2012년 전기기사 기출문제풀이 - 2

 

1. 전압강하율과 전압변동률

  ▣ 송전단 전압 66[kV], 수전단전압 60 [kV]인 송전선로에서 수전단의 부하를 끊은 경우의

   수전단전압이 63[kV]라 할 때 다음 각 물음에 답하시오.

  (1) 전압강하율을 구하시오.

  (2) 전압변동율을 구하시오.

[답안작성]

 

2. 중성점 전류검출(NCS) 보호방식과 중성점 전압검출(NVS) 보호방식

 ▣ 고압 진상용 콘덴서의 내부고장 보호방식으로 NCS 방식과 NVS 방식이 있다.

     다음 각 물음에 답하시오.

  (1) NCS와 NVS의 기능을 설명하시오.

  (2) [그림 1] ①과 [그림2]에 누락된 부분을 완성하시오.

 

[답안작성]

 (1) ① NCS (Neutral Current Sensor) : 콘덴서 고장시 중성점간에 흐르는 전류 검출

     ② NCS (Neutral Voltage Sensor) : 콘덴서 고장시 중성점간의 불평형 전압 검출

 (2) [그림 1] ①과 [그림2]에 누락된 부분을 완성하시오.

 

[해설]

가. 중성점 전류 검출 보호방식 : NCS (Neutral Current Sensor)

 ▣ NCS의 원리는 콘덴서 내부 소자를 Y-Y 결선하여 중성점 간에 전류 검출 코일을 삽입

    시키고 콘덴서 내부 고장시 이 코일이 여자됨으로써 동작하는 접점이 내장되어 있다.

    이 접점은 콘덴서 내부 소자의 파괴에 따라 신속, 정확하게 동작되며 이것을 이용하여

    부하전원을 차단하거나 개폐기를 작동시켜 주도록 되어 있다. 특징은 다음과 같다.

  ① 검출속도가 빠르고 동작이 확실하다.

  ② 회로 전압의 변동, 직렬리액터의 유무, 고조파의 영향을 받지 않는다.

  ③ 콘덴서 투입시 과도현상(돌입전류)에 의한 오동작이 없다.

​

나. 중성점 전압 검출 보호방식 ( NVS : Neutral Voltage Sensor)

 ▣ NVS의 원리는 단기콘덴서를 이용해 외부에서 Y-Y 결선하고 고장 발생시 중성점 간에

     전압차를 검출하여 차단기를 동작시키는 방법으로 장점은 다음과 같다.

  ① 유지보수가 용이하다.

  ② 계전기의 오동작이 없다.

  ③ 돌입전류에 영향을 받지 않는다.

  ④ 정기적인 검사가 가능하다.

  ⑤ 콘덴서의 발열이 감소한다.

 

3. 무접점 회로와 유접점 논리회로

 ▣ 다음 진리표를 보고 무접점 회로와 유접점 논리회로로 각각 나타내시오.

입 력			출 력
A	B	C	X
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

 

  (1) 논리식을 간략화하여 나타내시오.

  (2) 무접점 회로

  (3) 유접점 회로

[답안작성]

 

  (3) 유접점 회로

 

5. 병렬 우선 순위 회로

 ▣ 그림의 회로는 푸시 버튼 스위치 PB1, PB2, PB3를 ON 조작하여 기계 A, B, C를

     운전한다. 이 회로를 타임차트의 요구대로 병렬 우선 순위 회로로 고쳐서 그리시오.

 

 

    R1, R2, R3는 계전기이며 이 계전기의 보조 a접점, 또는 보조 b접점을 추가 또는 삭제하여

    작성하되 불필요한 접점을 사용하지 않도록 할 것이며 보조 접점에는 접점의 명칭을 기입하도록 할 것

[답안작성]

 

6. 단상 3선식 회로의 중성선 전류

  ▣ 그림과 같은 100/200[V] 단상 3선식 회로를 보고 다음 물음에 답하시오.

 

(1) 중성선 N에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 

(2) 중성선의 굵기를 결정할 때의 전류는 몇 [A]를 기준으로 하는가 ?

