문서번호	정수시설과-2271
결재일자	2015.6.29.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관		정수시설과장	뚝도아리수정수센터소장
곽희영		윤종민	06/29 이성재
협조	주무관		김인준
	주무관		송용배

『현대화 및 고도정수처리시설 공사관련』

뚝도정수장 변압기 용량 검토(안)

추진근거	대내(외) 협력 현황			사 업 비
	부서(단체)명	협의내용	협의결과

2015. 06

뚝도아리수정수센터

(정수시설과)

『현대화 및 고도정수처리시설 공사 관련』

뚝도정수장 변압기 용량 검토(안)

현대화 및 고도정수처리시설 전기설비 증설에 따른 변압기 용량 산정 오류로 시설용량 대비 용량이 부족함에 따라 전체 정전발생 등 전력계통의 문제점이 예상되어 이를 개선 조치코자 함.

Ⅰ. 현 황

□ 변압기 적용 용량

○ 12,000KVA × 2대( 1대 예비)

□ 과거 최대전력 사용 현황

구 분	2008.8	2010.8	2012.8	2013.8	2014.8
최대전력(kW)	7,182	6,787	5,634	5,379	5,093
월생산량(㎥)	15,522,323	15,665,490	13,343,740	13,140,793	12,746,985
일생산량(㎥)	500,720	505,338	430,443	423,896	411,193

□ 설계용량 산정시 적용한 최대부하량

시설명	총부하(kW)	최대 적용부하(kW)	비고
계	13,775	10,734
정수장	8,524	7,182	2008.8 적용
고도처리시설	3,447	2,366
청계천유지용수	1,604	986
수도박물관	200	200

Ⅱ. 문제점

□ 당초 설계시 시설용량 대비 최대부하량 적용 오류로 변압기 용량이 부족하게 산정됨

⇒ 전체 정전사태(BLACKOUT) 등 발생 우려 있음

○ 당초 설계시 2008년 8월 최대전력 8,238kW(일 생산량 500,720㎥/일 기준)          를 적용하여 변압기 용량을 14,000KVA로 산정 적용하였음

※ 시설용량 700,0000㎥/일 기준 적용시 17,000KVA가 적정(붙임 자료 참조)

□ 2013년도 시감사 결과 용량 축소 조정(14,000kVA⇒12,000kVA)

⇒ 시설용량 대비 변압기 용량 부족상황이 더욱 심화됨

○ 2008년 7월 최대전력 7,536kW을 적용하여 청계천유지용수시설 부하전력(최대전력 986KW) 중복되어 12,000KVA로 용량을 축소토록 조치 됨(붙임 확인서 참조)

□ 향후 지열시스템 추가 도입에 따른 부하전력(200kW) 증가 예상

Ⅲ. 대책방안 검토

□ 제1안 : 시설용량에 적정한 변압기 용량 재조정으로 전력계통 안정화 개선

○ 시설용량(700,000㎥/일) 기준에 적정한 변압기로(17,000KVA)

용량 확대 ⇒ 최대수요전력에도 전력시설 안정적 운영

※ 산정 내역

가. 정수장 부하 용량

부하명	총부하설비용량		사용 설비용량
	총부하(KVA)	수용율(65%)
계	14,771		13,034
송수장저압	-620		-332
고도처리시설	3,447		2,366
여과지2계열	523		197
청계천용수	1604		986	피크치적용
지열	200		200
최대부하	9,617		9,617	700,000㎥생산

나. 부하집계에 의한 변압기 용량

P = 13,034/0.92/0.92 x 1.1 = 16,939KVA ⇒ 17,000KVA

(최대출력 : 13,034KW, 효율 : 92%, 역율 : 92%, 여유율 : 10%)

다. 전압강하를 고려한 변압기 용량

6 x 23,693

P = ------------- = 14,215 KVA ⇒ 15,000KVA

10

(전압강하 = 10%, 변압기 % 임피던스 = 6%(한전기준),시동시의 필요용량(KVA) = BACE(KVA) + 5,967

단기시동 = 1,275KW x 7.2 x 0.65 = 5,967(KVA), BASE = 13,034 – 1,275 + 5,967 = 17,726KVA)

