2020년 전기기사 기출문제풀이 - 1

 

1. 내선전공 직접 노무비 산정

▣ 건물의 보수공사를 하는데 32[W] × 2 매입하면 개방형 형광등 30등을 32[W] × 3

    매입루버형으로 교체하고, 20[W] × 2 팬던트형 형광등 20등을 20[W] × 2 직부

    개방형으로 교체하였다. 철거되는 20[W] × 2 팬던트형 등기구는 재사용할 것이다.

    천장 구멍 뚫기 및 취부테 설치와 등기구 보강작업은 계상하지 않으며, 공구손료 등을

    제외한 직접 노무비만 계산하시오.

    단, 인공계산은 소수점 셋째 자리까지 구하고, 내선전공 노임은 225,408원으로 한다.

    형광등 기구 설치

                                                                                                               (단위 : 등, 적용직종 내선전공)

종 별	직부형	팬던트형	반매입 및 매입형
10[W] 이하 × 1 20[W] 이하 × 1 20[W] 이하 × 2 20[W] 이하 × 3 20[W] 이하 × 4 30[W] 이하 × 1 30[W] 이하 × 2 40[W] 이하 × 1 40[W] 이하 × 2 40[W] 이하 × 3 40[W] 이하 × 4 110[W] 이하 × 1 110[W] 이하 × 2	0.123 0.141 0.177 0.233 0.323 0.150 0.189 0.223 0.277 0.359 0.468 0.414 0.505	0.150 0.168 0.215 - - 0.177 - 0.268 0.332 0.432 - 0.495 0.601	0.182 0.214 0.273 0.335 0.489 0.227 0.310 0.340 0.415 0.545 0.710 0.627 0.764

[해설]

 

[답안작성]

① 설치인공

  ▣ 매입루버형 32[W] × 3, 30등 (루버형 110[%])

    ⊙ 0.545 × 30 × 1.1 = 17.985

  ▣ 직부개방형 20[W] × 2, 20등

    ⊙ 0.177 × 20 = 3.54

② 철거 인공

  ▣ 매입 하면 개방형 32[W] × 2, 30등

    ⊙ 0.415 × 30 × 0.3 = 3.735

  ▣ 팬던트형 20[W] × 2, 20 등 (재사용)

    ⊙ 0.215 × 20 × 0.5 = 2.15

③ 총 소요인공 = 17.985 + 3.54 + 3.735 +2.15 = 27.41 [인]

④ 직접노무비 = 27.41× 225,408 = 6,178,433.28 [원]

 

3. 점멸스위치 연결

  ▣ 전등을 3개소에서 점멸하기 위하여 3로 스위치 2개와 4로 스위치 1개를 조합하는 경우

       이들의 계통도(실제 배선도)를 그리시오.

 

【 답안작성 】

 

3. 연선의 굵기 산정

 ▣ 소선의 직경이 3.2[㎜]인 37가닥의 연선을 사용할 경우 외경은 몇 [㎜]인가 ?

  【답안작성】

   N = 3n (n+1)+1 = 37 ∴ n = 3

   D = (2n+1) × d = 7 × 3.2 = 22.4 [㎜]

     ※ Core 1선은 소선수에는 포함되나 층수에는 포함되지 않는다.

 

4. 단상변압기 용량 산정

 ▣ 500[kVA] 단상 변압기 3대를 △-△ 결선의 1뱅크로 하여 사용하고 있는 변전소가 있다.

     지금 부하의 증가로 동일한 용량의 단상 변압기 1대를 추가하여 운전한다면 몇

     [kVA]로 공급할 수 있는가 ?

 

5. 2전력계법

 ▣ 그림과 같은 평형 3상 회로로 운전하는 유도전동기가 있다. 이 회로에 그림과 같이 2개의전력계

      W1, W2 전압계 ⓥ, 전류계 ⓐ 를 접속한 후 지시값은 W1 = 6[kW], W2 = 2.9[kW], V = 200[V], I = 30[A]이다.

 

(1) 이 유도전동기의 역률은 몇 [%]인가 ?

 

(2) 역률을 90[%]로 개선시키려면 몇 [kVA] 용량의 콘덴서가 필요한가 ?

