2019년 전기기사 기출문제 풀이

1. 스폿네크워크(Spot Network) 수전방식

가. 수전네트워크 방식이란 : 배전용 변전소로 부터 2회선 이상의 배전선으로 수전하는

    방식으로 배전선 1회선에 사고가 발생한 경우일지라도 건전한 회선으로 부터 자오적

    으로 수전할 수 있는 무정전방식으로 신뢰도가 매우 높은 방식이다.

나.네트워크 변압기

 

② 과투하특성

  ⊙ 1회선 사고시 공급에 지장을 주지 않아야 한다.

  ⊙ 85[%] 부하 연속 운전 후 130[%] 부하로 8시간 과부하 운전이 년 3회 가능해야 한다.

다. 스폿네트워크방식의 특징

  ① 무정전 전원공급이 가능한다.

  ② 기기의 이용율이 높다.

  ③ 전압변동율이 적다.

  ④ 전력손실이 감소한다.

  ⑤ 부하증가에 따른 적응성이 우수하다.

  ⑥ 2차 변전소 수량을 줄일 수 있다.

  ⑦ 전등, 전력의 일원화가 가능하다.

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2. 점광원의 광도 계산

  ⊙ 그림과 같이 광원의 전광속이 18,500[lm] 일 때, 다음 물음에 답하시오.

 

  가. 광원의 광도[cd]를 구하시오.

  나. A점의 수평면 조도[lx]를 구하시오.

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【 문제풀이 】

 < 사전에 숙지해야 할 사항>

   ▣ 광도 : 어떤 방향에서 바라 본 입체각 당 광속 밀도

 

  【답안작성】

가. 광원의 광도[cd]를 구하시오.

  ▣ 점광원의 광도는 광원에서 나오는 전체 광속을 구의 입체각 4π 로 나누어 산정한다.

 

  나. A점의 수평면 조도[lx]를 구하시오.

 

※ 광속이 모두 입체각 부분으로만 향하는 것이 아니라 확산되므로 구광원의 광속으로 간주

   할 수 있으며, 일반적으로 광원의 크기의 10배 이상의 거리에서는 이 광원을 점광원으로

   보고 계산하여도 무방하다.

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3. 태양광발전의 장점(4)과 단점(2)

가. 장점

  ① 에너지원이 청정, 영구적이다.

  ② 필요한 장소에서 필요한 발전이 가능하다.

  ③ 유지보수가 용이하며 무인화가 가능하다.

  ④ 확산광(산란광)도 이용할 수 있다.

나. 단점

  ① 에너지 밀도가 낮아 큰 설치면적 필요

  ② 비가 오거나 흐린 날씨에는 발전능력 저하

  ③ 전력생산량이 지역의 일사량에 의존

  ④ 설치장소가 한정적이이며 고가이다.

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4. 진공차단기 (VCB : Vacuum Circuit Breaker) 특징 3가지

   ① 차단성능이 우수하고 차단시간이 짧다.

   ② 수명이 길다.

   ③ 기름이 사용되지 않아 화재에 대한 안전성이 우수하다.

[장점]

  ① 차단성능이 우수하고 차단시간이 짧다 (전류 차단 후의 절연회복이 크므로)

  ② 수명이 길다.

  ③ 기름을 사용하지 않아 화재에 대한 안전성이 우수하다.

  ④ 소형 경량이다.

  ⑤ 완전밀봉형으로 안전하며 소음도 적다.

[단점]

  ① 개폐서지가 발생한다.

  ② 진공도 열화판정이 곤란하다.

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5. 접지저항 측정방법 2가지

  ① 어스 테스터 (접지저항 측정기)에 의한 접지저항 측정법

  ② 콜라우시 브리지에 의한 3극 접지저항 측정법

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6. 자가용 전기설비에 발전시설이 구비되어 있을 경우 자가용 수용가에 설치되어야 할 계전

   기는 어떤 계전기인가 ? 5가지를 작성하시오.

  ① 과전류 계전기

  ② 주파수 계전기

  ③ 부족전압 계전기

  ④ 비율차동 계전기

  ⑤ 과전압 계전기

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7. 수용가설비의 전압강하

  ▣ 다른 조건을 고려하지 않는다면 수용가설비의 인입구로 부터 기기까지의 전압강하는

      다음 표값 이하여야 한다. 따라서 아래의 표를 채우시오.

