수용률·부등률·부하율

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 19번 나왔습니다

2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2011년 3차 · 2012년 1차 · 2012년 2차 · 2012년 3차 · 2013년 1차 · 2013년 3차 · 2014년 1차 · 2014년 2차 · 2014년 3차 · 2015년 3차 · 2016년 1차 · 2016년 2차 · 2017년 2차 · 2018년 1차 · 2019년 3차 · 2020년 1차 · 2020년 3차 · 2021년 1차 · 2021년 2차

2 쉬운 설명

수용률은 설비용량(부하설비를 모두 더한 값)에 대한 최대수용전력의 비율이다(문항에 따라 최대수요전력으로도 쓰며 같은 뜻이다). $\text{수용률}=\frac{\text{최대수용전력}}{\text{설비용량}}\times100\,\%$ 이고, 설치한 설비를 모두 한꺼번에 쓰는 일은 드물어 보통 100 % 이하이다. 전등 500 W, 전열 600 W, 전동기 400 W, 기타 100 W 이고 최대수용전력이 1200 W 이면 설비용량이 $500+600+400+100=1600\,\mathrm{W}$ 이므로 $\frac{1200}{1600}\times100=75\,\%$ 이다.

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부등률은 수용가마다 최대전력이 나타나는 시각이 서로 달라서 합성최대수용전력이 개별 최대수용전력의 합보다 작아지는 정도이다. $\text{부등률}=\frac{\text{각 수용가의 최대수용전력의 합}}{\text{합성최대수용전력}}$ 이고 $\text{부등률}\ge1$ 이다. 모든 부하의 최대가 같은 시각에 겹쳐도 합성 최대는 합과 같을 뿐 더 커질 수 없어서 부등률은 1 보다 작아지지 않는다.

부하율은 최대전력에 대한 평균전력의 비율 $\frac{\text{평균전력}}{\text{최대전력}}$ 이며 1 이하이다. 평균전력은 전력량을 사용한 시간으로 나눈 값이라 하루는 24시간, 1년은 8760시간으로 나눈다. 최대수용전력이 $45\times10^{3}\,\mathrm{kW}$ 이고 하루 소비 전력량이 $480\times10^{3}\,\mathrm{kWh}$ 인 공장은 평균전력이 $20\times10^{3}\,\mathrm{kW}$ 이므로 $\frac{20\times10^{3}}{45\times10^{3}}\times100\approx44.4\,\%$ 이다. 연간 전력량이 E [kWh], 연간 최대 전력이 W [kW] 이면 연부하율은 $\frac{E}{8760W}\times100$ [%] 이다. 부하율이 클수록 설비를 최대 전력에 가깝게 고르게 쓴다.

여러 부하를 한 묶음으로 본 합성최대수용전력은 $\frac{\text{설비용량}\times\text{수용률}}{\text{부등률}}$ 이다. 설비용량에 수용률을 곱하면 가장 바쁠 때 쓰는 전력의 합이 나오고, 이를 부등률로 나누어 최대 시각이 어긋나는 것을 반영한다. 설비용량 600 kW, 수용률 60 %, 부등률 1.2 이면 $600\times 0.6 = 360\,\mathrm{kW}$ 를 부등률로 나눈 $\frac{360}{1.2} = 300\,\mathrm{kW}$ 이다. 수용률은 곱하고 부등률은 나눈다. 수용률은 1 이하이고 부등률은 1 이상이므로 결과는 설비용량보다 클 수 없다.

수용가군 전체의 부하율은 평균전력을 합성 최대전력으로 나눈 값이고, 합성 최대전력은 $\frac{\text{설비용량의 합}\times\text{수용률}}{\text{부등률}}$ 이다. 평균전력이 같으면 합성 최대전력이 작을수록 부하율이 커지므로 부하율은 $\frac{\text{부등률}}{\text{수용률}}$ 에 비례한다. 수용률이 높으면 최대전력이 커져 부하율이 낮아지고, 부등률이 높으면 합성 최대전력이 작아져 부하율이 높아진다.

변압기 용량은 kVA 이므로 최대 전력(kW)을 역률로 나누어 정한다. 여러 수용가이면 $\frac{\sum(\text{설비용량}\times\text{수용률})}{\text{부등률}\times\text{역률}}$ 이다. 설비용량이 50, 100, 80, 60, 150 kW 이고 수용률이 0.6, 0.6, 0.5, 0.5, 0.4, 부등률 1.3, 평균 부하 역률 80 % 이면 수용가별 최대수용전력의 합이 $30+60+40+30+60=220\,\mathrm{kW}$ 이다. 이를 부등률로 나눈 $\frac{220}{1.3}\approx169.2\,\mathrm{kW}$ 를 다시 역률로 나누면 $\frac{169.2}{0.8}\approx211.5\,\mathrm{kVA}$ 이므로 보기 중 212 kVA 이다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 합성최대수용전력 = 설비용량 × 수용률 ÷ 부등률.

