배전방식은 변전소에서 수용가까지 전력을 나누는 마지막 배달 단계의 결선 선택이에요. 단상 2선·3선, 3상 3선·4선 등에 따라 전압·전류·손실·중성선 유무가 달라져요. 저압 뱅킹·네트워크는 신뢰도를 높이는 배전 형태예요. 방식별 전력·손실 공식 차이를 비교하며 어디에 어떤 결선이 맞는지 살펴봐요.
도시까지 전기를 나누는 방법
🏙️ 배전 = 마지막 배달
①송전: 발전소 → 변전소 (고압, 장거리)
②배전: 변전소 → 가정·공장 (중저압, 단거리)
③배전 방식에 따라 신뢰도·비용·손실이 크게 달라진다
3가지 배전방식 비교
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방사상·루프·망상 배전방식 구조와 경로 비교 다이어그램
🔌 방식별 특징
①방사상(수지상)식: 구조 단순, 저비용. 농촌·농어촌
②루프(환상)식: 양방향 공급, 중간 신뢰도. 도시 간선
③망상(네트워크)식: 다중 경로, 최고 신뢰도. 도심 밀집지
⚠️ 저압뱅킹과 네트워크 특성
①저압뱅킹: 여러 변압기 2차를 병렬 → 캐스케이딩(연쇄차단) 문제 → 구분퓨즈로 방지
②네트워크(망상): 무정전 공급 가능↑, 단 접촉(단락)사고 시 고장전류↑ 주의
③스포트 네트워크: 특정 빌딩 전용, 네트워크 프로텍터(역전류 차단) 설치
공급방식 4종 비교와 전력·손실 공식
단상 2선식
P = VI, 전선수 2
소규모 부하, 가장 단순
단상 3선식
P = 2VI, 전선수 3
220V + 110V 동시 공급 (중성선), 전선량 37.5%
3상 3선식 (Δ결선)
P = √3 Vp I, 전선수 3
동력 부하용, 중성선 없음
3상 4선식 (Y결선): 가장 경제적
P = 3 Vp I, 전선수 4
우리나라 22.9kV 표준, 전선량 33.3% → 가장 경제적!
전력손실 공식
Pl = P²RV²cos²θ, 손실률 K = PlP × 100
전압↑, 역률↑ → 손실↓
전선 단면적 (손실률 기준)
A = ρlPKV²cos²θ [mm²]
K: 허용 손실률[%], ρ: 저항률, l: 선로장[m]
부하특성: 수용률·부등률·부하율
수용률
수용률 = 최대수용전력설비용량 합계 × 100 [%]
실제 사용량 / 설치 가능 용량, 보통 < 100%
부등률
부등률 = 각 부하 최대 합계합성 최대전력 ≥ 1
부등률 ≥ 1 (항상), 부하 피크 시간이 다를수록 큰 값
부하율
부하율 = 평균전력최대전력 × 100 [%]
부하율 높을수록 설비 이용 효율 양호
변압기 용량 산정
변압기 용량 = 설비용량 × 수용률부등률 × 효율
부등률↑ → 필요 변압기 용량↓ (분산 효과)
💡 균일분포 부하 특성
①전압강하: 말단 집중부하 대비 1/2
②전력손실: 말단 집중부하 대비 1/3
③이 비율(1/2, 1/3)은 계산 문제에서 출제 포인트됨
시험 총정리
수용률
최대수용전력설비합계
< 100%
부등률
각 최대 합합성 최대
≥ 1
균일부하 전압강하
말단집중의 1/2
전력손실은 1/3
가장 경제적 공급
3상 4선식 (Y결선)
전선량 33.3%
🎯 시험 포인트
①배전방식 3종: 방사상 < 루프 < 망상 순으로 신뢰도 증가, 비용도 증가
②저압뱅킹의 캐스케이딩 방지 → 구분퓨즈 설치
③공급방식 4종 비교: 3상 4선식(Y)이 가장 경제적 (전선량 33.3%)
④부하특성 공식: 수용률·부등률·부하율 + 변압기 용량 산정 세트 암기
⑤균일분포 부하: 전압강하 1/2, 전력손실 1/3. 계산이 중요
📝 대표 기출문제
①[기출유형] 3개 부하의 개별 최대전력이 100, 80, 120kW이고 합성 최대전력이 250kW일 때 부등률은? (답: (100+80+120)/250 = 1.2)
②[기출유형] 설비용량 500kW, 수용률 0.7, 부등률 1.1, 효율 0.95일 때 필요 변압기 용량은? (답: 500×0.7/(1.1×0.95) ≒ 335 kVA)