임대아파트의 전력소비특성을 고려한 변압기최대이용률 분석과 단위세대의 부하용량 적용 개선에 관한 연구 A Study on the Application of Load Capacity by Unit Household and Analysis of Maximum Utilization Factor of Transformer with respect to Power Consumption Characteristics in the Lease Apartment원문보기
임대아파트의 전력용변압기 용량을 산정하는데 있어서 수용률 및 부등률, 단위세대의 표준 부하용량은 매우 중요한 기준이다. 본 연구에서는 60[$m^2$] 이하의 임대아파트를 대상으로 각 수용가의 계약전력과 최근 5년 동안의 최대전력을 조사하였다. 조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아 보기 위해서 평균값 등의 특징파라미터를 분석하였고, 회귀분석을 통하여 그 경향을 분석하였다. 모든 단지가 전력용변압기의 여유가 많은 것으로 확인하였고, 적정용량 산정을 위한 단위세대의 부하용량 기준을 제안하였다.
임대아파트의 전력용변압기 용량을 산정하는데 있어서 수용률 및 부등률, 단위세대의 표준 부하용량은 매우 중요한 기준이다. 본 연구에서는 60[$m^2$] 이하의 임대아파트를 대상으로 각 수용가의 계약전력과 최근 5년 동안의 최대전력을 조사하였다. 조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아 보기 위해서 평균값 등의 특징파라미터를 분석하였고, 회귀분석을 통하여 그 경향을 분석하였다. 모든 단지가 전력용변압기의 여유가 많은 것으로 확인하였고, 적정용량 산정을 위한 단위세대의 부하용량 기준을 제안하였다.
The standards of demand, diversity and load density are necessary to create the design of a transformer capacity that is seldom presented in terms for academic study. At the moment, both legal and institutional standards for such a transformer are insufficient both at home and abroad. The works desc...
The standards of demand, diversity and load density are necessary to create the design of a transformer capacity that is seldom presented in terms for academic study. At the moment, both legal and institutional standards for such a transformer are insufficient both at home and abroad. The works described in this thesis strongly support more reasonable standards for calculating transformer capacity by correlating the analysis between the maximum utilization factors of a given transformer with those of a transformer capacity whose power consumption has been investigated within a lease apartment. In this dissertation, it is necessary to analyze the key features and general trend from the investigated data. It made an analysis of the feature parameters, such as average, standard deviation, median, maximum, minimun and thus it was carried by the linear and nonlinear regression analysis.
The standards of demand, diversity and load density are necessary to create the design of a transformer capacity that is seldom presented in terms for academic study. At the moment, both legal and institutional standards for such a transformer are insufficient both at home and abroad. The works described in this thesis strongly support more reasonable standards for calculating transformer capacity by correlating the analysis between the maximum utilization factors of a given transformer with those of a transformer capacity whose power consumption has been investigated within a lease apartment. In this dissertation, it is necessary to analyze the key features and general trend from the investigated data. It made an analysis of the feature parameters, such as average, standard deviation, median, maximum, minimun and thus it was carried by the linear and nonlinear regression analysis.
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문제 정의
조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아보기 위해서 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값, 중앙값 등의 특징파라메터를 분석하였고, 회귀분석을 통한 선형적인 방법과 비선형적인 방법으로 그 경향을 분석하였다[4]. 또한, 적정용량 산정을 위한 단위세대의 부하용량을 조정하여 적정 기준을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 60[㎡] 이하의 임대아파트를 대상으로 각 수용가의 계약전력과 최근 5년 동안의 최대전력을 조사하였다.
제안 방법
다시말해서, 단위세대의 표준 부하용량을 75[%](3,000[VA] × 75[%] = 2,250[VA])로 조정하였을 때의 변압기최대이용률을 분석하였다.
본 연구에서는 임대아파트 20개 단지를 대상으로 전력소비 특성을 고려하여 특징파라미터를 분석하였고, 회귀분석을 통하여 경향을 확인하였다. 주요 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
25 이며, 단위세대 부하용량 산정의 경우 세대당 3[kVA]를 설계에 적용하였다. 이를 토대로 설계단계에서 적용된 최대수요전력 값을 분석하였고, 아울러 변압기최대이용률을 분석하였다.
조사된 전체 자료의 특징과 중심적인 경향을 알아내기 위해서 평균값, 중앙값, 표준 편차, 회귀 모형식 등의 확률 통계적 파라미터들을 전력용 변압기용량 산정을 위한 특징 파라미터로 선택하였다.
조사된 최대수요전력은 아파트 전기실 수배전반에 설치된 최대수요전력계(DM)의 검침량을 아파트 관리소 전기안전담당자가 한전으로 통보한 자료를 통해서 조사·분석하였다.
대상 데이터
전용면적 60[㎡] 이하인 20개소의 국민임대아파트를 대상으로 전체 조사단지의 변압기용량(계약전력)과 최대수요전력(2008년도 기준)을 조사하였다. 조사된 최대수요전력은 아파트 전기실 수배전반에 설치된 최대수요전력계(DM)의 검침량을 아파트 관리소 전기안전담당자가 한전으로 통보한 자료를 통해서 조사·분석하였다.
데이터처리
조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아보기 위해서 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값, 중앙값 등의 특징파라메터를 분석하였고, 회귀분석을 통한 선형적인 방법과 비선형적인 방법으로 그 경향을 분석하였다[4]. 또한, 적정용량 산정을 위한 단위세대의 부하용량을 조정하여 적정 기준을 제안하고자 한다.