암기팁 부등률

\geq 1

, 부하율·수용률

\leq 1

함정 주의 부등률은 곱하지 않고 나눈다. 수용률은 최대수용전력이 분자이고 설비용량이 분모이며, 이를 뒤집은 식은 수용률이 아니다.

값이 항상 1 이상인 것은 부등률뿐이다. 분자(개별 최대의 합)가 분모(합성 최대)보다 작아질 수 없기 때문이다. 부하율과 수용률은 1 이하이고 전압강하율은 수 % 수준이다.
분자와 분모의 자리를 확인한다. 수용률은 최대수용전력 ÷ 설비용량 × 100 [%] 로 「최대」가 위에 온다. 평균전력이 분자에 있거나 분자·분모가 거꾸로 된 식은 수용률이 아니다(뒤집으면 100 % 를 넘는다). 부등률은 분자가 합성값이 아니라 각 수용가의 최대수용전력의 합이고, 부하율은 평균전력 ÷ 최대전력이다. 평균전력은 전력량 ÷ 시간(하루 24시간, 1년 8760시간)이다.
합성최대수용전력은 설비용량 × 수용률 ÷ 부등률 이다. 설비용량 600 kW, 부등률 1.2, 수용률 60 % 에서 $\frac{600\times 0.6}{1.2} = 300\,\mathrm{kW}$ 이다. 833 kW 는 설비용량 600 kW 보다도 커서 합성최대수용전력이 될 수 없다.

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수용률 문제에서는 설비용량을 먼저 합한다( $500+600+400+100=1600\,\mathrm{W}$ ). 최대수용전력 1200 W 이면 $\frac{1200}{1600}\times100=75\,\%$ 이고, 55 %·65 % 는 이보다 작은 값, 85 % 는 이보다 큰 값이다.
수용률·부등률이 변할 때 수용가군의 부하율은 부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다. 「수용률에 비례하고 부등률에 반비례한다」는 정반대 설명이다. 「모두 비례」는 수용률 쪽이, 「모두 반비례」는 부등률 쪽이 틀렸다.
수전설비 용량(kVA)은 설비용량 × 수용률 ÷ 역률 이다. $1800\times0.55 = 990\,\mathrm{kW}$ 를 역률 0.9 로 나눈 $990\div0.9=1100\,\mathrm{kVA}$ 가 그 예이다. 수용가 사이 부등률과 변압기군 부등률이 따로 주어지면 고압간선의 최대 부하는 수용률 적용 → 수용가 사이 부등률로 나눔 → 각 변압기 값을 더함 → 변압기군 부등률로 나눔 순서로 구한다(간선 역률 100 %, 설비 30·50 kW, 수용률 0.6 → 18·30 kW, 수용가 사이 부등률 1.2 로 나눈 15·25 kW 를 더한 40 kW 를 변압기군 부등률 1.3 으로 나눈 $\frac{40}{1.3}\approx30.8\,\mathrm{kW}$ 이므로 31).

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2012년 2차 전력공학 25번 — 수용률·부등률과 부하율의 관계각 수용가의 수용률 및 수용가 사이의 부등률이 변화할 때 수용가군 총합의 부하율에 대한 설명으로 옳은 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →2014년 3차 전력공학 32번 — 합성최대수용전력 구하기부하설비용량 600kW, 부등률 1.2 수용률 60%일 때의 합성최대 수용 전력은 몇 kW인가?계산해설 보기 →2019년 3차 전력공학 39번 — 설비용량 합으로 수용률 구하기어느 수용가의 부하설비는 전등설비가 500W, 전열설비가 600W, 전동기 설비가 400W, 기타설비가 100W 이다. 이 수용가의 최대수용전력이 1200W이면 수용률은 몇 %인가?계산해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 11개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

수용률과 부등률

합성 최대수요는 개별 최대수요의 합을 부등률로 나눈 값이며, 변압기 용량은 이를 역률로 나눈 kVA 로 정한다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 21문항 중 5문항이 인용

수용률

최대 수요 전력

=

설비 용량

\times

수용률이며, 피상전력은 유효전력을 역률로 나눈 값이다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 21문항 중 4문항이 인용

부하율

부하율은 평균 전력을 최대 전력으로 나눈 값이며 연부하율의 평균 전력은 연간 전력량을 8760 시간으로 나눈 값이다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 21문항 중 3문항이 인용

부등률

부등률은 각 수용가의 최대수용전력의 합을 합성최대수용전력으로 나눈 값이며 1 이상이다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 21문항 중 2문항이 인용

단상 3선식의 밸런서

밸런서는 단상 3선식의 중성선 양쪽 전압 불평형을 줄이는 장치이다.