아낌없이 주는 나무

♠ 모선보호 계전방식

▣ 다음은 모선보호 계전방식을 도면화한 것이다. 이 도면을 보고 다음 각 물음에 답하시오.

(1) 점선안의 계전기 명칭은 ?   비율차동계전기

(2) A, B, C 코일의 명칭을 쓰시오.

      A : 억제코일          B : 억제코일            C : 동작코일

(3) 모선고장 시 코일 C의 전류 ic 는 어떻게 표현되는가 ?

[참고] 모선보호 계전방식

가. 모선보호 계전방식 종류

    ▣ 전류차동방식 (과전류 차동 방식, 비율차동방식), 전압차동방식, 위상비교 방식,

        공심 변류기 방식 등

나. 전류 차동방식

① 사고가 없을 때 : 계전기는 동작하지 않는다.

② 내부 고장시 (모선 고장 시) : 계전기가 동작한다.

③ 외부고장시

  ▣ 사고선로 CT에는 나머지 선로의 고장전류 합에 해당하는 고장전류가 흘러 CT가

       포화되지 않는다면 OCR의 전류는 서로 상쇄되어 동작하지 않는다.

  ▣ 만일 외부 고장이 클 경우 사고선로의 CT가 포화되어 OCR에는 오차 전류가 흘러

      오동작 할 수 있다

  ※ 자기용량을 구할 때 e2는 정격전압 220[V]를 적용해도 되고 V2 - V1= 200[V]를

     적용해도 되므로 모두 정답 처리된다. 모두다 적용 가능하다.

​

【해설 】

 ▣ 단권변압기 승압용

  ※ 관련 식들을 알아 보자

2. 네트워크 수전방식 변압기 용량

 ▣ 최대 수요전력이 7000[kW], 부하역률 0.92인 네트워크(Network) 수전 회선수 3회선,

     네트워크 변압기의 과부하율 130[%] 경우 네트워크 변압기 용량은 몇 [kVA] 이상이어야 하는가 ?

[해설]

 ▣ 스폿 네트워크(Spotnetwork) 수전방식

  ① 스폿 네트워크 수전방식은 저압 집중 부하를 가진 빌딩 등에 무정전으로 전력을 공급하기 위한 수전방식이며

      신뢰도가 매우 높은 반면 시설비가 고가이다.

  ② 과부하 특성

   ⊙ 1회선 사고시 공급에 지장을 주지 않아야 한다.

   ⊙ 85[%] 부하 연속 운전후 130[%] 부하로 8시간 과부하운전이 년 3회 가능해야 한다.

 ▣ 스폿 네트워크 수전방식의 특징

  ① 무정전 전원공급이 가능하다.       ② 기기 이용률이 좋아진다.

  ③ 전압변동률이 적다.                   ④ 전력손실이 감소한다.

  ⑤ 부하기기 증가에 따른 적응성이 우수하다. ⑥ 2차 변전소 수량을 줄일 수 있다.

  ⑦ 전등, 전력의 일원화가 가능하다.

3. 정크션 박스 (Joint Box)와 풀박스 (Pull Box)의 용도

  (1) 정크션 박스 : 전선 상호간 접속시 접속부분이 외부에 노출되지 않도록 하기 위해

  (2) 풀박스 : 전선의 통과를 쉽게 하기 위하여 배관의 도중에 설치

[해설]

 ▣ 배선설비의 설계 및 공사방법에 관한 기술지침

  ⊙ 전선관의 길이가 25[m]를 초과하는 경우는 25[m] 이하마다 풀박스를 설치하여

     시공하는 것이 바람직하며, 굴곡부위가 있는 경우는 15[m]를 초과할 수 없다.

     3개소를 초과하는 직각 또는 직각에 가까운 굴곡개소를 만들어서는 안된다.

4. 3상 4선식 배전선로 역V결선

  ▣ 답안지의 그림은 3상 4선식 배전선로에 단상 변압기 3대가 있는 미완성 회로이다.

      이것을 역V결선하여 2차에 3상 전원방식으로 결선하시오.

  ▣ 1차에 변압기 2대이고 2차는 3상이므로 1차를 역V결선하고 2차를 V결선한다.

  ▣ 1차 역V결선, 2차 V결선의 중성점은 접지를 하므로 중성선(N)에 연결한다.

