Fan	33.25KVA	33.25KVA/( √3   × 0.38) = 50.6A× 1.1=55.6A	600V F-CV 22㎟ 허용전류 105A)	여유율 1.1배
AC AUX DIST PNL	BATT CHARGER PNL	BATTERY CHARGER 20KVA	20/(√3   × 0.38) = 30.4A× 1.1=33.5A	600V F-CV 22㎟ 1C-3 (허용전류 105A)	여유율 1.1배
BATT CHARGER PNL	BATT	BATTERY CHARGER 출력 60A	밧데리 용량 300AH	600V F-CV 60㎟ 1C-2 (허용전류 195A)
AC DIST PANEL	전등 분전반	11.92KVA	11.92/(√3    × 0.38) = 18.1× 1.1 = 19.92A	600V F-CV 5.5㎟ 1C-4	여유율 1.1배

2. 차량기지 변전소 소내 전력케이블 계산

 

1) 변전소 케이블 공사  

① 변전소 내에 모든 케이블은 전력 피트내부에 설치.

② 피트내의 모든 케이블은 전압 계급별로 설치된 케이블랙 위에 설치토록 하였으며, 케이블랙은 전압 계급별로 이격거리를 유지토록 하였다.

③ 모든 신호 및 제어용 케이블은 RTU를 통하여 외부와 연결되는 것을 원칙으로 하였다.

⑤ 직류계통과 교류계통은 상호 간섭을 최소화하기 위하여 충분한이격 거리를 확보하였다.

⑥. 여러가지 전압 계통의 케이블을 수직 배치할 때에는 높은 전압의 것을 아래쪽에 배치하고, 전압이 낮은 것 일수록 위쪽에 배치.

⑦. 변전소 내부의 전력케이블은 다음 2번～12번까지 자세히 기술하였다.

 

2) AC 24KV 차단기에서 정류기용 변압기간 전력케이블  

① 정류기용 변압기의 1차 전류

(1) 용 량 : 3,000KVA × 1.5 = 4,500KVA

(2) 전 압 : 3φ 22.9KV/2차 0.6KV × 2 = 1,200V

(3) 정격전류

                                   4,500KVA

정격 1차전류 I = ------------------------ = 113.5A

                                √3 × 22.9KV

          

                                  4,500KVA

정격 2차전류  I = ----------------------- = 2,165.1A

                              √3 × 0.6 × 2

           

② PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

③ 설계 케이블의 정격

(1) 케이블의 규격 : FR-CNCO-W 22.9KV 60㎟ 1C - 3

(2) 케이블의 허용전류 : 195A

(3) 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=113.5A) <설계전류(=195A)

④ 사용 케이블의 단락강도 검토

        0.141

I = -------- × A

          √t

             

I : 허용 단락전류(KA)

A : 도체규격(㎟)

t : 단락시간(0.3sec)

         0.141

I = -------- × 15.45KA

          √0. 3

             

∴ 실제 단락전류 계산치 10.829A < 케이블 허용 단락전류 15.45KA

 

 

3. 정류기용 변압기 2차측에서 정류기 1차측 케이블

 

1) 정류기 변압기 2차 전류 : 3,750KW/(√ 3  × 0.6 × 2) = 1,804.3A

2) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

3) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 3.3KV 250㎟ 1C - 3 × 4L(각 PHASE당 CORE 수)

② 케이블의 허용전류 : 461A

③ 케이블의 선정 : 461A × 4 = 1,844A

∴ 실제 적용되는 전류 (=1,804.3A) 〈 설계전류 (=1,844A) 만족

④ 적용부하 정격전류 값이 설계전류 값보다 적으므로 적정함.

 

 

4. 정류기에서 MAIN HSCB간의 케이블 (POSITIVE)

                                  25,000KW

1) 정류기 2차전류 : --------------- = 1,667 × 1.5 = 2,500[A]

                                   1.5KV

 

2) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

3) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 3.3KV 325㎟ 1C × 5L (각 PHASE당 CORE수)

② 케이블의 허용전류 : 540A

③ 케이블의 선정 : 540A × 5 = 2,700A

∴ 실제 적용되는 전류 (=2,500A) 〈 설계전류 (=2,700A) 만족

④ 적용부하 정격전류 값이 설계전류 값보다 적으므로 적정함.

 

 

5. 정류기용 NEGATIVE에서 DS NEGATIVE PNL.까지의 케이블

 

1) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 600V 325㎟ 1C × 5L

② 케이블의 허용전류 : 551A

③ 케이블의 선정 : 551A × 5 = 2,755A

∴ 실제 적용되는 전류 (=2,500A) 〈 설계전류 (=2,755A)

④ 적용부하 전류값이 설계전류 값보다 적으므로 적정함.