※ 부하집계에 의한 변압기 17,000KVA 선정

□ 제2안 : 평균생산 용량(고도정수시설 용량)에 적정한 변압기 용량       재조정으로 전력계통 안정화 개선

○ 평균생산 용량(600,000㎥/일) 기준에 적정한 변압기로(15,000KVA)  용량 확대 ⇒ 최대 생산용량 대비 대응력이 미흡하나 초기투자비등 경제성 유리

※ 산정 내역

1. MAIN TR 용량 검토

가. 정수장 부하 용량

부하명	총부하설비용량		사용 설비용량
	총부하(KVA)	수용율(65%)
계	13,611		11,874
송수장저압	-620		-332
고도처리시설	3,447		2,366
여과지2계열	523		197
청계천용수	1604		986	피크치적용
지열	200		200
최대부하	8,457		8,457	600,000㎥생산

나. 부하집계에 의한 변압기 용량

P = 11,874/0.92/0.92 x 1.1 = 15,431KVA ⇒ 15,000KVA

(최대출력 : 11,874KW, 효율 : 92%, 역율 : 92%, 여유율 : 10%)

다. 전압강하를 고려한 변압기 용량

6 x 22,533

P = ------------- = 13,519 KVA ⇒ 14,000KVA

10

(전압강하 = 10%,변압기 % 임피던스 = 10%(한전기준), 시동시의 필요용량(KVA) = BACE(KVA) + 5,967

단기시동 = 1,275KW x 7.2 x 0.65 = 5,967(KVA), BASE = 5,967 – 1,275 + 11,874= 16,566KVA)

※ 부하집계에 의한 변압기 15,000KVA 설정

Ⅳ. 조치계획

□ 발주부서인 본부 생산부 및 CM단에 재검토 반영 요청

○ 현재 적용된 용량(12,000KVA)으로는 최대전력부하시 전체 정전사고(BLACKOUT)등 발생 우려 있음

○ 변압기 시설 용량을 시설용량 및 향후 변동부하에 대처할 수 있는 최적 용량으로 재검토 반영조치토록 요청

첨부 : 변압기 용량 산정 관련 자료 1부.  끝.

〖 변압기 용량 산정 자료〗

가. 최대부하 전력을 재산정하여 변압기 용량 선정

송수펌프	분당 생산량(㎥)	일 생산량(㎥)	전력량(KW)
760HP	33	47,520	570
900HP	41	59,040	675
1550HP	66	95,040	1160
1700HP	81	116,640	1275

나. 생산량대비 최대 전력

생산량(㎥)	최대전력	비 고
430,443	5,634	2012. 8
500,720	7,182	2008. 8
600,000(고도생산능력)	8,457	7,182+1,275
700,000(생산능력)	9,617	8,457+1,160

□ 변압기 용량 재산정

가. 부하집계에 의한 변압기 용량

P(KVA) = ∑Pmf x α

P : 변압기 용량(KVA)

Pmf : 수용률이 적용된 부하설비 용량 합계(KVA)

여유율(α) : 1.1배

나. 전압강하를 고려한 변압기 용량

변압기 % 임피던스 x 시동시의 필요한 용량(KVA)

P(KVA) = -----------------------------------------------

전압강하(%)

전압강하(%) = 10%

변압기%임피던스 = 10.0%(22.9KV/6.6KV)

시동시의 필요용량(KVA) =  BASE(KW) + 단기 시동(KVA)

단기시동(KVA) = 최대전동기 용량(KW) x β x C

β : 전동기 출력 1KW당의 기동KVA(KVA)

C : 시동방식에 의한 계수

<표> 농형유도전동기 기동방식에 의한 KVA 및 계수

기동방식	βx C	기동방식	β x C
전전압 기동	7.2 x 1.0	VVCF	3
Y-△ 기동	7.2 x 2/3	VVVF	1.2
Reactor 기동	7.2 x 0.65

<표> 수자원공사 수요율 적용

설비용량	연속부하	불연속부하	순시부하
수용률	0.7	0.1	0.6

<표> 한국전력 표준 % 임피턴스

계통공칭전압(KV)		백분율임피던스(%)
1차	2차	표준	저감
22.9	3.45/6.9	6
66	3.45/6.9	8
66	22.9	8.5
154	22.9	11	10.3

<표> 최대전력

- 2008년 8월 7,182KW