【해설】

   ① 1차 역V결선 : 1차 : 2상 (역V결선) ⇒ 2차 : 3상 (V결선)

   ② 2차 역V결선 : 1차 : 3상(V결선) ⇒ 2차 : 2상 (역V결선)

5. 전동기 등 현장조작개폐기

  ▣ 전동기, 가열장치 또는 전력장치의 배선에는 이것에 공급하는 부하회로의 배선에는 기계기구

      또는 장치를 분리할 수 있도록 단로용 기구로 각개에 개폐기 또는 콘센트를시설하여야 한다.

      그렇지 않아도 되는 경우 2가지를 쓰시오.

  ① 배선중에 시설하는 현장조작개폐기가 전로의 각극을 개폐할 수 있는 경우

  ② 전용분기회로에서 공급될 경우

[해설]

 ▣ 내선규정 3110-1 현장조작개폐기

  ⊙ 현장조작개폐기는 충전부가 노출되지 않고 또한 손잡이, 누름버튼 스위치 등으로 외부에서

      조작할 수 있는 구조로 최대 부하전류 이상의 정격전류를 가진 것이어야 한다.

 ▣ 내선규정 3110-2 단로용 기구

 ⊙ 전동기, 가열장치 또는 전력장치의 배선에는 이것에 공급하는 분기회로의 배선에서

     기계기구 또는 장치를 분리할 수 있도록 단로용 기구로 각개에 개폐기 또는 콘센트를

     시설하여야 한다. 다만, 다음 각호에 해당할 경우는 적용하지 않는다.

  ① 배선 중에 시설하는 현장조작개폐기가 전로의 각 극을 개폐할 수 있는 경우

  ② 전용분기회로에서 공급하는 경우

5. 주상변압기 무부하 시험

 ▣ 그림은 구내에 설치할 3,300[V], 220[V], 10[kVA]인 주상변압기의 무부하 시험방법이다.

     이 도면을 보고 다음 물음에 답하시오.

  (1) 유도전압조정기의 오른쪽 네모 속에는 무엇이 설치되어야 하는가 ?

    ▣ 승압용 변압기

 (2) 시험할 주상변압기의 2차측은 어떤 상태에서 시험을 하여야 하는가 ? 개방

 (3) 시험할 변압기를 사용할 수 있는 상태로 두고 유도전압조정기의 핸들을 서서히 돌려

     전압계의 지시값이 1차 정격전압이 되었을 때 전력계가 지시하는 값은 어떤 값을

     지시하는가 ? 철손

6. 콘덴서 설비 단선도

 ▣ 다음 그림은 콘덴서 설비의 단선도이다. 주어진 그림의 ① ~ ⑤ 번과 각 기기의 우리말

     이름을 쓰고 역할을 쓰시오.

[답안작성]

7. PLC 시퀀스 프로그램

 ▣ 표의 빈칸 (가) ~ (아)에 알맞은 내용을 써서 그림 PLC 시퀀스의 프로그램을

     완성하시오. 단, 사용명령어는 회로시작 (R), AND(A), OR(O), NOT(N), 시간지연

     (DS)이고 0.1초 단위이다.

【답안작성】

  (가) 0.0   (나) 50초   (다) T40   (라) R    (마) A    (바) 40.7    (사) W    (아) 3.7)

8. 콘덴서 용량 및 접속방법

  ▣ 역률을 높게 유지하기 위하여 개개의 부하에 고압 및 특고압 진상용 콘덴서를 설치하는

      경우에는 현장 조작 개폐기 보다도 부하측에 접속하여야 한다. 콘덴서의 용량, 접속방법

      등은 어떻게 시설하는 것을 원칙으로 하는지와 고조파 전류의 증대 등에 대한 다음 각

      물음에 답하시오.

  (1) 콘덴서 용량은 부하의 (무효분) 보다 크게 하지 말 것

  (2) 콘덴서는 본선에 직접 접속하고 특히 전용의 (개폐기), (퓨즈), (유입 차단기) 등을

       설치하지 말 것

  (3) 고압 및 특고압 진상용 콘덴서의 설치로 공급회로의 고조파전류가 현저하게 증대할

      경우는 콘덴서 회로에 유효한 (직렬 리액터)를 설치하여야 한다.

