2001년 전기기사 기출문제 풀이

 

1. 계기용변압기의 퓨즈 설치

▣ 계기용 변압기 1차측 및 2차측에 퓨즈를 부착하는지 여부를 밝히고, 퓨즈를 부착하는

    경우에 그 이유를 간단히 설명하시오.

 (1) 여부 : 1차측과 2차측에 퓨즈를 설치한다.

 (2) 이유 : 계기용 변압기 2차 부하의 단락 및 과부하 또는 계기용 변압기 단락시 퓨즈가

              차단되어 사고가 확대되는 것을 방지한다.

 

2. 저항 측정 방법 및 측정계기

 (1) 굵은 나전선의 저항 : 캘빈 더블 브리지

 (2) 수천옴의 가는 전선의 저항 : 휘스톤 브리지

 (3) 전해액의 저항 : 콜라우시 브리지

 (4) 옥내 전등선의 절연저항 : 메거

<측정계기>

  ▣ 캘빈더블 브리지 : 1[Ω] 이하 정밀 저항 측정

  ▣ 휘스톤 브리지 : 1[Ω] ~ 1M[[Ω] 등 고저항 측정

  ▣ 콜라우시브리지 : 전해액의 전도도 능력을 측정

  ▣ 메거 : 절연저항 측정기

 

3. 옥내 배선공사

 ▣ 저압 배선공사중 캡타이어 케이블의 사용구분에 따라 답안지의 표를 ○, △, X로

     구분하여 표시하시오.

   단, ○ : 사용할 수 있다.

       △ : 노출장소 또는 점검할 수 있는 은폐장소에서만 사용할 수 있다.

       X : 사용할 수 없다.

전선의 종류	시설장소	옥내		옥측, 옥외
	사용전압	400[V] 이하	400[V] 초과	400[V] 이하	400[V] 초과
비닐절연 비닐 캡타이어 케이블		△	X	△	X
고무절연 클로로프렌 캡타이어 케이블		O	O	O	O

 

4. 변압기 병렬운전 조건

 ① 극성이 같을 것

 ② 권수비가 같을 것

 ③ 각 변압기의 내부저항과 리액턴스비가 같을 것

 ④ 각 변압기의 임피던스전압이 같을 것

 

5. 계전기용 오차계급 C800의 의미

 ① 800 : 2차 단자전압 (V=Z × I × n)

            (2차 정격전류(5A)의 20배 전류 100[A]가 흐를 때의 전압)

 ② 부담 (Burden)

   ▣ 변류기의 2차측 단자 혹은 3차측 단자에 접속되는 부하 임피던스

   ▣ 변류기에 정격 2차 전류를 흘렸을 때 부하 임피던스에 소비되는 피상전력

       부담[VA] = I2 · Z = (2차 정격전류)2 × 임피던스

 

6. MCC(Motor Control Center)의 기기구성에 대한 대표적인 장치를 3가지만 쓰시오.

   ▣ 기동장치, 제어 및 보호장치, 차단장치

 

7. 콘덴서의 제5고조파 제거 대책

   ▣ 콘덴서 용량의 이론상 4[%], 실제상 6[%] 정도의 직렬리액터를 설치한다.

 

8. 전동기 보호용 차단기의 보호계전기 동작요소

  ① 단일전류 요소   ② 단일 전압 요소   ③ 전압, 전류 요소   ④ 2전류 요소

 

9. 차단기 차단용량

 ▣ 그림과 같은 단선계통도를 보고 다음 각 물음에 답하시오. 단, 한국전력측의 전원용량은

     500,000[kVA]이고, 선로손실 등 제시되지 않은 조건은 무시하기로 한다.

 

수전설비도

  (1) CB - 2 의 정격을 계산하시오. 단 차단용량은 [MVA]로 표기하시오.

  (2) 기기 - A 의 명칭과 기능을 설명하시오.

 

【문제 풀이】

 <사전에 숙지해야 할 사항>

  ▣ 한전측 전원용량은 단락용량(Ps)을 의미한다.

  ▣ 한전측 전원용량 즉 단락용량이 주어지고 변압기의 정격용량이 주어졌으므로

      한전측 즉 변압기 1차측의 %임피던스를 구할 수 있다.

      즉, %Z = Pn / Ps × 100 [%] 이다.

 

[답안작성]

 (1) CB - 2 의 정격을 계산하시오. 단 차단용량은 [MVA]로 표기하시오.

  ▣ 풀이절차

    ① 선로의 합성 %Z를 구한다. ② %임피던스를 이용하여 단락전류를 구한다.

    ③ 차단기의 용량 Ps = √3 Vn · Is 식을 이용하여 차단용량을 구한다.

    ① 먼저 전원측 차단용량을 이용하여 선로의 %임피던스를 구해 보자.

 

  ② 선로의 합성 임피던스를 구해 보자.

     %ZT = %ZG + %ZTr = 0.6 + 6 = 6.6 [%]

  ③ 차단기의 차단용량을 구해 보자.

    ▣ 차단기의 용량산정은 2가지 방법으로 구할 수 있다.

     ⊙ 1번방법 : Ps =100 / %Z × Pn [MVA]

     ⊙ 2번방법 : Ps = √3 Vn · Is [MVA]

 

 (2) 기기 - A 의 명칭과 기능을 설명하시오.

   ▣ 명칭 : 중성점 접지 저항기

   ▣ 기능 : 지락사고시 지락전류의 억제 및 건전상의 이상전압 상승 억제

 

10. 고조파 억제 대책 3가지

  ① 전력변환장치의 펄스수를 크게 한다.

