실기›전기설계

간선 설계

Feeder Design

변압기에서 분전반까지, 전선은 몇 mm²?

변압기 2차(380V)에서 80m 떨어진 분전반까지 200A를 공급하는 간선을 설계합니다. 전선 굵기는 허용전류와 전압강하두 가지 조건을 동시에 만족해야 합니다.

🔌 간선 설계 = 전선 굵기 결정 (2중 체크)
① 허용전류 체크: 전선에 흐르는 전류 ≤ 전선의 허용전류
② 전압강하 체크: 전선의 전압강하 ≤ 허용 한도 (간선 5%, 분기 3%)
③ 두 조건 중 더 큰 굵기를 최종 선정
④ 추가 검토: 단락전류 내량, 기계적 강도, 시공성
간선 경로 + 전압강하 프로파일

전류·거리·전선 굵기를 변경하면 전압강하 결과가 실시간으로 표시됩니다. 허용전류 또는 전압강하가 초과되면 빨간색으로 경고합니다.

200 A
80 m
70 mm²

간선 경로도(TR→분전반)와 거리별 전압강하 프로파일 그래프

🔑 전압강하 프로파일 읽기
① 전압은 거리에 비례하여 선형 감소 (저항 ∝ 길이)
② 노란 선: 실제 전압 프로파일, 빨간 점선: 허용 하한(361V)
③ 현재 조건: 70mm² → 2.0% (적합)
④ 허용전류: 200A ≤ 232A 적합
핵심 공식과 풀이
3상 전압강하
e = √3 · I · L · (R·cosθ + X·sinθ)
I: 전류[A], L: 거리[km], R: 저항[Ω/km], X: 리액턴스[Ω/km]
전압강하율
ε [%] = eV × 100 ≤ 5%
간선: 5% 이내, 분기: 3% 이내, 합산: 7% 이내
🔧 공식 → 풀이
①3상 전압강하 공식을 세우고
②허용 전압강하율 이내인지 확인 → 초과 시 전선 굵기를 올린다
풀이: 전압강하 계산
e = √3×200×0.08×(0.268×0.85+0.08×0.527) = 7.5 V
ε = 7.5/380×100 = 2.0% → 적합
전선 굵기 역산 (간이식)
A = √3·I·L·ρ·cosθe허용 × 1000
ρ: 고유저항 (Cu 1/56, Al 1/35) [Ω·mm²/m], e허용 = V×5%
최종 답안 형태
XLPE 70mm² × 3C + 중성선 | 허용전류: 232A, 전압강하: 2.0%
전선 종류·굵기·심수 + 허용전류·전압강하 검증 결과 기재
함정 포인트 & 변형 문제
⚠️ 자주 틀리는 포인트
① 거리 단위: 문제에서 [m]로 주면 [km]로 변환 필수 → 80m = 0.08km
② 단상 전압강하 공식: e = 2·I·R·L (√3 대신 2) → 3상과 혼동 금지!
③ '간선 5%, 분기 3%' → 문제가 어디를 묻는지 정확히 파악
④ R과 X 중 X를 무시하는 간이식 사용 시 오차 발생 주의
⑤ 허용전류 보정계수: 주위온도·포설방법에 따라 감소 → 문제 조건 확인
허용전류 보정
I보정 = I기본 × K온도 × K포설 × K그룹
K온도: 40°C→0.87, K매설: 직매0.9, K그룹: 3조0.7
🔄 변형 문제 패턴
① '전선 굵기를 구하시오' → 전압강하 공식을 A(단면적)에 대해 역산
② 부하가 분산된 경우 → 각 구간별 전류가 다름, 구간별 전압강하 합산
③ 단상 간선 (단상 220V) → 공식에서 √3 대신 2 사용
④ 알루미늄 전선 → 고유저항이 Cu의 1.6배, 같은 전류에 굵기 ↑
실전 답안 체크리스트
3상 전압강하
e = √3·I·L·Z
Z = R·cθ+X·sθ
전압강하율
ε = eV × 100
간선≤5%
🎯 시험 포인트
① 답안 구성: '전선 선정 → 허용전류 검증 → 전압강하 검증' 3단계로 작성
② 허용전류와 전압강하 중 어느 조건이 지배적인지 명시
③ 거리 [m]→[km] 변환, 3상/단상 공식 구분을 풀이에 명확히 표시
④ 보정계수가 주어지면 반드시 적용 후의 허용전류로 검증
⑤ 최종 답: 'XLPE OOmm² × 3C' 형태 + 양쪽 검증 수치 병기
📝 대표 기출문제
①[기출유형] 3상 380V, 200A 부하에 100m 거리의 간선을 설계하시오. 전선의 저항 0.268Ω/km, 리액턴스 0.08Ω/km, 역률 0.85일 때 전압강하율을 구하시오.
②[기출유형] 저압간선에서 분기할 때 분기점에 과전류차단기를 생략할 수 있는 조건을 쓰시오. (답: 분기선 8m 이하이고 허용전류가 간선 차단기 정격의 35% 이상)
③[기출유형] 허용전압강하 이내가 되는 최소 전선 굵기[mm²]를 구하시오.