예전에는 정액등 방식으로 전구 하나당 얼마씩 받는 요금제가 있기도 했는데, 지금은 대부분 종량제이고 가로등 같은 경우
사용하는 전력량이 거의 일정하므로 정액제 방식으로 운영되고 있습니다.
한국전력공사에서는 2020년 까지 일반 가정의 전력량계를 전자식 전력량계로 교체한다고 발표하였습니다.
따라서 2020년이 지나면 이 글은 쓸모없는것이 될지도 모르는 일이군요.
전자식 전력량계로 교체를 하게 되면 시간대에 따라서 요금을 차등적용할 수도 있습니다.
아파트 같은 경우 전력선통신(PLC) 등을 이용해서 전기, 수도, 가스, 열량 등의 사용량을 자동검침한 뒤 관리실에 통보하는 시스템도 나와 있습니다.
전자식 전력량계의 경우 그냥 숫자를 읽으면 되므로 논외로 하고..
각 가정에 많이 설치되어 있는 유도형 전력량계에 대해서 알아봅시다.
전력량계를 보면 검은색 바탕으로 된 부분이 있고 은색(또는 흰색) 바탕으로 된 부분이 있습니다.
은색 바탕으로 된 부분은 100Wh 단위로서 참고용일 뿐, 실제 요금을 책정하는데 반영되지는 않습니다.
이번 달의 사용량을 알고 싶으면 지난 달의 검침일에 검은색 바탕의 숫자를 적어 두었다가, 이번 달 검침일에 나온 숫자에서
지난 달의 검침일의 검은색 바탕의 숫자를 빼면 이번 달의 사용요금이 나오게 됩니다.
그 아래에는 돌아가는 원판이 있고, 오른쪽으로 돌아가도록 되어 있습니다.
이 방향은 외국의 전력량계들도 대부분 동일합니다.
돌아가는 원판의 원리는 1824년으로 거슬러 올라가서.. 프랑스의 물리학자인 아라고에 의해서 발견된 맴돌이 전류의 효과입니다.
주변에서 자기장이 변화를 하면 원판에는 맴돌이 전류(와전류)가 생겨서 자기장의 변화에 따라서 움직인다는 원리입니다.
이 원리는 자동차 등의 속도계나 유도전동기(선풍기, 펌프, 냉장고 등등)에 사용되고 있습니다.
자동차 속도계의 경우 바퀴와 와이어로 연결된 자석이 회전을 하면 스프링이 연결된 알루미늄통이 회전수에 비례해서 움직이도록 해 둔 것입니다.
보통전력량계라 함은 ± 2.0% 의 오차를 가진 전력량계라는 의미입니다. (2.0급)
정밀도에 따라서 전력량계의 종류가 나눠지게 되는데, 오차가 ±1.0% 인 전력량계는 정밀전력량계, 오차가 ±0.5% 인 전력량계는 특별 전력량계로 칭하기도 합니다.
사진은 교류 단상 2선식 보통전력량계이군요.
이 밖에 전원의 방식에 따라 교류 단상 3선식, 3상 3선식, 3상 4선식 등이 있습니다.
사용전압과 정격전류, 주파수 등도 나와 있습니다.
여기서 30(10)A 라고 된 것은 이 전력량계를 교정할 때 10A 를 흘리면서 했다는 의미입니다.
그리고 최대로 30A 까지 흘릴 수 있습니다.
따라서 이 전력량계는 Ⅲ 형 계기입니다. Ⅲ 형의 경우 검정유효기간이 7년 이며 그 기간이 넘으면 오차가 심해질수도 있습니다.
Ⅳ 형 계기는 15년 입니다.
전자식 전력량계의 경우 검정유효기간이 7년 이었으나, 단상2선식 계량기는 10년, 3상 4선식 계량기는 8년으로 연장 되었습니다.
아래에 600 rev/kWh 라고 된 것은 원판이 600 회전을 하면 1kWh 가 된다는 이야기입니다.