 

(3) 이 전동기로 만일 매분 20[m]의 속도로 물체를 권상한다면 몇 [ton]까지 가능한가 ?

     단, 종합효율은 80[%]로 한다.

 

6. 피뢰기 설치장소

 ▣ 낙뢰나 혼촉사고 등에 의하여 이상전압이 발생하였을 때 선로와 기기를 보호하기 위하여

      피뢰기를 설치한다. 한국전기설비규정에 의해 시설해야 하는 곳을 3개소를 쓰시오.

  ① 발전소 · 변전소 또는 이에 준하는 장소의 가공전선 인입구 및 인출구

  ② 특고압 가공전선로에 접속하는 배전용 변압기의 고압측 및 특고압측

  ③ 고압 및 특고압 가공전선로로 부터 공급을 받는 수용장소의 인입구

  ④ 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳

 

7. 실지수

 ▣ 방의 가로 길이가 10[m], 세로 길이가 8[m], 방바닥에서 천장까지의 높이가 4.85[m]인 방에서

      조명기구를 천장에 직접 취부하고자 한다. 이 방의 실지수를 구하시오.

      단, 작업면은 방바닥에서 0.85[m]이다.

 

※ 실지수

기호	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
실지수	5.0	4.0	3.0	2.5 5/2	2.0 4/2	1.5 3/2	1.25 2.5/2	1.0 2.0/2	0.8 1.25/2	0.6 1.0/2
범위	4.5 이상	4.5 ~ 3.5	3.5 ~ 2.75	2.75 ~ 2.25	2.25 ~ 1.75	1.75~ 1.38	1.38 ~ 1.12	1.12 ~ 0.9	0.9 ~ 0.7	0.7 이하

 

8. 간이 수전설비도

  ▣ 다음 간이 수전설비도를 보고 물음에 답하시오.

 

(1) ASS의 LOCK 전류값과 LOCK 전류의 기능을 쓰시오.

   ① LOCK 전류값 : 800 [A] ± 10 [%]

   ② LOCK 전류의 기능

    ⊙ 정격차단전류 (900[A]) 이상의 고장 발생시 개폐를 보호하면서 전류가 LOCK 전류

       (800 [A] ± 10 [%]) 이상인 경우는 개폐기는 LOCK되며, 후비보호장치의 차단에

        의해 고장전류가 제거된 후 무전압 상태에서 ASS가 차단된다.

(2) LA 정격전압과 제1보호대상은 무엇인가 ?

   ① LA 정격전압 : 18 [kV]

   ② 제1보호대상 : 변압기

(3) PF(한류퓨즈)의 단점 2가지를 쓰시오.

   ① 재투입을 할 수 없다.

   ② 과전류에서 용단될 수 있다.

  (그 외)

   ③ 동작시간 - 전류특성을 계전기처럼 자유로이 조정할 수 없다.

   ④ 용단해도 차단되지 않는 전류 범위를 가진 것이 있다.

   ⑤ 차단시에 이상전압이 발생한다.

   ⑥ 고임피던스 접지계통의 지락보호는 불가능하다.

(3) 다음 빈칸에 알맞은 값을 작성하시오.

  "MOF의 과전류 강도는 기기 설치점에서 단락전류에 의하여 계산 적용하되, 22.9[kV]급

   으로서 60[A] 이하의 MOF 최소 과전류 강도는 전기사업자규칙에 의한 (① 75배)로 하

   고, 계산한 값이 75배 이상인 경우에는 ( ② 150배)를 적용하며, 60[A] 초과시 MOF의

   과전류 강도는 ( ③ 40배)로 적용한다.

(4) 고장점 F에 흐르는 3상 단락전류와 선간(2상) 단락전류를 구하시오.

  ① 3상 단락전류

 

  ② 선간(2상) 단락전류

 

【참 고】

  ▣ 내선규정(부록) 300-16, 전력수급용 계기용 변성기 (MOF) 과전류강도 - 적용기준

가. 계기용변성기 (MOF)

  ① MOF의 과전류 강도는 기기 설치점에서 단락전류에 의하여 계산 적용하되, 22.9[kV]

     급으로서 60[A] 이하의 MOF 최소 과전류 강도는 전기사업자 규격에 의한 75배로 하

     고, 계산한 값이 75배 이상인 경우에는 150배를 적용하며, 60 [A] 초과시 MOF의

     과전류 강도는 40배로 적용한다.

