1. 개요
- 정의: 상용전원 정전 시 소방설비 및 비상부하에 전력을 공급하기 위한 예비전원설비로서, 부하의 특성과 기동 방식을 고려하여 최적의 용량을 선정해야 함.
- 기준: 과거 부하 합계 방식에서 벗어나, 현재는 전압강하와 기동특성을 반영한 GP방식을 표준으로 사용함.
2. 비상발전기 용량 산정식 (PG 방식)
발전기 용량($GP$)은 다음의 산식 중 가장 큰 값을 기준으로 선정함.
$$GP \geq [\Sigma P + (\Sigma P_m – P_L) \times a + P_L \times a \times c] \times k$$
- $\Sigma P$: 전동기 이외의 일반부하 합계 $[kVA]$
- $\Sigma P_m$: 전동기 부하의 정격 합계 $[kW]$
- $P_L$: 전동기 중 기동전류가 가장 큰 전동기 $[kW]$
- $a$: 전동기 입력계수 $[kVA/kW]$ (일반적으로 고효율 1.38, 표준 1.45 적용)
- $c$: 전동기 기동계수 (직입 6, Y-$\Delta$ 2, VVVF 1.5 등 기동 방식에 따름)
- $k$: 허용 전압강하 계수 (보통 1.07 ~ 1.13)
3. 부하별 입력용량 산정 시 고려사항
- 일반 부하: 부하용량($kW$)을 역률과 효율로 나누어 산정함 ($P = \frac{\text{부하용량}}{\text{역률} \times \text{효율}}$).
- 고조파 발생 부하 (UPS 등):
- UPS 입력용량: $P = \frac{\text{UPS 출력}(kVA)}{\text{UPS 효율}} \times \lambda + \text{축전지 충전용량}$
- THD 가중치($\lambda$): 고조파 함유율에 따른 가중치를 적용하며, UPS 용량의 약 6~10% 수준을 고려함.
- 고조파 부하 가중치: 전동기 제어 방식 등에 따라 0.7 ~ 2.5의 가중치를 적용하여 발전기 과열을 방지함.
4. KDS 설계 기준에 따른 주요 검토 항목
- 전압강하 및 주파수 변동: 최하위 전동기 기동 시 허용 전압강하(보통 20~30% 이내)와 주파수 복구 시간을 검토해야 함.
- 기동 순서: 기동 전류가 큰 부하를 먼저 기동시키는 것이 발전기 용량을 줄이는 데 유리함.
- 환경 보정: 설치 장소의 고도, 주위 온도에 따른 발전기 출력 감소(Derating)를 반영함.