     37.5 [A]

 

7. 방재용 자재

 ▣ 지중선에 화재가 발생한 경우 화재의 확대방지를 위하여 케이블이 밀집 시설되는 개소의 케이블은

     난연성 케이블을 사용하여 시설하는 것이 원칙이다. 부득이 전력구에 일반케이블로 시설하고자 할 경우,

     케이블에 방재대책을 하여야 하는데 케이블과 접속재에사용하는 방재용 자재 2가지를 쓰시오.

 

[답안작성] 난연테이프, 난연도료

 ▣ 내선규정 2150-12 케이블

   ⊙ 지중전선에 화재가 발생한 경우 화재의 확대방지를 위하여 케이블 밀집 시설되는 개소

      의 케이블은 난연케이블을 사용하여 시설하는 것을 원칙으로 하며, 부득이 일반 케이블

      로 시설하는 경우는 케이블에 방재대책을 강구하여 시행하는 것이 바람직하다.

  ① 적용장소 : 집단 아파트 또는 집단 상가의 구내 수전실, 케이블 처리실, 전력구, 덕트 및

                    4회선 이상 시설된 맨홀

  ② 적용대상 방재용 자재

    가. 케이블 및 접속재 : 난연테이프 및 난연도료

    나. 바닥, 벽, 천장 등의 케이블 관통부 : 난연실(퍼티), 난연보드, 난연레진, 모래 등

 

8. 상용전원과 예비전원

 ▣ 다음 상용전원과 예비전원 운전시 유의하여야 할 사항이다. ( ) 안에 알맞은 내용을 쓰시오.

   ⊙ 상용전원과 예비전원 사이에는 병렬운전을 하지 않는 것이 원칙이므로 수전용차단기와

      발전용차단기 사이에는 전기적 또는 기계적 ( ① 인터록)을 시설해야 하며 (② 전환개폐

      기)를 사용해야 한다.

 ▣ 내선규정 4168-7 전환개폐기의 설치

   ① 상시전원의 정전시에는 상시전원에서 예비전원으로 전환하는 경우에 그 접속하는 부하

       및 배선이 동일한 경우는 양 전원의 접속점에 전환개폐기를 사용하여야 한다.

  ② "①"항의 전환개폐기는 예비전원에서 공급하는 전력이 상시 선로에 송전되지 않도록

       시설하여야 한다.

▣ KEC 244. 2. 1 비상용 예비전원 시설

  ⊙ 상용전원의 정전으로 비상용전원이 대체되는 경우에는 상용전원과 병렬운전이 되지 않

      되지 않도록 다음 중 하나 또는 그 이상의 조합으로 격리조치를 하여야 한다.

  가. 조작기구 또는 절환 개폐장치의 제어회로 사이의 전기적, 기계적 또는 전기기계적 연동

  나. 단일 이동식 열쇠를 갖춘 잠금 계통

  다. 차단-중립-투입의 3단계 절환개폐장치

  라. 적절한 연동기능을 갖춘 자동 절환 개폐장치

  마. 동등한 동작을 보장하는 기타 수단

 

9. 과부하 보호장치의 설치 위치

  ▣ 다음은 과부하 보호장치의 설치 위치에 대한 내용이다. 주어진 조건에 의하여 (가)의

      거리는 몇 [m] 이내인가 ?

【조건】

  ① 분기점 O와 P2 사이에 다른 분기회로 및 콘센트의 설치가 없을 것

  ② 단락의 위험과 화재 및 인체에 대한 위험성이 최소화 되도록 시설할 것

  ③ 분기회로 도체 S2는 전원측 보호장치 P1에 의해 단락보호가 보장되지 않는다.

 

   【답안작성】 3 [m]

<해설>

 ▣ KEC 212.4.2 과부하 보호장치의 설치 위치

   ① 과부하 보호장치는 전로 중 도체의 허용전류 값이 줄어드는 분기점에 설치해야 한다.