  ② MOF 전단에 한류형 전력퓨즈를 설치하였을 때는 그 퓨즈는 제한되는 단락전류를 기

      준으로 과전류 강도를 계산하여 상기 ①과 같이 적용한다.

  ③ 다만, 수요자 또는 설계자의 요구에 의하여 MOF 또는 CT 과전류 강도를 150배 이상

      요구한 경우에는 그 값을 적용한다.

나. 변류기 (CT)

  ⊙ CT의 과전류강도는 기기 설치점에서 단락전류에 대한 과전류 강도 계산값을 적용한다.

 

▣ ASS (Automatic Section Switch) : 자동고장 구분 개폐기

 ① ASS의 사용목적

    ⊙ ASS는 수용가 인입구에 설치되어 과부하 또는 고장전류가 발생할 경우 고장구간을 신

        속히 자동분리하여 고장이 계통에 파급되는 것을 방지하기 위한 목적으로 사용

② 적용범위

   ⊙ 22.9[kV-Y] 특고압 수용가의 책임분계점 구분개폐기 및 수전설비 보호장치로서 300

        [kVA] 초과 (이하 Int. SW) ~ 1,000[kVA] 이하 설치

③ 정격전류 특성(KEC 부록 표 A340-1-2 특고압수전설비기기 및 명칭과 일반적인 특성)

정격전압	정격전류	설치장소
25.8 [kV]	200[A]	▣ 22.9[kV-y] 전기사업자 배전계통에서 ⊙ 부하용량 4,000[kVA] 이하의 분기점 ⊙ 특수부하 2,000[kVA] 이하의 분기점 ⊙ 부하용량 7,000[kVA] 이하의 수전실 인입구
	400[A]	▣ 22.9[kV-y] 전기사업자 배전계통에서 ⊙ 부하용량 8,000[kVA] 이하의 분기점 또는 수전실 인입구 ⊙ 특수부하 4,000[kVA] 이하의 분기점 또는 수전실 인입구

④ 동작특성

 ⓐ 고장구간 자동분리

    ⊙ 배전선로에 설치된 R/C나 공급 변전소에 설치된 CB와 협조하여, 1회 순간 정전 후

        고장구간 자동 분리

 ⓑ 과부하 및 고장전류 검출

    ⊙ 900[A]의 차단능력을 가지고 있으며, 800[A] 미만의 과부하 및 이상전류에 대하여는

        자동 차단되어 과부하 보호기능을 가지고 있다.

    ⊙ 900[A] 이상의 고장전류가 검출되면 제어함에 의하여 개폐기는 LOCK 되고 제어장치

         의 기억장치로서 전원측의 보호차단기, 변전소차단기 또는 선로 R/C가 1회 순시동작

         하여 선로가 정전될 때 ASS는 무전압 상태에서 개방되어 고장점을 자동분리한다.

 

9. 축전지 용량

 ▣ 그림과 같은 방전특성을 갖는 부하에 필요한 축전지 용량은 몇 [Ah]인가 ?

     단, 방전전류 : I1 = 200[A], I2 = 300[A], I3 =150[A], I4 = 100 [A]

     방전시간 : T1 = 130[분], T2 = 120[분], T3 = 40[분], T4 = 5[분]

     용량환산시간 : K1 = 2.45, K2 = 2.45, K3 = 1.46, K4 = 0.45

     보수율은 0.7로 적용한다.

 

【답안작성】

 

10. 비오차

  ▣ 공칭 변류비가 100/5 [A]이다. 1차측에 250[A]를 흘렸을 때 2차에 10[A]가 흘렸을

       경우 비오차 [%]는 ?

 

11. 댐퍼

  ▣ ACSR 전선에 댐퍼를 설치하는 이유는 무엇인가 ? 진동방지

 

12. 지락계전기 DG

  ▣ 다음 그림은 변류기를 영상 접속시켜 그 잔류 회로에 지락계전기 DG를 삽입시킨 것이

       다. 선로전압은 66[kV], 중성점에 300[Ω]의 저항 접지로 하였고, 변류기의 변류비는

       300/5이다. 송전전력 20,000[kW], 역률 0.8(지상)이고, a상에 완전 지락사고가 발

       생하였다고 할 때 다음 각 물음에 답하시오.

