중요 고지: 발전기 케이블 결선은 전문적인 지식과 경험을 요구하는 매우 위험한 작업입니다. 본 설명은 이해를 돕기 위한 일반적인 정보이며, 실제 작업 시에는 반드시 해당 발전기 제조사의 상세 매뉴얼을 참조하고, 자격을 갖춘 전기 기술자가 안전 규정을 준수하여 작업해야 합니다. 잘못된 결선은 발전기 손상, 화재, 감전 등 심각한 사고로 이어질 수 있습니다.

비상발전기 700kVA, 60Hz, 3상, 480V 케이블 연결 결선도 설명

일반적인 3상 발전기의 출력단 결선은 크게 Y(스타) 결선과 델타(Delta) 결선이 있으나, 고용량 발전기에서는 일반적으로 Y 결선이 많이 사용됩니다. 480V 출력의 경우 Y 결선이 보편적입니다.

개념 도면 (Y 결선 기반):

            (발전기 출력 터미널)
    U1 (A상) --------
                  |
    V1 (B상) --------  ------- 메인 차단기 (ATS 또는 배전반으로 연결)
                  |
    W1 (C상) --------
                  |
    N (중성선) --------  ------- 접지 (Ground)

상세 구성 요소별 설명:

1. 발전기 출력 터미널 (Generator Output Terminals):

   • 대부분의 발전기는 출력 전선을 연결하기 위한 터미널 블록 또는 러그 단자를 제공합니다.
   • 3상 4선식 Y 결선의 경우, 일반적으로 U, V, W (또는 A, B, C) 상과 중성선(N) 단자가 있습니다.
   • 각 상에는 보통 2개 이상의 터미널이 있어 여러 가닥의 케이블을 연결할 수 있도록 설계되어 있습니다. (예: U1, U2, V1, V2, W1, W2, N1, N2 등)

2. 출력 케이블 (Output Power Cables):

   • 도체: 3상 480V의 경우, 각 상(U, V, W)과 중성선(N)에 해당하는 4가닥의 전력 케이블이 필요합니다. 그리고 별도의 접지 케이블(GND 또는 PE)이 필요합니다. 총 5가닥의 케이블이 됩니다.
   • 사이즈: 700kVA, 480V의 경우, 전류($$I=\frac{P}{\sqrt{3}\times V}$$)는 약 842A입니다. 이 전류를 감당할 수 있는 충분히 굵은 케이블을 사용해야 합니다. (도체 허용 전류 계산 기준: 주변 온도, 설치 방법, 절연 종류 등에 따라 달라짐. 예: CV 케이블 325sqmm 또는 400sqmm 이상 복수 사용)
   • 절연: 전압(480V)에 적합한 절연 등급의 케이블을 사용해야 합니다.
   • 색상 코드: 국제 또는 국가 표준에 따라 상별 색상 코드를 준수하는 것이 좋습니다. (예: 한국 – R상: 갈색, S상: 흑색, T상: 회색, 중성선: 청색, 접지: 녹색/황색)

3. 접지 (Grounding):

   • 발전기 프레임은 반드시 독립적인 접지봉 또는 건축물 접지 시스템에 연결되어야 합니다.
   • 중성선(N)은 보통 발전기 내부 또는 외부의 접지 단자와 한 지점에서 접지됩니다. (이것을 "시스템 접지" 또는 "계통 접지"라고 합니다.)
   • 접지 케이블은 충분한 굵기를 가져야 하며, 단단히 연결되어야 합니다.

4. 메인 차단기 (Main Breaker):

   • 발전기 출력 케이블은 발전기 보호 및 부하 차단을 위해 적절한 정격의 메인 차단기(MCCB 또는 ACB)에 연결됩니다.
   • 700kVA, 480V의 경우 약 842A이므로, 최소 1000A 또는 그 이상의 차단기가 필요할 수 있습니다.
   • 과전류, 단락 보호 기능을 갖춰야 합니다.

5. 자동 전환 개폐기 (ATS - Automatic Transfer Switch) 또는 배전반 (Switchgear/Distribution Panel):

   • 비상발전기는 일반적으로 ATS를 통해 상용 전원과 비상 전원을 자동으로 전환합니다.
   • 발전기 출력 케이블은 ATS의 "발전기 측" 입력 단자에 연결됩니다.
   • ATS가 없는 경우, 직접 배전반의 발전기 전원 입력 단자에 연결될 수 있습니다.