  (4) 가연성유봉입(可燃性油封入)의 고압진상용 콘덴서를 설치하는 경우는 가연성의 벽,

      천장 등과 ( 1 ) [m] 이상 이격하는 것이 바람직하다.

[해설]

 ▣ 내선규정 3240-4 개개의 부하에 고압 및 특고압 진상콘덴서를 시설하는 경우

  ⊙ 역률을 높게 유지하기 위하여 개개의 부하에 고압 및 특고압 진상용 콘덴서를 설치하는

      경우는 현장조작개폐기 보다도 부하측에 접속하고 또한 다음 각호에 의하여 시설하는

      것을 원칙으로 한다.

  ① 콘덴서의 용량은 부하의 무효분 보다 크게 하지 말 것

  ② 콘덴서는 본선에 직접 접속하고 특히, 전용의 개폐기, 퓨즈, 유입차단기 등을 설치하지 말 것

▣ 내선규정 3240-6 고압진상용 콘덴서의 설치장소

  ⊙ 가연성유봉입의 고압진상용 콘덴서를 설치하는 경우는 가연성의 벽, 천장 등과 1[m]이상

      이격하는 것이 바람직하다. 다만, 내화성 물질로 콘덴서와 조영재 사이를 격리한 경우는 예외이다.

▣ 내선규정 3240-8 직렬리액터

 ⊙ 고압 및 특고압 진상용 콘덴서의 설치로 공급회로의 고조파 전류가 현저하게 증대할

     경우는 콘덴서 회로에 유효한 직렬리액터를 설치하여야 한다.

9. 전동기 기동 시퀀스

 ▣ 그림은 PB-ON 스위치를 ON한 후 일정 시간이 지난 다음에 MC가 동작하여 전동기 M이 운전되는 회로이다.

     여기에 사용한 타이머 ⓣ는 입력신호를 소멸했을 때 열려서 이탈되는 형식인데 전동기가 회전하면

     릴레이 ⓧ가 복구되어 타이머에 입력신호가 소멸되고 전동기는 계속 회전할 수 있도록 할 때

     이 회로는 어떻게 고쳐야 하는가 ?

【답안작성】

10. 콘덴서 과보상시 역효과

 ▣ 역률을 개선하면 전기요금의 저감과 배전선의 손실경감, 전압강하 감소, 설비 여력의 증가 등을

     기할 수 있으나, 너무 과보상하면 역효과가 나타난다. 즉, 경부하시에 콘덴서가과대 삽입되는 경우의

     결점을 3가지 쓰시오.

  ① 모선 전압 상승

  ② 재점호에 의한 과전압 발생

  ③ 계전기 오동작

  (그 외)

  ④ 유도전동기의 자기여자 현상

  ⑤ 선로 및 변압기의 손실 증가

  ⑥ 전원설비 여유용량 감소에 따른 과부하가 될 수 있다.

  ⑦ 고조파 왜곡의 증가 (콘덴서 및 타기기 손상 및 오동작, 변압기 소음 증가)

11. 콘덴서 회로의 주파수 변화와 소비전력

 ▣ 저항 4[Ω]과 정전용량 C[F]인 직렬 회로에 주파수 60[Hz]의 전압을 인가한 경우 역률이 0.8이었다.

     이 회로에 30[Hz], 220[V] 의 교류전압을 인가하면 소비전력은 몇 [W]가 되겠는가 ?

12. 시퀀스 제어 회로

 ▣ 그림과 같은 시퀀스 제어회로를 AND, OR, NOT의 기본 논리회로(Logic Symbol)를

     이용하여 무접점 회로를 나타내시오.

13. 기계기구의 철대 및 외함의 접지와 접촉전압

 ▣ 다음 그림은 저압전로에 있어서의 지락고장을 표시한 그림이다. 그림의 전동기 M1(단상 110[V])의

     내부와 외함간에 누전으로 지락사고를 일으킨 경우 변압기 저압측 전로의 1선은 한국전기설비규정에 의하여

     고·저압 혼촉시의 대지전위 상승을 억제하기 위한 접지공사를 하도록 규정하고 있다. 다음 물음에 답하시오.

(1) 앞의 그림에- 대한 등가회로를 그리면 아래와 같다. 물음에 답하시오.

  ① 등가회로상 e는 무엇을 의미하는가 ? 접촉전압

  ② 등가회로상의 e값을 표시하는 수식을 표시하시오.

