Electrical Load Schedule (로드 리스트)

 

1. 개요

전기 부하 일정은 시설에서 작동하는 순간 전기 부하를 유효, 무효 및 피상 전력(각각 kW, kVAR 및 kVA로 측정)으로 추정한 것입니다. 부하 일정은 일반적으로 스위치보드 또는 가끔은 하위 시설/구역으로 분류됩니다.

 

2. Load List 작성을 하는 이유는 무엇입니까?
부하 일정을 준비하는 것은 일부 주요 전기 설계 활동(예: 장비 크기 및 전력 시스템 연구)의 전제 조건이므로 가장 먼저 수행해야 하는 작업 중 하나입니다.

 

3. 계산은 언제 수행해야 합니까?
전기 부하 일정은 일반적으로 예비 키 단선도(또는 최소한 시스템의 주 전압 레벨에 대한 아이디어)와 프로세스/건물/시설 부하에 대한 예비 세부 정보로 시작할 수 있습니다. 부하 일정은 가능한 한 빨리 시작하는 것이 좋습니다.

 

4. 계산 방법
부하 일정을 규정하는 표준이 없으므로 이 계산은 일반적으로 허용되는 산업 관행을 기반으로 합니다. 다음 방법론은 부하 일정이 처음으로 생성되고 산업 플랜트에 편향되어 있다고 가정합니다. 부하 일정을 만드는 기본 단계는 다음과 같습니다.

1단계: 시설에서 예상되는 전기 부하 목록 수집
2단계: 각 부하에 대해 정격/흡수 정격, 역률, 효율 등의 전기 매개변수 수집
3단계: 스위치보드 위치, 부하 의무 및 부하 중요도에 따라 각 부하 분류
4단계: 각 부하에 대해 예상 소비 부하 계산
5단계: 각 스위치보드 및 전체 시스템에 대해 작동, 피크 및 설계 부하 계산

 

5. 단계별 세부 사항

1단계) 부하 목록 수집
첫 번째 단계는 부하 일정의 영향을 받는 전력 시스템에서 공급되는 모든 전기 부하 목록을 수집하는 것입니다. 일반적으로 수집해야 하는 부하에는 두 가지 유형이 있습니다.

공정 부하 - 시설과 직접 관련된 부하입니다. 공장 및 산업 플랜트에서 공정 부하는 플랜트의 주요 사업을 형성하는 모터, 히터, 압축기, 컨베이어 등입니다. 공정 부하는 일반적으로 기계 장비 목록 또는 공정 및 계측 다이어그램(P&ID)에서 찾을 수 있습니다.
비공정 부하는 시설을 운영하는 데 필요한 보조 부하로, 예를 들어 조명, HVAC, 유틸리티 시스템(전력 및 수도), DCS/PLC 제어 시스템, 화재 안전 시스템 등이 있습니다. 이러한 부하는 일반적으로 HVAC 엔지니어, 계측기, 통신 및 제어 시스템 엔지니어, 안전 엔지니어 등 여러 소스에서 가져옵니다. 조명, UPS, 발전 보조 장치 등과 같은 일부 부하는 전기 엔지니어가 추정해야 합니다.

 

2단계) 전기 부하 매개변수 수집
부하 일정을 구성하려면 여러 전기 부하 매개변수가 필요합니다.

정격 전력은 부하의 전체 부하 또는 명판 정격이며 부하의 최대 연속 전력 출력을 나타냅니다. 모터 부하의 경우 정격 전력은 표준 모터 크기(예: 11kW, 37kW, 75kW 등)에 해당합니다. 하위 부하(예: 배전반, 패키지 장비 등)를 포함하는 부하 항목의 경우 정격 전력은 일반적으로 항목의 최대 전력 출력(즉, 모든 하위 부하가 작동 중일 때)입니다.
흡수 전력은 부하에서 소모될 예상 전력입니다. 대부분의 부하는 정격 용량으로 작동하지 않고 더 낮은 지점에서 작동합니다. 예를 들어, 흡수 모터 부하는 구동 장비의 작동 지점에서 샤프트에 대한 기계적 전력 입력을 기반으로 합니다. 모터는 일반적으로 모터의 정격 용량이 예상 흡수 부하를 어느 정도 보수적인 설계 여유로 초과하도록 크기가 조정됩니다. 흡수 부하에 대한 정보를 사용할 수 없는 경우 일반적으로 0.8~0.9 사이의 부하 계수가 적용됩니다.
부하 일정의 무효 구성 요소를 결정하는 데 부하의 역률이 필요합니다. 일반적으로 최대 부하의 부하 역률이 사용되지만 작동 지점의 역률을 사용하여 정확도를 높일 수도 있습니다. 역률을 쉽게 구할 수 없는 경우 추정치를 사용할 수 있습니다(일반적으로 모터 부하 >7.5kW의 경우 0.85, 히터 부하의 경우 1.0, 기타 모든 부하의 경우 0.8).
효율은 전기 에너지를 기계적 에너지(또는 부하가 출력하는 모든 유형의 에너지)로 변환할 때 발생하는 손실을 설명합니다. 부하가 소모하는 전력의 일부는 일반적으로 주변 환경으로 열 형태로 손실됩니다. 효율에 대한 정보를 구할 수 없는 경우 0.8~1 사이의 추정치를 사용할 수 있습니다(일반적으로 효율을 알 수 없는 경우 0.85 또는 0.9를 사용함).