  ② 고조파 필터를 사용하여 제거한다.

  ③ 전력용 콘덴서에는 직렬리액터를 설치한다.

 

11. 주어진 전기용어를 간단히 설명하시오.

  ① 뱅크(Bank) : 전로에 접속된 변압기 또는 콘덴서의 결선상 단위

  ② 수구(受口) : 소켓, 리셉터클, 콘센트 등의 총칭

  ③ 한류퓨즈(Fuse) : 단락전류를 신속히 차단하며 또한 흐르는 단락전류의 값을 제한하는

                            성질을 가지는 퓨즈

  ④ 접촉전압 : 사람이나 동물 등이 도전부에 접촉할 경우 작용하는 전압

 

12. 연축전지와 알칼리축전지 비교

구 분	연축전지	알칼리축전지	비고
공칭전압	2.0 / Cell	1.2 / Cell	수치로 표현
과충전에 대한 전기적 강도	약	강	강, 약 으로 표기
수명	짧다	길다	길다, 짧다로 표현

13. 심야전력기기 배선

▣ 내선규정 4145-2 심야전력기기 배선

  ① 일반부하와 심야전력부하를 공용하는 부분의 전선은 다음 계산식에 의하여 산출한 값

      이상의 허용전류를 가지는 것이어야 한다.

     I = I1 + I0 × 중첩률

     I : 일반부하와 심야전력부하를 공용하는 부분의 허용전류

     I1 : 심야전력부하의 부하전류 I0 : 일반부하의 부하전류

  ② 배선은 금속관공사, 합성수지관공사, 금속제가요전선관공사, 또는 케이블 공사 중

      어느 하나에 의할 것

    ▣ 내선규정 4145-3 심야전력기기 인입구장치의 시설

      ① 정액제

 

심야전력 정액제

   ② 종량제

 

심야전력 종량제

   ③ 정액제·종량제 병용

 

심야전력 종량, 정액 병용

14. 특고압 수전 설비의 표준 결선도

 

♠ CB형 (CB 1차측에 CT를, CB 2차측에 PT를 설치하는 경우)

 

 ▣ 이 수전방식은 아래 그림과 같이 지락 계전기, 과전류 계전기와 차단기(CB)의 조합에

     의해 과부하, 단락 등의 고장 보호를 구성하는 형태이다.

     여기서 차단기는 회로에 전류가 흐르고 있는 상태에서 그 회로를 계폐한다든지, 또는

     차단기 부하측에서 단락사고 및 지락사고가 발생했을 때 신속히 회로를 차단할 수 있는

     능력을 갖춘 기기이다. 일반적으로 계약전력 500[kW] 이상인 수용가 및 500[kW]

     미만일지라도 완전한 보호를 하고자 하는 경우에 적용하고 있다.

 

수전설비 표준결선도

     ※ LS : Line Switch : 선로 개폐기

​

 ① 22.9[kV-Y] 1,000[kVA] 이하인 경우에는 특고압 간이수전설비 결선도에 의할 수 있다.

 ② 결선도 중 점선 박스 내의 부분은 예시용이다.

 ③ 차단기의 트립전원은 직류(D.C) 또는 콘덴서 방식(CTD)이 바람직하며, 66[kV] 이상

     의 수전설비에는 직류(DC)이어야 한다.

 ④ LA용 DS는 생략할 수 있으며, 22.9[kV-Y]용 LA는 Disconnector (또는 Isolator)

     붙임형을 사용하여야 한다.

 ⑤ 인입선을 지중선으로 시설하는 경우에 공동주택 등 고장시 정전피해가 큰 경우는 예비

     지중선을 포함하여 2회선으로 시설하는 것이 바람직하다.

 ⑥ 지중 인입선의 경우에 22.9[kV-Y] 계통은 CNCV-W 케이블(수밀형) 또는 TR CNCV-W(트리억제형)을 

    사용하여야 한다. 다만, 전력구 · 공동구 · 덕트 · 건물구내 등 화재의 우려가 있는 장소에서는

    FR CNCO - W (난연) 케이블을 사용하는 것이 바람직하다.

 ⑦ DS 대신 자동고장구분 개폐기 (7000[kVA] 초과시에는 Sectionalizer)를 사용할 수

     있으며 66[kV] 이상의 경우는 LS를 사용하여야 한다.

 

15. 승률 (전력량계)

  ▣ 승률 = CT비 × PT비

    예) 변압비 220 / 110, CT비 300/5 일 때 승률은 ?

         승률 = CT비 × PT비 = 220/110 × 300/5 = 120

 ▣ 전력계의 측정

   ⊙ 적산전력계 측정값

      ◈ 한 시간 동안 원판이 회전하는데 걸리는 시간을 전력으로 환산한 값

 

16. 전력퓨즈

 (1) 퓨즈의 기능을 크게 2가지로 대별하여 간단하게 쓰시오.

   ▣ 부하전류는 안전하게 통전한다.

   ▣ 어떤 일정값 이상의 과전류는 차단하여 전로나 기기를 보호한다.

 (2) 다음 표의 개폐기의 기능비교표의 관계(동작)되는 해당란에 O표 하시오.

능력 기능	회로분리		사고차단
	무부하	부하	과부하	단락
퓨즈	O			O
차단기	O	O	O	O
개폐기	O	O	O
단로기	O
전자접촉기	O	O	O

(3) 퓨즈의 성능(특성) 3가지를 쓰시오.

   ▣ 용단특성, 단시간 허용특성, 전차단 특성