공장용 변전소: 개요 이해 및 일반적인 종류

변전소는 공장 내에서 필요하고, 정지 전력을 변환하여 내부 전력 시스템의 안전과 효율성을 보장하는 중요한 장비입니다.

공장 내 변전소의 정의와 역할

변전소는 전자기 유도를 통해 다양한 회로 간에 전압을 변환하는 중요한 정지 전자 장치입니다. 이는 고전압 전송선에서 공장 내 사용 전압으로 전압을 변환하는데 중요한 역할을 하며, 이는 안전을 보장할 뿐만 아니라 전기 장비의 운영 효율성을 극대화합니다. 산업용 변전소는 에너지를 생산 구역 및 보조 시스템으로 배포하고, 차단 장비를 통해 전기 시스템을 보호합니다.

공장 내 변전소의 주요 기능

변전소는 공장 전기 시스템의 효율성과 안정적 운영을 보장하는 데 필수적입니다. 변전소의 주요 기능은 다음과 같습니다:

1. 전압 변환

• 전압 상승/하강: 변전소는 110kV – 220kV와 같은 고전압을 22kV – 35kV 또는 1kV 이하로 변환하여 공장의 전력 요구를 충족시킵니다. 이는 전력 전송을 최적화하고 전송 손실을 줄입니다.
• 전송 최적화: 전력이 고전압에서 전송될 때 에너지 손실이 크게 줄어 전체 효율을 높입니다.

1. 전력 분배

• 다중 라인 전력 공급: 생산 설비, 보조 구역 및 기타 중요한 장비에 전력 공급을 균등하게 분배합니다.
• 전력망 안정화: 변전소는 부하를 조정하고 균형을 유지하여 전력 공급 안정성을 유지합니다.

1. 시스템 보호

• 자동 차단: MCCB 또는 ACB와 같은 통합 차단 시스템은 과부하 또는 단락 이벤트 시 효율적인 회로 차단을 보장합니다.
• 뇌전류 보호: 손상을 일으킬 수 있는 전압 스파이크로부터 보호하기 위해 장비를 사용합니다.

1. 운영 지원

• 긴급 전력 예비: UPS 및 예비 발전기를 포함한 예비 시스템을 통합하여 중요한 생산 절차에 대한 연속 전력을 보장합니다.
• SCADA 시스템 통합: 경영진과 가까운 위치에 설치하여 SCADA는 원격으로 전력망을 모니터링하고 자동화된 제어를 가능하게 합니다.

변전소의 특수 설계 요구 사항

안전 및 효율성 표준을 충족하기 위해 변전소 설계는 다음 요소를 고려해야 합니다:

• 최적 위치: 변전소는 전압 강하 및 불필요한 선로 길이를 줄이기 위해 부하 중심에 배치해야 합니다.
• 안전 표준: 절연, 안전 거리 및 화재 방지와 관련하여 IEC 및 TCVN과 같은 국제 및 국가 기준을 엄격히 준수해야 합니다.
• 확장 가능성: 미래의 성장 요구를 충족하기 위해 최소 20-30%의 변전소 용량을 예비해야 합니다.

산업에서 일반적인 변전소 분류

산업용 변전소는 입력 및 출력 전압과 특정 응용 프로그램을 기반으로 분류됩니다:

• 중간 변전소: 110kV – 220kV 전압을 받아 22kV – 35kV로 낮추어 국가 전송 네트워크와의 연결에 자주 사용됩니다.
• 배급 변전소: 22kV – 35kV 전압을 0.4kV – 15kV로 낮추어 공장 내부 요구에 대응합니다.
• GIS 변전소: 72.5kV부터 550kV까지의 전압을 가지며, 대규모 공장이나 공간이 제한된 환경에 적합합니다.

공장 전력 시스템의 중심은 변전소이며, 이는 효과성을 유지하는 데 기여할 뿐만 아니라 모든 생산 절차가 원활하고 안전하게 진행되도록 보장합니다.

공장용 변전소 분류

공장에서 변전소는 전압 수준에 따라 분류할 수 있습니다. 중간 변전소는 220 kV에서 35 kV로 전환되어 대규모 지역에 도움을 줍니다. 반면에 배급 변전소는 0.22 kV에서 0.4 kV의 출력 전압을 가지며, 전력 손실을 최소화하기 위해 전력 소비의 최종 지역 근처에 위치합니다. 35 kV 및 220 kV 변전소는 공장 규모 및 전력 요구 사항에 따라 일반적입니다.