                                        수용가 설비의 전압 강하

설비의 유형	조명[%]	기타 [%]
A - 저압으로 수전하는 경우	① 3	③ 5
B - 고압으로 수전하는 경우	② 6	④ 8
가능한 한 최종회로 내의 전압강하가 A 유형의 값을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 사용자의 배전설비가 100[m]를 넘는 부분의 전압강하는 미터당 0.005[%] 증가할 수 있으나 이러한 증가분은 0.5[%]를 넘지 않아야 한다.

8. 영상전류 검출방법

 ▣ 지락사고시 계전기가 동작하기 위하여 영상전류를 검출하는 방법 3가지

   ① ZCT (영상변류기)에 의한 검출

   ② Y결선의 잔류회로에 의한 검출 (CT 3대 이용)

   ③ 3차 권선부 CT를 이용한 검출 (3차 영상분로의 영상전류 검출)

 (그외)

   ④ 변압기 중성점 접지회로 전류 검출

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9. VCB 변압기의 SA 설치여부

 ▣ 다음은 전압등급 3[kV]인 SA의 시설 적용을 나타낸 표이다. 빈칸에 적용 또는 불필요

     를 구분하여 쓰시오.

2차보호기기 차단기종류	전동기	변압기			콘덴서
		유입식	몰드식	건식
VCB	① 필요	② 불필요	③ 필요	④ 필요	⑤ 불필요

※ 내선규정 3260-3 서지흡수기의 적용

차단기 종류		VCB
전압등급
2차 보호기기		3[kV]	6[kV]	10[kV]	20[kV]	30[kV]
전동기		적용	적용	적요	-	-
변압기	유입식	불필요	불필요	불필요	불필요	불필요
	몰드식	적용	적용	적용	적용	적용
	건식	적용	적용	적용	적용	적용
콘덴서		불필요	불필요	불필요	불필요	불필요
변압기와 유도기기와의 혼합사용시		적용	적용	-	-	-

10. 기기의 명칭과 기능을 쓰시오.

  ① 22.9[kV] 측의 DS의 정격전압[kV]은 ? 25.8[kV]

  ② MOF의 기능을 쓰시오. : 고전압, 대전류를 저전압, 소전류로 변성하여 전력량계에 공

      급한다.

  ③ CB의 기능을 쓰시오. : 부하전류 개폐 및 단락전류와 같은 고장전를 차단한다.

  ④ 22.9[kV] 측의 LA 정격전압은 18[kV] - 수용가측

  ⑤ VS : 전압계용전환개폐기 - 1개의 전압계로 3상 전압을 측정하기 위한 개폐기

  ⑥ AS : 전류계용전환개폐기 - 1개의 전류계로 3상 전류를 측정하기 위한 개폐기

  ⑦ PF : 전력퓨즈

    ◈ 부하전류는 안전하게 통전한다.

    ◈ 일정치 이상의 과전류는 차단하여 전로나 기기를 보호한다.

    ◈ 단락전류 차단을 목적으로 한다.

  ⑧ ZCT : 영상변류기 : 지락사고시 흐르는 영상전류(지락전류)를 검출하는 것으로 지락계

      전기(GR)와 조합하여 차단기를 차단시켜 사고 범위 확산 방지

  ⑨ GR : 지락계전기 : 지락사고시 동작하는 계전기로서 영상전류를 검출하는 영상변류기

      (ZCT)와 조합하여 사용한다.

  ⑩ SC : 전력용콘덴서 : 부하의 역률개선

  ⑪ 3.3[kV] 측 CB에 적힌 600[A]는 무엇을 의미하는가 ? 차단기 정격전류

  ⑫ OS의 명칭을 쓰시오 : 유입개폐기

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12. 지중전선로의 장단점 3가지

가. 장점

  ① 동일 루트에 다회선이 가능하여 도심지역에 적합

  ② 외부 기상여건의 영향이 거의 없음

  ③ 설비의 단순고도화로 보수업무가 비교적 적음

 (그 외)

  ④ 차폐케이블을 사용하여 유도장해 경감

  ⑤ 지하시설로 설비 보안유지 용이

  ⑥ 쾌적한 도심환경 조성

  ⑦ 충전부 절연으로 안정성 확보

나. 단점

  ① 고장점 발견 및 복구가 어렵다.