성능/효과
1) 조사 단지의 ’08년 변압기최대이용률의 평균값은 45.3[%]로 분석되었으며, 설치되어 있는 변압기용량의 여유가 매우 높은 것으로 판단된다.
2) 조사 단지의 준공이후 운전기간을 고려하여 5년 간의 최대수요전력 증가현황을 토대로 단지별 변압기최대이용률의 증가율을 분석한 결과, 평균값은 21.5[%]로 분석되었다.
3) 조사된 단지의 설계단계에서 적용된 최대수요전력 값을 기준으로 변압기최대이용률을 분석한 평균값은 96.71[%]로 나타났으며, 실제 운영값의 평균값 45.3[%]에 비교하면 약 2배가 초과하는 최대수요전력을 설계 단계시에 반영한 것으로 분석되었다.
4) 임대아파트 단지의 전력용 변압기를 합리적으로 운영하도록 하기 위해서 단위세대의 부하용량 적용 기준을 현행 3[kVA]에서 2.25[kVA]로 조정할 경우, 변압기용량을 약 34.6[%] 축소하여 설치할 수가 있었고, 2008년도 실제 운영값과 비교할 경우 약 45[%]의 여유를 가질 수가 있는 것으로 판단된다.
단위세대의 부하용량을 제안값으로 조정하였을 때의 변압기최대이용률이 2008년도 실제 운영값에 비해 약 10[%] 증가하였지만, 변압기의 여유는 45[%] 정도 있는 것으로 분석되었다.
본 연구에서는 이러한 점을 고려하여 설계 단계시에 반영되는 최대수요전력의 추정값을 기존 설계값의 75[%]를 기준하여 반영하여도 무리가 없는 것으로 판단된다. 다시말해서, 단위세대의 표준 부하용량을 75[%](3,000[VA] × 75[%] = 2,250[VA])로 조정하였을 때의 변압기최대이용률을 분석하였다.
분석 결과, 단위세대 부하용량 3[kVA] 기준의 전체 조사단지의 설치된 변압기용량의 평균값은 673[kVA]이었으나, 2.25[kVA] 기준으로 조정시 변압기용량의 평균값은 500[kVA]로 축소 조정할 수가 있었고, 약 34.6[%] 감소하여 설치할 수가 있었다.
전체 분포되어 있는 단지별 변압기 최대이용률 증가율은 10.5～31.5[%]이고, 평균값은 21.5[%]로 분석되었다. 그리고, 그림 2는 준공이후 5년간 운전고객의 변압기최대이용률 증가율의 산점도와 회귀모형을 나타낸 것이다.
표 1 및 그림 1에서 분석한 전체 조사단지의 ’08년 변압기최대이용률의 평균값이 45.3[%]로 분석되었고, 전체적으로 전력용 변압기의 여유가 많은 것으로 지적되었다.
후속연구
따라서, 설계 단계시에 적용된 전력용 변압기 산정에 필요한 수용률/부등률 및 단위세대당 부하용량 등에 대하여 종합적인 검토가 필요한 것으로 사료된다.
따라서, 설계 단계에 적용된 변압기용량 산정에 필요한 수용률/부등률 및 단위세대 부하용량 등에 대하여 종합적인 검토가 필요한 것으로 사료된다.
3[%]로 분석되었으며, 설치되어 있는 변압기용량의 여유가 매우 높은 것으로 판단된다. 전력용 변압기의 손실 발생 등을 고려할 경우 변압기의 설계에 필요한 여러 가지 계수를 종합적으로 검토할 필요가 있다고 사료된다.
준공후 4～7년 이상이 지난 임대아파트에 설치된 변압기 용량의 여유가 매우 높은 것으로 판단되며, 전력용 변압기의 손실 발생 등을 고려할 경우 전력용 변압기의 설계에 필요한 여러 가지 계수를 종합적으로 검토할 필요가 있다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
임대아파트의 전력용변압기 용량을 산정할 때 필요한 중요한 기준으로 무엇이 있는가?
임대아파트의 전력용변압기 용량을 산정하는데 있어서 수용률 및 부등률, 단위세대의 표준 부하용량은 매우 중요한 기준이다. 60[㎡] 이하의 임대아파트의 경우 단위세대당 3[kW]를 반영하고 있다[1].
주택 건설기준 등에 관한 규정 제 40조에서는 주택의 부하용량을 얼마라고 규정하고 있는가?
주택 건설기준 등에 관한 규정 제40조(전기시설) 제1항에 의하면, ‘주택에 설치하는 전기시설의 용량은 각 세대별로 3[kW](세대당 전용면적이 60[㎡] 이상인 경우에는 3[kW]에 60[㎡]를 초과하는 10[㎡]마다 0.5[kW]를 더한 값) 이상이어야 한다.’로 정하고 있다[1].
일반적으로 배전용 변압기를 설계할 때 전일효율의 몇 퍼센트에서 최고 효율이 되도록 설계하는가?
전력용 변압기의 전일효율(하루종일의 효율)을 최고로 한다는 것은 평균 부하전류에서 최고의 효율로 한다는 의미이다. 실제 배전용변압기의 평균 부하는 너무 낮기 때문에 약 75[%] 부하에서 최고 효율이 되도록 일반적으로 설계한다[5].
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