 

 

6. AC 24KV 차단기에서 고압 배전용 변압기간의 케이블

 

1) 배전용 변압기의 1차 전류

① 용 량 : 6,500KVA

② 전 압 : 3φ 22.9KV

③ 정격전류

                            6,500KVA

정격 1차전류 I = ---------------- = 163.8A

                          √3 × 22.9KV

     

2) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

3) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : FR-CNCO-W 22.9KV 60㎟ 1C - 3

② 케이블의 허용전류 : 195A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=163.8A) 〈 설계전류 (=195A)

4) 사용 케이블의 단락강도 검토

          0.141

I = ------------× A

            √ t
           0.141

I = ------------× 60㎟ = 15.45KA 

           √ 0.3

         

∴ 실제 단락전류 계산치 10.829KA < 케이블 허용 단락전류 15.45KA

7. 6.6KV 고압 배전용 변압기 2차측 전력케이블

 

1) 고배용 변압기 2차 전류

① 용 량 : 6,500KVA

② 전 압 : 3φ 6.6KV

③ 정격전류

                             6,500KVA

정격 2차전류 I = ---------------- = 568.7A

                          √ 3 × 6.6KV

       

2) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

3) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 :F-CV 6.6KV 150㎟ 1C - 3 × 2L(각 PHASE당 CORE수)

② 케이블의 허용전류 : 341 × 2 = 682A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=568.7A) 〈 설계전류 (=682A)

 

4) 사용 케이블의 단락강도 검토

         0.141

I = ---------- × A

           √ t

        0.141

I = -----------× 150㎟ = 38.62KA

         √ 3 

         

∴ 실제 단락전류 계산치 11.078KA < 케이블 허용 단락전류 38.62KA

 

 

8. 고압 배전용 CUBICLE에서 소내용 변압기간 케이블

 

1) 소내용 변압기 1차 전류

① 용 량 : 150KVA

② 전 압 : 3φ 6.6KV

③ 정격전류

                              150KVA

정격 1차전류 I = --------------- = 13.2A

                          √ 3 × 6.6KV

       

2) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 6.6KV 38㎟ 1C - 3

② 케이블의 허용전류 : 150A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=13.2A) 〈 설계전류 (=150A)

 

 

9. 소내용 변압기 2차측 케이블

 

1) 소내용 변압기의 2차 전류

① 용 량 : 150KVA

② 전 압 : 3φ 380V

③ 정격전류

                         150KVA

정격 1차전류 = ------------- = 228 × 1.1 = 250.8(A)

                      √ 3 × 380V

      

2) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

3) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 600V 100㎟ 1C - 4

② 케이블의 허용전류 : 266A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=250.8A)〈 설계전류 (=266A)

 

 

10. AC AUX. DIST. PNL.에서 BATTERY CHARGER PNL.간의 케이블

 

1) 충전기 1차 전류

① 용 량 : 20KVA

② 전 압 : 3φ 380V

③ 정격전류

                            20KVA

정격 1차전류 I = -------------- = 30.4A × 1.1 = 33.5(A)

                        √ 3 × 380V

      

2) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

3) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 600V 22㎟ 1C - 3

② 케이블의 허용전류 : 105A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=33.5A) 〈 설계전류 (=105A)

 

 

11. AC AUX DIST PANEL에서 저압 MCC간의 케이블

 

1) 용 량 : 급기홴 : 11KW, 배기홴 : 11KW

규약 전류용량에 의한 입력 : 16.625 × 2 = 33.25 KVA

2) 전 압 : 3φ 380V

3) 정격전류

                            33.25KVA

정격 1차전류 = ----------------- = 50.6A × 1.1 = 55.6A

                           √ 3 × 380V

      

4) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

5) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 600V 22㎟ 1C - 4

② 케이블의 허용전류 : 105A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=55.6A) 〈 설계전류 (=105A)

12. AC AUX DIST PANEL에서 전등 분전반간의 케이블

 

1) 용 량 : 11.92KVA

2) 전 압 : 3φ 380V

3) 정격전류

                       11.92KVA

정격 1차전류 = ------------- = 18.11A × 1.1(여유율) = 19.92A

                      √ 3 × 380

      

4) PIT내 RACK에 설치되는 케이블의 허용전류 계산표 참조

5) 설계 케이블의 정격

① 케이블의 규격 : F-CV 600V 5.5㎟ 4C -1

② 케이블의 허용전류 : 33A

③ 케이블의 선정

∴ 실제 적용되는 전류 (=19.9A) 〈 설계전류 (=33A)

 

 

3.  변전소 소내 전력계통

 

1) 소내 전력 공급을 위한 별도의 소내용 변압기를 설치, 사고시를 대비하여 예비변압기를 설치.  

2) 소내 전력은 AC 3Ø 4W 380V/220V로 공급된다.  

3) DC 110V 공급을 위한 밧데리 및 충전기는 충분한 용량이 되도록 하였다.  

4) 소내용 변압기는 Mold형으로 하고, 휴즈부 부하 개폐기와 함께 배전반내 수납형으로 하였다.  

5) 조명 분전함, 충전기반, 변전기기용의 저압 전력공급을 위하여저압 배전반을 설치하였으며, 저압배전반에는 2대의 소내용 변압기로부터 전력공급 신뢰도를 높이기 위하여 자동 절환 스위치를 설치.  

6) 직류 배전반 및 저압 배전반의 분기회로 보호용 차단기는 MCCB를 사용.