 

(1) 지락계전기 DG에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 

(2) a상 전류계 A에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 

(3) b상 전류계 B에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 

(4) c상 전류계 C에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 

13. 차동계전기

 ▣ 그림과 같이 3상 △-Y 결선 30[MVA], 33/11[kV] 변압기가 차동계전기에 의하여

      보호되고 있다. 고장전류가 정격전류의 200[%] 이상에서 동작하는 계전기의 전류(ir)

      정정값을 구하시오. 단, 변압기 1차측 및 2차측 CT의 변류비는 각각 500/5[A].

       2000 / 5[A] 이다.

 

【답안작성】

 

[참고]

▣ 차동계전기 동작원리

 ① 정상상태

    ⊙ 1, 2차 변류기 2차 전류 ip, is 의 크기가 같아서 동작코일에는 전류가 흐르지 않는다.

 

② 발전기 또는 변압기 내부고장 발생시

  1,2차 변류기 1차 전류의 크기가 변하고 그에 따라 변류기 2차측 전류 ip, is 의 크기가

   변하게 되어 동작코일에는

 

14. 건축화 조명

 ▣ 설계자가 크기, 형상 등 전체적인 조화를 생각하여 형광등 기구를 벽면 상방 모서리에

      숨겨서 설계하는 방식으로 기구로 부터의 빛이 직접 벽면을 조명하는 건축화 조명을

      무슨 조명이라 하는가 ?

   답 : 코니스 조명

 

[참고] 건축전기설비 설계기준 제6장 조명설비 - 건축화 조명의 종류

 

15. 사무실 수전설비

  ▣ 3층 사무실용 건물에 3상 3선식의 6,000[V]를 200[V]로 강압하여 수전하는 설비이다.

       각종 부하설비가 표와같을 때 다음 물음에 답하시오. 참고자료도 이용하시오.

<동력부하 설비>

 

<조명 및 콘센트 부하설비>

 

[참고자료1] 변압기 보호용 전력퓨즈의 정격전류

상수	단상				3상
공칭전압	3.3[kV]		6.6[kV]		3.3[kV]		6.6[kV]
변압기 용량 [kVA]	변압기 정격전류[A]	정격전류[A]	변압기 정격전류[A]	정격전류[A]	변압기 정격전류[A]	정격전류[A]	변압기 정격전류[A]	정격전류[A]
5	1.52	3	0.76	1.5	0.88	1.5	-	-
10	3.03	7.5	1.52	3	1.75	3	0.88	1.5
15	4.55	7.5	2.28	3	2.63	3	1.3	1.5
20	6.06	7.5	3.03	7.5	-	-	-	-
30	9.10	15	4.56	7.5	5.26	7.5	2.63	3
50	15.2	20	7.60	15	8.45	15	4.38	7.5
75	22.7	30	11.4	15	13.1	15	6.55	7.5
100	30.3	50	15.2	20	17.5	20	8.75	15
150	45.5	50	22.7	30	26.3	30	13.1	15
200	60.7	75	30.3	50	35.0	50	17.5	20
300	91.0	100	45.5	50	52.0	75	26.3	30
400	121.4	150	60.7	75	70.0	75	35.0	50
500	152.0	200	75.8	100	87.5	100	43.8	50

 

[배전용 변압기의 정격]

 

[역률개선용 콘덴서의 용량 계산표(%)]

 

(1) 동계 난방 때 온수 순환 펌프는 상시 운전하고, 보일러용과 오일 기어 펌프의 수용율이

      60[%]일 때 난방 동력 수용 부하는 몇 [kW]인가 ?

          수용부하 P = 3 + 6.4 × 0.6 = 6.84 [kW]

(2) 동력 부하의 역률이 전부 80[%]라고 한다면 피상전력은 각각 몇 [kVA]인가 ?

     단, 상용동력, 하계동력, 동계동력별로 각각 계산하시오.