  ② 발생열의 냉각장해로 가공전선에 비해 송전용량이 작음

  ③ 설비구성상 신규 수요 대응 탄력성 결여

 <그외>

  ④ 외상사고, 접속개소, 시공불량에 의한 영구사고 발생

  ⑤ 건설기간이 길고 건설비용이 고가이다.

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13. SR (Serial Reactor) 직렬 리액터의 설치목적 : 페란티 현상 방지

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14. 345[kV] GCB에 내장된 BCT의 오차계급은 C800이다. 부담은 몇 [VA]인가 ?

  ▣ C800이란 ? 2차측 전류의 20배 즉 5[A]의 20배 : 50[A] × 20 = 100[A]가

      흐를 때 전압이 800[V]라는 것을 의미한다.

 

15. 변압기 병렬운전 조건 4가지

  ① 극성이 같을 것

  ② 정격전압 및 권수비가 같을 것

  ③ 각 변압기의 퍼센트 임피던스 전압이 같을 것

  ④ 각 변압기의 저항과 리액턴스비가 같을 것

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16. 분전반 설치

 가. 분전반은 각 층마다 설치한다.

 나. 분전반은 분기회로의 길이가 (① 30[m]) 이하가 되도록 설계하며, 사무실 용도인 경우

      하나의 분전반에 담당면적은 일반적으로 1,000[㎡] 내외로 한다.

 다. 1개 분전반 또는 개폐기함 내에 설치할 수 있는 과전류 장치는 예비회로 (10~20%)를

     포함하여 42개 이하 (주개폐기 제외)로 하고 이 회로수를 넘는 경우는 2개의 분전반으

     로 분리하거나 (②자립형) 으로 한다. 다만, 2극, 3극 배선용 차단기는 과전류장치 소자

     수량의 합계로 계산한다.

 라. 분전반의 설치높이는 긴급시 도구를 사용하거나 바닥에 앉지 않고 조작할 수 있어야 하

      며, 일반적으로는 분전반 상단을 기준하여 바닥 위 (③ 1.8)m로 하고, 크기가 작은 경

     우는 분전반의 중간을 기준하여 위 (④ 1.4)로 하거나 하단을 기준으로 하여 바닥 위

     (⑤ 1.0)m 정도로 한다.

 마. 분전반과 분전반은 도어의 열림 반경 이상으로 이격하여 안전성을 확보하고, 2개 이상

     의 전원이 하나의 분전반에 수용되는 경우에는 각각의 전원 사이에는 해당하는 분전반

    과 동일한 재질로 (⑥ 격벽)을 설치해야 한다.

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17. 감리원은 설계도서 등에 대하여 공사계약문서 상호간의 모순되는 사항, 현장 실정과 부

     부합여부 등 현장 시공을 주안으로 하여 해당 공사 시작전에 검토하여야 한다. 검토하여

     야할 사항 3가지를 쓰시오.

  ① 현장 조건과 부합여부

  ② 시공의 실제 가능여부

  ③ 다른 사업 또는 다른 공정과의 상호부합 여부

<그외>

  ④ 설계도면, 설계설명서, 기술계산서, 산출내역서 등의 내용에 대한 상호일치 여부

  ⑤ 설계도서의 누락, 오류 등 불명확한 부분의 존재여부

  ⑥ 발주자가 제공한 물량내역서와 공사업자가 제출한 산출내역서의 수량 일치 여부

  ⑦ 시공상의 예상문제점 및 대책 등

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18. CT 비오차

 가. 비오차란 ?

  ▣ 공칭변류비와 측정변류비와의 차이를 측정변류비에 대한 백분율로 나타낸 것으로

      변류비 오차를 나타낸다.

  ▣ 비오차의 공식

 

19. 도로 조명 기구의 높이(H) 및 간격

조명기구의 종류	Cutoff 형 (상향광 차단형)		Semi Cutoff형 (상향광 준 차단형)		Non Cutoff형 (상향광 비 차단형)
조명기구 형태	​ ​				​
수직각 90˚이상 배광분포	90˚에서 총 광량의 2.5% 이하		90˚에서 총 광량의 5% 이하		제한없음
높이및간격 배열	H	S	H	S	H	S
한쪽 배열	1.0W 이상	3H 이하	1.2W 이상	3.5H 이하	1.4W 이상	4H 이하
지그재그배열	0.7W 이상	3H 이하	0.8W 이상	3.5H 이하	0.9W 이상	4H 이하
마주보기 및 중앙배열	0.5W 이상	3H 이하	0.6W 이상	3.5H 이하	0.7W 이상	4H 이하