 

 

4. 변전소 기기 설치

 

1) 변전기기의 배치는 설비의 유지관리 및 보수가 용이하도록 하였다.  

2) 변전기기 배치는 변전소에 인입 인출되는 특고압 및 고압케이블 의 길이가 짧고 기기간의 연결 케이블의 포설이 용이하도록 전력흐름을 고려하였다.  

3) 기기의 반출입이 용이하도록 하였으며, 장비 반입구를 고려하였다.  

4) 기기는 Anchor Bolt를 이용하여 견고하고 확실하게 지지토록 하였다.  

5) 케이블 인출구 및 큐비클내 제어케이블 인출구 등 케이블 포설완료 후 방진, 방수를 고려.

 

 

5. 접지설계

 

1) 시 설 조 건  

① 전기를 사용하는 모든 전기기계기구 (사고시 충전될 우려가 있는 도체, 피뢰설비, 중성점을 갖고 있는 저압회로의 중성점 등)는 반드시 전기설비기술기준 및 내선규정이 정한 바에 따라 접지 되어야 한다.  

② 접지공사는 전기설비기술기준, 내선규정, 배전규정 등에서 규정하고 있는 기준에 적합하게 시공한다.

③ 접지공사에 사용되는 접지선, 접지극은 KS 또는 이와 동등 이상으로 인정되는 것으로 한다.

④ 접지공사는 공사시방서 및 설계도면에 따라 접지봉을 설치하여도 소정의 접지저항값을 얻을 수 없을 때에는 소정의 접지저항을 얻을 수 있을 때까지 접지봉을 추가로 설치 하거나 위치 및 시공 방법을 조정하여 필요한 접지저항값을 얻도록 하여야 한다.

 

2) 접지대상별 접지공사의 분류  

① 제1종 접지공사를 실시하여야 하는 전기설비

(1) 특별고압 계기용 변성기의 2차측 전로

(2) 고압용 또는 특별고압용 기계기구의 철대 및 금속제 외함

(3) 고압 및 특별고압 전로에 연결되는 피뢰기

(4) 고압용 또는 특별고압용 케이블을 수용하는 방호장치의 금속제 부분, 금속관, 케이블 트레이, 케이블의 피복에 사용하는 금속체

② 제2종 접지공사를 실시하여야 하는 전기설비

(1) 고압전로 또는 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측의 중성점

③ 제3종 접지공사를 실시하여야 하는 전기설비

(1) 고압 계기용 변성기의 2차측 전로

(2) 400V 이하의 저압용 기계기구의 철대 또는 금속제 외함

(3) 400V 이하의 금속관 배선에 사용하는 금속관

(4) 400V 이하의 금속덕트 배선에 사용하는 금속덕트

(5) 400V 이하의 케이블을 수용하는 방호장치의 금속제 부분, 금속관, 케이블 트레이, 케이블의 피복에 사용하는 금속체

④ 특별 제3종 접지공사를 실시하여야 하는 전기설비

(1) 400V 이상의 저압용 기계기구의 철대 또는 금속제 외함

(2) 기타 전기설비기술기준, 내선규정, 배전규정에서 요구하는 모든 비충전 도체

3) 접지극  

① 접지극의 시설

접지극은 가급적 물기가 있는 장소로서 가스, 산 등으로 인하여 부식될 우려가 없는 장소를 선정하여 지중에 매설하거나 타입하여야 한다.

접지선과 접지동봉은 접지봉콘넥타에 의하여 견고하게 접속하고 매설접지선 상호간에는 C형 접지크램프를 이용하여 견고하게 접속하여야 한다.

② 고강도 접지저항저감제의 도포

용기에 고강도 접지저항저감제 1포(10kg)당 물 4～6ℓ를 첨가하여 분체에 물이 완전히 접촉할 수 있게 충분히 혼합한다.혼합된 고강도 접지저항저감제를 접지극(접지선, 접지봉)이 충분히 감싸지도록 도포한다.

고강도 접지저항저감제 도포후 약 3시간후에 부드러운 흙으로 되메우기 작업을 한다.

 

 

6. 조명 및 전열 설비

 

1) 전열설비  

① 분전반의 깊이는 180mm 이내로 하고,전선은 최하 2.0mm를 사용.

② 주개폐기(MCCB)의 용량은 내선 규정에 따라 결정.

③ 분기 회로는 10회(예비회로 포함) 이내로 수용.

④ 콘센트 회로는 전등회로와 분리시키고, DC 전원도 같은면에 수용.

⑤ 조명용 분기회로 1회로의 부하전류는 15A 이하로 하였다.  

 

 

7. 관련분야

 

1) 변전실 소화설비( Co2 설비) : 변전소 화재 발생 여부를 종합제어실 에서 감시.

2) 변전실 환기설비 : 환기 설비용 전동기까지 동력용 Cable 연결

3) RTU와 통신 설비의 연결 : RTU와 통신설비 공급분인 Drop / Insert Multiplexer 사이의 연결은 배관-통신공사, 케이블 포설 및 결선-사령설비 공사로 구분된다.