   ② 분기회로도체 S2는 전원측 보호장치 P1에 의해 단락보호가 보장되지 않을 경우

       : 3 [m] 이내에 설치

   ③ 분기회로도체 S2는 전원측 보호장치 P1에 의해 단락보호가 보장되는 경우 : 분기점

       으로 부터 거리제한 없이 설치

   ④ 전원측 과부하 보호장치 P1이 분기회로에 발생하는 과부하를 보호하는 경우

       : 보호장치의 설치 생략 가능

 

10. 변류기와 전류계

  ▣ 다음 그림과 같이 200/5 [A] 변류기 1차측에 150[A]의 3상 평형전류가 흐를 때 전류

      계 A3에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 

  [답안작성]

 

 [해설] 가동결선(V결선) 벡터도

 

11. 진상용 콘덴서 육안검사

  ▣ 전력용 진상 콘덴서의 정기점검(육안검사) 항목 3가지를 쓰시오.

 [답안작성]

    ① 단자부 이완    ② 기름누설 여부   ③ 애자 손상 여부

 [해설]

  ▣ 전력용 콘덴서의 정기점검

    ① 육안검사 : 단자부 이완, 단자부 과열, 기름누설, 용기 등의 녹발생, 보호장치 동작

    ② 후각검사 : 이상한 냄새 여부           ③ 절연저항 측정 (절연저항계)

    ④ 기기온도 (온도계)

 

12. 접지형 계기용 변압기 (GPT)

 ▣ 비접지 선로의 접지 전압을 검출하기 위하여 그림과 같은 Y-개방△ 결선을 한 GPT가 있다.

 

  (1) A상 고장시 (완전 지락시) 2차 접지 표시등 L1, L2, L3의 점멸 상태와 밝기를 비교하시오.

      L1 : 소등 L2와 L3는 점등 (더 밝아짐)

 (2) 1선 지락사고시 건전상의 대지 전위의 변화를 간단히 설명하시오.

   ▣ 평상시 건전상의 대지전위는 110/√3 [V] 이나 1선 지락사고시에는 전위가 √3배 증

       가하여 110[V]가 된다.

 (3) GR, SGR 을 우리말 명칭을 쓰시오. GR : 지락계전기 SGR : 선택지락계전기

 

13. 완전 확산성 반구 램프

 ▣ 지름 30[㎝]인 완전 확산성 반구의 램프를 사용하여 평균 휘도가 1[㎠]에 대하여

     0.3[cd]인 천장등을 가설하려고 한다. 기구의 효율은 0.75라 하면, 전구로 부터 나오는

     광속은 몇 [lm]이겠는가 ? 단, 광속발산도는 0.75[lm/㎠]라 한다.

 

[해설]

 

 

14. 3상 △결선 승압기 용량산정

 ▣ 단권변압기 3대를 사용한 3상 △결선 승압기에 의해 45[kVA]인 3상 평형 부하의 전압을 3,000[V]에서

     3,300[V]로 승압하는데 필요한 변압기의 총용량은 얼마인지 계산하시오.

[답안작성]

15. 직렬 리액터 용량산정

  ▣ 전력용 콘덴서에 설치하는 직렬 리액터의 용량산정에 대하여 설명하시오.

 

  ▣ 직렬 리액터의 용량

   ⊙ 이론상 콘덴서 용량의 4[%] 이상

   ⊙ 실제상 주파수 변동 등의 여유를 봐서 약 5~6[%] 인 것을 사용

 

16. 카르노 맵

  ▣ 카르노 도표에 나타낸 것과 같이 논리식과 무접점 논리회로를 나타내시오.

     단, "0" : L{Low level), "1" : H(Hight level)이며, 입력은 A, B, C, 출력은 X이다.

BC A	00	01	11	10
0		1		1
1		1		1

 

(1) 논리식으로 나타낸 후 간략화 하시오.

17. 3상 단락용량, 단락전류, 차단기 차단용량

 ▣ 그림과 주어진 조건 및 참고표를 이용하여 3상 단락용량, 3상 단락전류, 차단기의 차단

     용량 등을 계산하시오.

 

 

   (1) 수전설비에서의 합성 %임피던스를 계산하시오.

   (2) 수전설비에서의 3상 단락용량을 계산하시오.

   (3) 수전설비에서의 3상 단락전류를 계산하시오.

