전기 전선케이블 허용전류 계산하기 (feat 전기안전공사)

전기 전선케이블 허용전류 계산하기 (feat 전기안전공사)

앞서 올린 KEC를 적용한 전동기용 MCCB와 케이블 선정표에서 적용한 MCCB가 MO TYPE이라서 플랜트가 아닌 일반 건물 등에서 많이 활용하는 TM TYPE과 혼동될 우려가 있다는 COMMENT를 받아서 요즘 TM TYPE MCCB의 적용을 위한 선정표를 추가로 작성하였습니다. MO TYPE과 TM TYPE의 MCCB 정격전류가 조금 다르고 TM TYPE에서는 과전류보호장치의 정격전류 선정이라는 과정이 추가되어 거의 모든 MCCB 사이즈도 일부 커지고 케이블 사이즈도 커지는 현상을 보였습니다.

이점을 고려하여 참조하시면 좋겠습니다.

EV 충전 비용

한국 전력 공사에서 제공하는 충전시설을 이용했을 시 EV 충전 비용은 다음과 같다. 50kW는 kWh당 324.4원, 100kW 이상의 초급속 충전은 kWh당 347원 정도입니다. 하지만 고속도로 휴게소의 충전소나 일반 EV 충전소 사업자는 요금을 더 높게 책정하고 있습니다. 충전소에 따라 다르지만 평균적으로 완속 충전7kW 12kW은 kWh당 289원, 50kW급 이상의 급속 충전은 kWh당 324400원, 초 급속 충전소의 경우 kWh당 347 400원입니다.

아래 표에서 구조화된 충전 비용을 확인할 있습니다.

완속충전과 상이하게 EV 전류 변환을 거치지 않고 충전하기 때문에 속도가 훨씬 빠르다. 최신 기술로는 완충까지 30분 내외로 소요된다고 합니다. 하지만 국가, 제조사마다. 커넥터 타입이 달라 다른 충전기를 구매해야 하거나 해당하는 충전기가 있는 장소에서 충전해야 하는 번거로움이 있을 있습니다. 보통 고속도로 휴게소, 대형 쇼핑몰 등의 설치되어 있습니다. 급속 충전은 DC콤보, 차데모, AC 3상 으로 세 가지 방식으로 나뉜다.

DC콤보 방식은 교류 모듈완속충전, 직류 모듈급속 충전을 동시네 사용할 수 있는 방식입니다. 2017년 이후 국내 출시되는 전기자동차는 거의 모든 DC콤보 방법을 적용하며 BMW iX, i4, 쉐보레 스파크 EV 등이 있습니다.

케이블에 흐르는 단락 전류

케이블에 흐르는 단락 전류는 Bus에서 계산된 값과 다릅니다. 그런데요 단락이 전동기 단자에서 발생할지 케이블 자체의 문제로 초기 부분에서 발생할지는 아무도 모릅니다. 물론 전동기 단자에서가 가능성이 높겠죠. 하지만 우리는 최고로 나쁜 경우에도 문제가 없도록 설계하고 있습니다. 그래서 Bus 단락 전류 값을 적용합니다. 단 예외가 있습니다. Motor의 기여도가 아주 높은 경우입니다. 10MW 이상의 전동기가 적용된다면 이 기여도는 아주 높아집니다.

이때는 Bus의 단락 전류에서 전동기의 단락 전류를 뺀 나머지 전류만 케이블에 흐른다고 보아도 문제가 없습니다.

한 프로젝트에서 Motor Starter를 프로젝트 초기에 사업주가 발주를 했는데 31.5KA로 발주했었습니다. 그런데요 설계를 하면서 단락 전류가 40KA로 늘었습니다. 기기는 이미 제작을 해서 큰비용을 들여야 수정이 가능했습니다.

단락 전류의 지속 시간 t

단락전류에 견딜 수 있는 케이블의 사이즈를 결심하는 데는 단락 전류의 지속 시간이 아주 중요한 요소가 됩니다. 아래의 그림에서 케이블 사이즈를 결심하는 식과 한 프로젝트에서 주어진 단락 전류의 지속 시간을 보여주고 있습니다. 케이블의 사이즈를 결심하는 두 가지 요소가 단락 전류와 그 지속시간입니다. 단락 전류는 계산을 통해서 구해지지만 지속시간은 여러 가지 원인에 의해서 결정됩니다. 일반적인 시간이 위에 나타나 있지만 꼭 그대로 적용해야 하는 것은 아닙니다.

일반적으로 석유화학 공장 프로젝트에서 보시면 주로 t200ms로 지정되어 있는 경우가 많습니다. 그런데요 이 시간은 차단기 (CIRCUIT BREAKER)라는 장치가 보호계전기가 단락 전류를 인식하고 예방 명령을 내린 후 완전히 차단될 때까지의 시간을 나타냅니다. 차단기가 아닌 퓨즈가 사용된다면 시간은 달라집니다.

저압 시스템에서의 적용

일반적으로 석유화학 공장에서 저압 시스템에는 최소한 단락 전류를 적용하지 않습니다. 고압 케이블에만 적용합니다. 저압에는 케이블 중에 충분히 단락 전류를 끈기 있고 것도 있겠지만 아주 작은 사이즈의 케이블도 많아서 경제성이 없습니다. 참으로 올바르게 검토해 보지는 않았지만 차단기의 저항과 차단기 통과 전류치를 고려한다면 어느 정도는 이 전류에 견딜 수 있습니다. 변압기나 배전반의 주요 케이블은 충분히 견딜 수 있는 굵기로 선정이 되는데 저압의 모든 전선을 다.

심사숙고하는 것은 불필요할 것으로 생각됩니다. KEC에 보시면 고압과 저압의 기준이 명확하지 않은 것 같습니다. 전기 설계 시에 규격을 철저히 이해하는 것이 중요한 것은 잘 모르면 최대치로 설계하여 설계 마진을 많이 넣는 비 경제적인 설계를 할 수 밖에 없지만 철저히 알면 부분적으로 손해 갈 수 있는 부분을 찾을 수 있고 이로 인해 경제적인 설계를 할 수 있기 때문입니다.

자주 묻는 질문