지금 사용하고 있는 전기제품들의 사용전력을 알고 싶다면 원판이 1회전하는데 걸리는 시간을 재면 됩니다.
가령 1회전하는데 65초가 걸렸다고 한다면,
한 시간에 (3600(초) / 65) = 55.38 회 회전을 하는 셈이 되고 600 회전을 해야 1kWh 이므로 55.38/600 을 하면 0.092 kW 를 소비하고 있습니다. 이렇게 한 시간이 경과하면 0.092kWh 를 소비하게 됩니다.
따라서 원판의 회전에 걸리는 시간에 따른 현재 사용 전력은
3600 / {(원판이 회전하는데 걸린 시간) * (kWh 당 원판의 회전수)} = 현재 사용전력(kW) 가 되게 됩니다.
아래 칸에 원판이 한 바퀴 돌아갈 때 걸린 시간을 초 단위로 넣으면 소비전력이 계산됩니다.
3600 / ( 초 * [rev/kWh] ) = [kW] = [W]
전력을 많이 소비하는 수용가에서는 배율을 적용하기도 합니다.
전력량계에 많은 전류를 흘리게 되면 전력량계가 망가지므로 적당한 비율로 전압과 전류를 줄여서 전력량계를 구동시킵니다.
여기서 측정된 전력량은 실제 계통의 사용량이 아니며, 배율을 곱해주어야 실제 사용량이 나오게 됩니다.
배율을 적용하려면 PT(계기용변압기) CT(계기용변류기) 를 연결해주면 됩니다.
가령 440V 를 수전하면서 120A 까지 부하가 걸리는 수용가에서 440/110 의 비율을 가진 PT 와 120/5 의 비율을 가진 CT 를
연결한 경우 440/110 = 4, 120/5 = 24 이므로 전력량계에 1kWh 가 측정되었다면 1 * 4 * 24 = 96kWh 가 실제 사용 전력량이 됩니다. 배율은 96 이 되는군요.
아파트 같은 경우 주 변압기에 전력량계가 달려있고, 각 가정의 전기요금은 관리비에 청구되어 나오는 방식의 경우 이런식으로 되어 있습니다.
배율을 적용하는 전력량계는 정밀해야 하기 때문에 보통 1.0급이나 0.5급 정도의 전자식 전력량계를 사용합니다.(급 이란 오차범위를 나타냅니다.)
외국의 전력량계인 경우 우리나라에서 사용하는 전력량계와 대동소이하지만 모양이 약간 다른 제품들이 있습니다.
아마 처음 보시는 분들도 계시겠지만 필리핀이나 미국, 호주 등을 가셔서 전력량계를 유심히 보셨던 분들은 발견할 수 있었을 것입니다.
숫자 계기판을 보면 맨 오른쪽것은 시계방향, 그 다음것은 반시계방향, 그 다음것은 시계방향 이런식으로 돌아가도록 되어 있습니다.
아마 기어비가 1:10 인 상태로 맞물려 있는 모양입니다.
이것 또한 읽는법은 우리나라의 전력량계와 비슷하지만 원판의 회전속도에 따른 전력계산법이 약간 다릅니다.
우리나라 계량기의 rev/kWh 에 대응하는것이 Kh 라는 단위가 있습니다.
우리나라 계량기의 경우 1kWh 기준으로 되어 있지만, 사진의 계량기는 원판의 회전을 기준으로 원판이 1회전을 할 때 측정된 Wh 를 적어 두었습니다.
즉 원판이 1회전을 하면 7.2Wh 를 소비하게 된다는 것입니다.
계산식을 만들자면..
Kh(Wh) * 3600 / 원판이 1회전하는데 걸린 시간(초) = 현재 사용전력(W) 가 됩니다.
아래 칸에 원판이 한 바퀴 돌아갈 때 걸린 시간을 초 단위로 넣으면 소비전력이 계산됩니다.