   (4) 수전설비에서의 정격차단용량을 계산하고, 표에서 적당한 용량을 찾아 선정하시오.

 

[답안작성]

 

(1) 수전설비에서의 합성 %임피던스를 계산하시오.

 

(2) 수전설비에서의 3상 단락용량을 계산하시오.

 

(3) 수전설비에서의 3상 단락전류를 계산하시오.

 

(4) 수전설비에서의 정격차단용량을 계산하고, 표에서 적당한 용량을 찾아 선정하시오.

 

18. 변압기 보호장치

 ▣ 특고압 대용량 유입변압기의 내부고장이 생겻을 경우 보호하는 장치를 설치하여야

     한다. 특고압 유입변압기의 기계적인 보호장치 3가지를 쓰시고

  ① 부흐홀쯔 계전기    ② 충격압력 계전기   ③ 방압안정장치

 

19. 누전차단기 시설

  ▣ 그림은 누전차단기를 적용하는 것으로 CVCF 출력단의 접지용 콘덴서 Co = 6[μF] 이고

      부하측 라인필터의 대지 정전용량 C1 = C2 = 0.1[μF], 누전차단기 ELB1에서 지락점

      까지의 케이블 대지 정전용량 CL1=0(ELB1의 출력단에 지락발생 예상), ELB2에서 부

      하2 까지의 케이블 대지정전용량 CL2=0.2[μF] 이다. 지락저항은 무시하며, 사용전압

      은 200[V], 주파수 60[Hz]인 경우 다음 각 물음에 답하시오.

 

[조건]

  ① ELB1에 흐르는 지락전류 Ig1은 약 822.74[mA] (Ig1=3×2πfCE에 의하여 계산)이다.

  ② 누전차단기는 지락시의 지락전류의 1/3에 동작 가능하여야 하며, 부동작 전류는 건전

      피더에 흐르는 지락전류의 2배 이상의 것으로 한다.

  ③ 누전차단기의 시설 구분에 대한 표시기호는 다음과 같다.

    O : 누전차단기를 시설하는 곳

    △ : 주택에 기계기구를 시설하는 경우에는 누전차단기를 시설할 곳

    □ : 주택 구내 또는 도로에 접한 면에 룸에어컨디셔너, 아이스박스, 진열장, 자동판매기

         등 전동기를 부품으로 한 기계기구를 시설하는 경우에는 누전차단기를 시설하는 것

         이 바람직하다.

   ※ 사람이 조작하고자 하는 기계기구를 시설하는 장소보다 전기적인 조건이 나쁜 장소

       에서 접촉할 우려가 있는 경우에는 전기적 조건이 나쁜 장소에 시설된 것으로 취급한다.

  (1) 도면에서 CVCF는 무엇인지 우리말로 그 명칭을 쓰시오. 정전압정주파수 전원공급장치

  (2) 건전피더 ELB2 에 흐르는 지락전류 Ig2는 몇 [mA]인가 ?

  (3) 누전차단기 ELB1, ELB2 가 불필요한 동작을 하지 않기 위해서는 정격감도전류 몇

       [mA] 범위의 것을 선정하여야 하는가 ?

  (4) 누전 차단기의 시설 예에 대한 표의 빈칸에 O, △, □를 표현하시오.

기계기구의 전로의 설치장소 대지전압	옥내		옥측		옥외	물기가 있는 장소
	건조한 장소	습기가 많은 장소	우선내	우선외
150[V] 이하	-	-	-	□	□	O
150[V] 초과 300[V] 이하	△	O	-	O	O	O

 

[답안작성]

  (2) 건전피더 ELB2 에 흐르는 지락전류 Ig2는 몇 [mA]인가 ?

 

(3) 누전차단기 ELB1, ELB2 가 불필요한 동작을 하지 않기 위해서는 정격감도전류 몇

    [mA] 범위의 것을 선정하여야 하는가 ?

  ① 부하 1에서 지락사고 발생시

 

  ② 부하 2에서 지락사고 발생시

 

20. ASS와 인터럽트 스위치

 ▣ 간이 수변전 설비에서는 1차측 개폐기로 ASS (Auto Section Switch)나 인터럽트

     스위치를 사용하고 있다. 이 두 스위치의 차이점을 비교 설명하시오.