결선 과정 (일반적인 절차):

1. 안전 확보: 모든 전원이 차단되었는지 확인하고, 안전 장비를 착용합니다.
2. 케이블 준비: 적절한 길이와 굵기의 케이블을 준비하고, 단자 처리(압착 단자 사용)를 합니다.
3. 발전기 출력단 연결: 발전기 출력 터미널(U, V, W, N)에 각 상 케이블과 중성선 케이블을 정확히 연결합니다. 나사를 단단히 조여 접촉 불량을 방지합니다.
4. 접지 연결: 발전기 프레임 접지 단자와 중성선 접지 단자에 접지 케이블을 연결하고, 이를 접지 시스템에 연결합니다.
5. 차단기 및 ATS/배전반 연결: 발전기 출력 케이블을 메인 차단기(또는 ATS의 발전기 측 입력 단자)에 연결합니다.
6. 마감 및 절연: 모든 연결 부위를 절연 테이프, 수축 튜브 등으로 확실하게 절연하고, 케이블을 정리합니다.
7. 확인 및 테스트: 모든 연결이 올바르게 되었는지 육안으로 확인하고, 절연 저항 측정, 상 회전 측정 등 안전 검사를 수행합니다.

60Hz 3상 480V와 60Hz 3상 400V의 차이점 설명

두 시스템 모두 60Hz의 주파수를 사용하는 3상 시스템이지만, **선간 전압(Line-to-Line Voltage)**에서 차이가 있습니다.

1. 정격 전압의 차이:

   • 480V 시스템: 선간 전압이 480V입니다. 상전압(Line-to-Neutral Voltage)은 $$480V/\sqrt{3}\approx 277V$$입니다. (Y 결선 기준)
   • 400V 시스템: 선간 전압이 400V입니다. 상전압은 $$400V/\sqrt{3}\approx 230V$$입니다. (Y 결선 기준)

2. 적용 지역 및 표준:

   • 480V: 주로 북미(미국, 캐나다) 및 일부 남미 국가에서 상업 및 산업용 전압 표준으로 널리 사용됩니다.
   • 400V: 주로 유럽, 아시아(한국 포함), 호주 등 전 세계적으로 광범위하게 사용되는 저압 배전 표준입니다. (유럽의 230/400V 시스템)

3. 동일 용량(kVA)에서의 전류 차이:

   • 발전기의 용량(kVA)이 동일하다고 가정할 때, 전압이 낮으면 더 많은 전류가 흐릅니다.
   • 예시: 700kVA 발전기
     • 480V 시스템: $$I=\frac{700,000VA}{\sqrt{3}\times 480V}\approx 842A$$ * **400V 시스템:**$$I=\frac{700,000VA}{\sqrt{3}\times 400V}\approx 1010A$$
   • 의미:
     • 케이블 굵기: 400V 시스템이 480V 시스템보다 더 높은 전류가 흐르므로, 동일한 용량의 발전기라도 400V 시스템에서는 더 굵은 전력 케이블을 사용하거나, 같은 굵기의 케이블을 더 많이 병렬로 연결해야 합니다.
     • 차단기 정격: 마찬가지로, 400V 시스템의 차단기는 480V 시스템의 차단기보다 더 높은 전류 정격을 가져야 합니다.
     • 설비 비용: 일반적으로 400V 시스템의 전력 케이블 및 차단기 비용이 480V 시스템보다 높아질 수 있습니다.

4. 부하 호환성:

   • 해당 전압에 맞게 설계된 부하(모터, 히터, 조명 등)를 사용해야 합니다.
   • 480V용 장비를 400V 전원에 연결하면 제 성능을 내지 못하거나 오작동할 수 있으며, 그 반대의 경우(400V용 장비를 480V 전원에 연결)에는 과전압으로 인해 장비가 손상될 수 있습니다.

결론적으로, 두 시스템의 가장 큰 차이점은 선간 전압이며, 이는 동일한 전력 용량에서 전류의 크기에 영향을 미쳐 케이블 굵기, 차단기 정격 및 전체적인 전기 설비 비용에 차이를 발생시킵니다. 따라서 발전기 선정 시 설치될 국가 또는 지역의 표준 전압을 고려하는 것이 매우 중요합니다.