 

(3) 총 전기 설비용량은 몇 [kVA]를 기준으로 하여야 하는가 ?

    ▣ 32.25 + 65 + 77.3 =174.55 [kVA]

(4) 전등의 수용률은 70[%], 콘센트 설비의 수용률은 50[%]라고 한다면 몇 [kVA]의

     단상 변압기에 연결하여야 하는가 ? 단, 전화 교환기용 정류기는 100[%] 수용률로서

     계산 결과에 포함시키며 변압기 예비율(여유율)은 무시한다.

  ▣ 전등부하 : (1,040+1,120+45,100+600) × 10-3 × 0.7 = 33.5 [kVA]

  ▣ 콘센트 부하 : (12,000+440+3,000+3,600+2,400+7,200) × 10-3 × 0.5 = 14.32 [kVA]

  ▣ 기타 부하 : 800 × 10-3 = 0.8 [kVA]

  ▣ 합계 : 33.5 + 14.32 + 0.8 = 48.62 [kVA] 답 : 50 [kVA]

(5) 동력 설비부하의 수용률이 모두 60[%]라면 동력 부하용 3상 변압기의 용량은 몇

      [kVA]인가 ? 단, 동력부하의 역률은 80[%]로 하며 변압기의 예비율은 무시한다.

 

(6) 상기 건물에 시설된 변압기 총 용량은 몇 [kVA]인가 ?

      총 변압기 용량 : 50 +75 = 125 [kVA]

(7) 단상 변압기와 3상 변압기의 1차측의 전력퓨즈의 정격전류는 각각 몇 [A]의 것을

      선택하여야 하는가 ?

  ① 단상변압기 6.6[kV], 50 [kVA] 정격 전류 : 15 [A]

  ② 3상 변압기 6.6[kV], 75 [kVA] 정격 전류 : 7.5 [A]

(8) 선정된 동력용 변압기 용량에서 역률을 95[%]로 개선하려면 콘덴서 용량은 몇

      [kVA]인가 ?

  ▣ 동력용 변압기 역률 0.8에서 0.95로 개선하려면 표에서 Kη = 0.42

      ∴ 콘덴서 용량 Qc = 75 × 0.8 × 0.42 = 25.2 [kVA]

 

16. 변류기 과전류 강도

 ▣ 다음 변류기의 과전류 강도에 대하여 답하시오.

(1) 정격 과전류 강도 (Sn), 통전시간(t)일 때, 열적 과전류 강도(S)를 표시하는 식을 쓰시오.

 

(2) 기계적 과전류에 대하여 쓰시오.

  ▣ 변류기의 기계적 과전류는 정격과전류강도에 상당하는 1차 전류(실효값)의 2.5배에

       상당하는 초기 최대 순시값을 갖는 과전류를 흘려 이에 견디어야 한다.

 【참고】

  ▣ 내선규정 (부록) 300-16, 전력수급용 계기용변성기(MOF) 과전류 강도

      - 변류기의 과전류

 ① 열적 과전류

   ⊙ 변류기의 열적 과전류는 다음 식으로 계산하여 최종온도가 A종에서 250℃, B종에서

        350℃ 를 초과하는지를 다음 계산에 의하여 구한다.

       T = To + 0.008 δ

         여기서 T : 최종온도 [℃], To : 초기온도 [℃]

                      δ : 정격전류에 상당하는 1차 전류에 대한 1차 권선의 전류밀도 [A/㎟]

                      또한 정격과전류에 대한 초기온도는 아래 표의 값으로 한다.

정격전류강도 또는 정격과전류를 과전류 강도로 환산한 값	초기온도 [℃]
	A종	B종
40 이하	105	130
40 초과 75 이하	75	90
75 초과 150 이하	55	65
750 초과 300 이하	45	-

통전시간 t초간에서 정격 과전류강도 또는 과전류/정격 1차 전류 S는 다음 식으로 표시한다.

 

② 기계적 과전류

  ▣ 변류기의 기계적 과전류는 정격과전류강도에 상당하는 1차 전류(실효값)의 2.5배에

      상당하는 초기 최대 순시값을 갖는 과전류를 흘려 이에 견디어야 한다.