▣ 운전자 눈부심을 제한하는 정도에 따른 조명기구 형식의 분류

 ① 풀컷오프 (Full-Cut off)형

  ⊙ 컷오프형 중에서 수평면 위쪽으로의 배광이 0이 되도록 제한한 배광방식

  ⊙ 조명기구 배광 분포상의 수직각 90˚ 또는 그 이상에서 발생하는 1000[lm]당 광도가

      0[cd]가 되는 조명기구이다. 수직각 80˚에서의 광도는 1000[lm] 당 100[cd]이하가

      되며, 매우 엄격한 상향광의 제한으로 눈부심관 산란광에 의한 빛 공해를 억제하도록

      하도록 한 기구이다.

 ② 컷오프 (Cut-off)형

   ⊙ 주행하는 차량의 운전자에 대하여 눈부심을 주지 않도록 눈부심을 제한한 배광방식

   ⊙ 조명기구 배광 분포상의 수직각 90˚에서 발생하는 1000[lm] 당 광도가 25[cd]이하인

       조명기구이다. 수직각 80˚에서의 광도는 1000[lm]당 100[cd] 이하로 제한되며,

       풀컷오프형 보다는 수직각 90˚ 방향 또는 그 이상의 광도제한을 다소 완화한 배광이다.

 ③ 세미컷오프(Semi-Cut off)형

   ⊙ 컷오프형 보다 눈부심을 비교적 완화시켜 적용한 배광방식

   ⊙ 조명기구 배광분포상 수직각 90˚ 또는 그 이상에서 발생하는 1000[lm]당 광도가 50

       [cd] 이하인 조명기구이며 수직각 80˚에서의 1000[lm] 당 200[cd]이하로 제한된다.

 

▣ 보수율(유지율) = 1 / 감광보상률

 ⊙ 조명 설계에 있어서 신설했을 때 조도(초기조도)와 램프교체와 조명기구 청소직전의

     조도(대상물의 최저조도)와 사이의 비를 말한다. 즉, 설계상 조도는 이 보수율을 감안하

     여 초기조도를 높게 한다.

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20. 오차, 오차율, 보정, 보정율​

 ▣ 전압 1.0183[V]를 측정하는데 측정값이 1.0092[V]이었다. 이 경우의 다음 각 물음에

     답하시오. 단, 소수점 이하 넷째 자리까지 구하시오.

   (1) 오차   (2) 오차율   (3) 보정(값)   (4) 보정률

 

21. 변압기 시험

  ▣ 변압기 단락시험을 하고자 한다. 그림을 보고 다음 각 물음에 답하시오.

 

(1) KS를 투입하기 전에 전압조정기(SVR) 핸들은 어디에 위치시켜야 하는가 ?

   ▣ 전압이 0[V]가 되도록 위치시킨다.

(2) 시험할 변압기를 사용할 수 있는 상태로 두고, 슬라이닥스의 핸들을 서서히 돌려

    전류계의 지시값이 (1차 정격전류)와 같게 될 때 까지 전압을 가한다. 이 때 어떤 전류

    가 전류계에 표시되는가 ? 1차 정격전류

(3) 슬라이닥스 핸들을 서서히 돌려 전압을 인가하여 단락시험을 하였다. 이 때 전압계의

    지시값을 (임피던스)전압, 전력계의 지시값을 (임피던스) 와트라 한다. ( )에 공통으로

    들어갈 말은 ? 임피던스

(4) %임피던스는 (교류전압계의 지시값) / (1차 정격전압) × 100[%] 이다. ( )안에

    들어갈 말은 ? 1차 정격전압

※ 변압기 시험

① 단락시험 : 임피던스 와트(동손), 임피던스 전압

   ▣ 임피던스 전압 : 변압기 2차측(저압측) 단락후 1차측(고압측)에 전압을 가하여 1차

       단락전류가 1차 정격전류와 같게 되었을 때, 전압계가 지시하는 값 [V]

   ▣ 임피던스 와트 (동손) : 임피던스 전압 측정시, 전력계가 지시하는 값 [W]

 ② 무부하 시험 : 철손, 여자전류

   ▣ 철손 : 인가전압을 조정하여 변압기 1차측(저압측) 전압이 정격전압과 같게 되었을 때

              교류전력계가 지시하는 값 [W]

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22. 구형 글로브 중심의 광도 계산

 ▣ 반사율 ρ, 투과율 τ, 반지름 r인 완전 확산성 구형 글로브 중심의 광도 I의 점광원을 켰을

     때, 광속 발산도 R[rlx]의 계산식을 작성하시오.