 

3단계) 부하 분류
부하를 식별한 후에는 다음과 같이 분류해야 합니다.

3-1 단계) 전압 레벨
부하는 어떤 전압 레벨과 어떤 스위치보드에 위치해야 합니까? 부하의 크기와 사용 가능한 전압 레벨 수에 따라 큰 부하는 MV 또는 HV 스위치보드에 있어야 할 수 있습니다. 일반적으로 <150kW의 부하는 LV 시스템(400V - 690V)에 있고, 150kW와 10MW 사이의 부하는 사용 가능한 경우 중간 MV 시스템(3.3kV - 6.6kV)에 있고, >10MW의 부하는 일반적으로 HV 배전 시스템(11kV - 33kV)에 있습니다. 스위치보드의 부하를 하위 시설, 구역 또는 하위 시스템(예: 압축 열차 하위 시스템 또는 건조 구역의 스위치보드) 측면에서 그룹화할 때도 몇 가지 고려해야 합니다.

 

3-2단계) 부하 듀티
부하는 듀티에 따라 연속, 간헐적 및 대기 부하로 분류됩니다.

1) 연속 부하는 일반적으로 24시간 동안 지속적으로 작동하는 부하입니다. 프로세스 부하, 제어 시스템, 조명 및 소형 전원 분배 보드, UPS 시스템 등
2) 24시간의 일부만 작동하는 간헐적 부하, 예: 간헐적 펌프 및 프로세스 부하, 자동문 및 게이트 등
3) 대기 부하는 대기 중이거나 정상 조건에서 거의 작동하지 않는 부하, 예: 대기 부하, 비상 시스템 등
중복 부하(예: 2 x 100% 듀티/대기 모터)의 경우 하나는 일반적으로 연속으로 분류되고 다른 하나는 대기로 분류됩니다. 이는 부하 일정의 목적일 뿐 부하의 실제 작동 조건을 반영하지 않습니다. 즉, 하나는 대기 부하로 분류되어 있더라도 두 중복 부하가 동등하게 사용됩니다.

3-3단계) 부하 임계성
부하는 일반적으로 정상, 필수 및 임계로 분류됩니다.

1) 정상 부하는 정상 작동 조건에서 작동하는 부하, 예: 주요 공정 부하, 일반 조명 및 소규모 전력, 일반 사무실 및 작업장 부하 등
2) 필수 부하는 주 전원 공급이 끊어지고 시스템이 비상 발전기로 지원되는 비상 상황에서 필요한 부하입니다. 예: 비상 조명, 비상 상황에서 작동하는 주요 공정 부하, 화재 및 안전 시스템 등
3) 중요 부하는 안전 시스템 작동 및 공장 대피를 용이하게 하거나 지원하는 데 중요한 부하이며 일반적으로 UPS 또는 배터리 시스템에서 공급됩니다. 예: 안전에 중요한 셧다운 시스템, 비상 조명 등

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4단계) 소비 부하 계산
소비 부하는 부하가 소비할 것으로 예상되는 전력량입니다. 각 부하에 대해 소비된 활성 및 무효 부하를 다음과 같이 계산합니다.

부하가 부하 듀티(연속, 간헐적 또는 대기)에 따라 세 개의 열로 분류된 것을 주목하세요. 이는 부하 듀티를 시각적으로 더 쉽게 볼 수 있도록 하기 위한 것이며, 더 중요한 것은 부하를 듀티에 따라 합산하기 쉽게 하기 위한 것입니다(예: 모든 연속 부하의 합산). 이는 작동, 피크 및 설계 부하를 계산하는 데 필요합니다.

 

5단계) 운영, 피크 및 설계 부하 계산
많은 조직/클라이언트는 운영, 피크 및 설계 부하를 계산하는 고유한 방법을 가지고 있지만 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

5-1단계) 운영 부하
운영 부하는 정상 운영 중에 예상되는 부하입니다. 운영 부하는 다음과 같이 계산됩니다.

 

5-2단계) 설계 하중
설계 하중은 장비 크기, 전기 연구 등을 위한 설계에 사용되는 하중입니다. 설계 하중은 일반적으로 다음 중 더 큰 값으로 계산됩니다.

설계 하중에는 설계 단계 이후에 나타날 수 있는 하중 추정, 하중 증가 또는 예상치 못한 하중 추가의 오류에 대한 여유가 포함됩니다. 따라서 하중 일정은 보다 보수적이고 오류에 강합니다. 그러나 반면에 장비는 종종 결과적으로 과대하게 됩니다. 때로는 설계 하중이 계산되지 않고 피크 하중이 설계 목적으로 사용됩니다.