변전소는 공장에서의 전력 공급 시스템에서 중요한 역할을 하며, 효율적 운영을 최대화하기 위해 다양한 기준에 따라 분류됩니다.

• 전압에 따른 분류:
  • 초고전압: 500 kV 이상, 대형 전력 전송을 지원합니다.
  • 고전압: 66 kV, 110 kV, 220 kV 및 500 kV, 전송 및 분배에 사용됩니다.
  • 중전압: 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV 및 35 kV, 산업 지구에 적합합니다.
  • 저압: 0.4 kV 및 0.22 kV, 소비 장비로 직접 전력 공급에 사용됩니다.
• 기능 및 전력 시스템 내 위치에 따른 분류:
  • 중간 변전소: 110 kV – 220 kV에서 전력을 받아 22 kV – 35 kV로 변환하여 대형 시스템에 사용됩니다.
  • 배급 변전소: 중전압 전력을 받아 저전압으로 변환하여 공장 또는 주거 지역의 장비에 분배합니다.
• 구조 및 설치 방식에 따른 분류:
  • 밀폐형 변전소: 장비가 밀폐된 방에 배치되어 있으며, 안전 및 소음 감소를 위해 도시 지역에 적합합니다.
  • 야외 변전소: 대형 용량의 중간 변전소에 적합하며, 넓은 공간이 필요합니다.
  • Kios 변전소: 밀폐된 박스형 변전소로, 설치 및 운반이 용이하며, 안전 요구가 높은 지역에 사용됩니다.

변전소 유형 선택은 공장의 각 기술적 요구 및 전력 요구 사항, 환경 조건 및 안전 수준 등에 따라 달라집니다.

적절한 변전소 선택 요소

공장용 변전소를 선택할 때는 전력 및 전압 요구를 신중히 고려해야 합니다. 환경 조건 및 공장 설계에 따라 밀폐형 또는 야외용 변전소가 필요할 수 있습니다. 안전은 중요한 요소로, 차단 시스템 및 보호 장비를 갖추어야 합니다. 설치 위치도 설치 비용 및 전력 손실을 줄이는 데 중요하며, 전원 입력 및 주요 소비 지역과 가까운 위치가 요구됩니다.

전력 수요

• 필요한 전력: 선택한 변전소는 시스템의 총 전력 부하에 적합해야 합니다. 이는 변전소의 규모 및 전력 전송 능력을 결정하는 요소입니다.
• 변전소 크기: 변전소의 규모는 필요한 변전소 전력과 일치해야 합니다. 예를 들어, 500 kV 이상의 전압을 사용하는 애플리케이션에서는 초고전압이 필요합니다.

상수

• 전류 종류: 프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 변전소는 1상 또는 3상 전력 시스템에 적합해야 합니다.

입출력 전압

• 적절한 전압: 입출력 전압의 정확한 식별은 장비 손상 및 폭발 위험을 피하는 데 도움이 됩니다.

작업 주파수

• 표준 주파수: 변전소는 지역 규정에 따라 일반적으로 50 Hz 또는 60 Hz 주파수로 작동합니다.

효율 및 역률

• 높은 효율: 변전소는 높은 변환 효율을 갖추어 에너지 손실을 줄이고 효과성을 보장해야 합니다.
• 역률: 전력 전송 효율성을 반영하는 중요한 요소로, 설계 및 설치에서 고려해야 합니다.

설계 및 위치

• 설치 위치: 안전을 보장하고, 설치 비용을 최적화하며, 유지 보수가 용이하고 전력 손실을 줄이기 위한 위치 선정이 필요합니다.
• 변전소 유형: 프로젝트의 특정 조건에 따라 실내 또는 실외에 변전소를 설치할 수 있습니다.

소방

• 안전 시스템: 변전소는 특정 지역의 위험도에 따라 충분한 소방 시스템을 갖춰야 합니다.

기술 표준

• 규정 준수: 기술 표준 및 안전 규정을 준수하는 것은 안정적이고 안전한 전력 시스템을 위한 기반입니다.

변전소는 공장 내 전력 분배 및 사용 효율성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 올바른 변전소 선택은 생산 효율을 개선할 뿐만 아니라 보안을 강화하고 운영 비용을 절감합니다.

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