 

23. 가스절연 변전소의 5가지 특징

  ① 소형화할 수 있다.

  ② 충전부가 완전히 밀폐되기 때문에 안정성이 높다.

  ③ 대기중의 오염물의 영향을 받지 않기 때문에 신뢰도가 높다.

  ④ 소음이 적고 환경조화를 기할 수 있다.

  ⑤ 육안점검이 불가능하여 사고 조기발견이 어렵다.

    ▣ SF6 가스절연변전소

       ⊙ 종래의 대기절연방식을 대신하여 SF6 가스를 사용한 밀폐방식의 가스절연개폐설비

           (GIS)를 추제로 한 축소형 변전소

   ▣ GIS (Gas Insulation Switchgear) 설비 특징

장 점	단 점
① 대기절연을 한 것에 비해 현저하게 소형화할 수 있다. ② 충전부가 완전히 밀폐되기 때문에 안정성이 높 다. ③ 대기중의 오염물의 영향을 받지 않기 때문에 신 뢰도가 높다. ④ 소음이 적고 환경조화를 기할 수 있다. ⑤ 밀폐형으로 열화, 마모가 적어 보수주기가 길어 진다. ⑥ 공장조립이 가능하여 설치공사 기간이 단축된 다.	① 육안점검의 불가능·사고 조기발견의 어려움 ② 내부점검, 부품교환이 번거롭다. ③ SF6 가스의 누설 및 압력저하 감시 필요 ④ 한랭지, 산악지방에서는 액화 방지 대책 필요 ⑤ 환경오염 : 지구온난화 문제 ⑥ 단로기 조작시 무부하 충전으로 개폐서지 발생 ⑦ GIS의 정전용량과 PT의 비선형 인덕턴스에 의해 철공진 발생 ​ ​ ​

24. 콘덴서 돌입전류

▣ 제3고조파의 유입으로 인한 사고를 방지하기 위하여 콘덴서 회로에 콘덴서 용량의

    11%인 직렬 리액터를 설치하였다. 이 경우 콘덴서의 정격전류(정상시 전류)가

    10[A]라면 콘덴서 투입시의 전류는 몇 [A]가 되겠는가 ?

  ⊙ 콘덴서 회로에 직렬리액터를 설치할 경우 과도 돌입전류

 

25. 피뢰기의 접지저항

▣ KEC 341.14. 피뢰기의 접지

  ⊙ 고압 및 특고압의 전로에 시설하는 피뢰기 접지저항 값은 10[Ω] 이하로 하여야 한다.

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26. 기준충격절연강도 (BIL : Basic Impulse Insulation Level)

  ▣ 주어진 조건을 참조하여 다음 각 물음에 답하시오.

[조건]

  차단기 명판 (Name Plate)에 BIL 150[kV], 정격차단전류 20[kA], 차단시간 8사이클,

  솔레노이드(Solenoid)형 이라고 기재되어 있다. 단, BIL은 절연계급 20호 이상의 비유효

  접지계에서 계산하는 것으로 한다.

   (1) BIL은 무엇인가?

   (2) 차단기의 정격전압은 몇 [kV]인가 ?

   (3) 이 차단기의 정격 차단용량은 몇 [kVA]인가 ?

[답안 작성]

   (1) BIL이란 ? Basic Impulse Insulation Level : 기준충격절연강도

   (2) 차단기의 정격전압은 몇 [kV]인가 ?

 

27. 계전기용 변류기는 차단기의 전원측에 설치하는 것이 바람직하다. 무슨 이유인가 ?

   ▣ 보호범위를 넓히기 위하여

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28. 차단기 정격전압 및 정격차단시간

▣ 우리나라 차단기의 정격전압과 차단시간

공칭전압 [kV]	6.6	22.9	66	154	345	765
정격전압 [kV]	7.2	25.8	72.5	170	362	800
정격차단시간[C/S] (Cycle은 60Hz 기준)	5	5	5	3	3	2

▣ 차단기의 차단시간 : 개극시간과 아크시간의 합