  (1) ASS (Automatic Section Switch) : 무전압시 개방이 가능하고 과부하시 자동으로

      개폐할 수 있는 고장 구분 개폐기로 돌입전류 억제기능이 있다.

  (2) 인터럽트 스위치 : 수동 조작만 가능하고 과부하시 자동으로 개폐할 수 없고 돌입전류

       억제 기능을 갖고 있지 않으며 용량 300[kVA] 이하에서 ASS 대신에 주로 사용할고 있다.

 

21. 보호계전시스템 - 주보호와 후비보호

  ▣ 일반적으로 보호계전 시스템은 사고시의 오동작이나 부작동에 따른 손해를 줄이기 위해

      그림과 같이 주보호와 후비보호로 구성된다. 각 사고점 (F1, F2, F3, F4)별 주보호 및

      후비보호 요소들의 보호계전기와 해당 CB를 빈칸에 쓰시오.

 

사고점	주보호	후비보호
F1	OC1+CB1 and OC2+CB2	① OC12+CB12 and OC13+CB13
F2	② RDf1+OC4+CB4, OC3+CB3	③ OC1+CB1 and OC2+CB2
F3	④ OC4+CB4 and OC7+CB7	⑤ OC3+CB3 and OC6+CB6
F4	⑥ OC8+CB8	⑨ OC4+CB4 and OC7+CB7

 

22. 금속관의 명칭과 특징

 ▣ 아래 표에서 금속관 부품의 특징에 해당하는 명칭을 쓰시오

부품명	특 징
① 로크너트	관과 박스를 접속할 때 파이트 나사를 죄어 고정시키는데 사용되며 6각형과 기어형이 있다.
② 부싱	전선 관단에 끼우고 전선을 넣거나 빼는데 있어서 전선의 피복을 보호하여 전선이 손상되지 않게 하는 것으로 금속제와 합성수지제의 2종류가 있다.
③ 커플링	금속관 상호 접속 또는 관과 노멀밴드와의 접속에 사용되며 내면에 나사가 있으며 관의 양측을 돌리어 사용할 수 없는 경우 유니온 커플 링을 사용한다.
④ 새들	노출배관에서 금속관을 조영재에 고정시키는데 사용되며 합성수지 전선관, 가요전선관, 케이블 공사에도 사용된다.
⑤ 노멀밴드	배관의 직각 굴곡에 사용하며 양단에 나사가 나있어 관과 접속에는 커플링을 사용한다.
⑥ 링리듀서	금속관을 아웃렛 박스에 노크아웃에 취부할 때 노크아웃의 구멍이 관 의 구멍보다 클 때 사용된다.
⑦ 스위치박스	매입형의 스위치나 콘센트를 고정하는데 사용되며 1개용, 2개용, 3개 용 등이 있다.
⑧ 아웃렛박스	전선관 공사에 있어 전등기구나 점멸기 또는 콘센트의 고정, 접속함으로 사용되며 4각 및 8각이 있다.

 

23. 허용전압강하 및 전선의 굵기

 ▣ 3상 4선식 교류 380[V], 50[kVA] 부하가 변전실 배전반에서 270[m] 떨어져 설치되어 있다.

     허용전압강하는 얼마이며 이 경우 배전용 케이블의 최소 굵기는 얼마로 하여야하는지 계산하시오.

     단, 전압강하는 한국전기설비규정에 의거하며, 설비유형은 저압으로 수전하는 경우이다.

 (1) 허용 전압강하를 계산하시오.

   ▣ 전압강하율 = 5[%]+(270-100) × 0.005[%] =5.85 [%]

                        100[m]를 넘는 부분의 증가분이 0.85[%] dlamfh (0.5[%]를 넘으므로) 증가분은

                         0.5[%]까지만 적용한다. 따라서 적용 전압강하율 = 5+0.5 = 5.5[%]

    ∴ 전압강하 e = 380 × 0.055 = 20.9[V]

 (2) 케이블의 굵기를 선정하시오.