 고압측 전로의 중성점이 비접식인 경우에 고압측 전로의 1선 지락전류가 4 [A]라고

  하면 변압기의 2차측(저압측)에 대한 접지저항 값은 얼마인가 ? 또 위에서 구한 접지

  저항값 RA을 기준으로 하였을 때의 RB의 값을 구하고 위 등가회로상의 I, 즉, 저압측

  전로의 1선 지락전류를 구하시오. 단, e의 값은 25[V]로 제한하도록 한다.

  ※ 고·저압 혼촉시 지락사고를 방지하기 위해 접지저항 RA를 설치하므로 RA를 구할 때

     1차측 지락전류가 2차측에 그대로 흐른다고 보고 1차측 Ig값으로 2차측 접지저항을

     산정할 때 적용한다.

  ※ 고압 또는 특고압과 저압의 혼촉에 의한 위험방지 시설

   ▣ 고압전로 또는 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기 저압측의 중성점 접지저항

 (2) 접지극의 매설 깊이는 얼마 이상으로 하는가 ? 0.75[m] 이상

 (3) 변압기 2차측 접지선은 단면적 몇 [㎟] 이상의 연동선이나 이와 동등 이상의 세기 및

     굵기의 것을 사용하는가 ? 6 [㎟] 이상

[해설]

 ▣ KEC 142.7 기계기구의 철대 및 외함의 접지

  ⊙ 전로에 사용하는 기계기구의 철대 및 금속제 외함 (외함이 없는 변압기 또는 계기용 변

     압기는 철심)에는 접지시스템 규정에 의한 접지공사를 하여야 한다.

 ▣ KEC 322.1 고압 또는 특고압과 저압의 혼촉에 의한 위험 방지시설

  ⊙ 고압전로 또는 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기 저압측의 중성점에는 접지공

      사(사용전압 35[kV] 이하의 특고압전로로서 전로에 지락이 생겼을 때에 1초 이내에

      자동적으로 이를 차단하는 장치가 되어 있는 것 및 특고압 가공전선 선로의 전로 이외의

      특고압전로와 저압전로를 결합하는 경우에 계산된 접지저항값이 10[Ω]을 넘을 때에는

      접지저항값이 10[Ω] 이하인 것에 한한다)를 하여야 한다. 다만, 저압전로의 사용전압

      이 300[V] 이하인 경우에 그 접지공사를 변압기의 중성점에 하기 어려울 때에는 저압

      측의 1단자에 시행할 수 있다.

▣ KEC 322.5 전로의 중성점 접지

 1. 전로의 보호장치의 확실한 동작의 확보, 이상전압의 억제 및 대지전압의 저하를 위하여

    특히 필요한 경우에 전로의 중성점에 접지공사를 할 경우 접지도체는 공칭단면적 공칭

    단면적 16[㎟] 이상의 연동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 쉽게 부식하지 아

    니 아니하는 금속선 (저압전로의 중성점에 시설하는 것은 공칭단면적 6[㎟] 이상의 연

    동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 쉽게 부식하지 않는 금속선)으로서 고장시

    흐르는 전류가 안정하게 통할 수 있는 것을 사용하고 또한 손상을 받을 우려가 없도록

    시설할 것

 2. 제1에 규정하는 경우 이외의 경우로서 저압전로에 시설하는 보호장치의 확실한 동작을

    확보하기 위하여 필요한 경우에 전로의 중성점에 접지공사를 할 경우 (저압전로의 사용

    전압이 300[V] 이하의 경우에 전로의 중성점에 접지공사를 하기 어려울 때에 전로의

    1단자에 접지공사를 시행할 경우를 포함한다) 접지도체는 공칭단면적 6[㎟] 이상의

    연동선 또는 이와 동등 이상의 세기 및 굵기의 쉽게 부식하지 않는 금속선으로서 고장

    시 흐르는 전류가 안전하게 통할 수 있는 것을 사용하고 또한 접지 시스템의 규정에

    준하여 시설하여야 한다.

14. 축전지 부동충전방식 충전기 2차 전류

  ▣ 알칼리 축전지의 정격용량은 100[Ah], 상시부하 6[kW], 표준전압 [V]인 부동충전방식의

      충전기 2차전류는 몇 [A]인지 계산하시오. 단, 알칼리 축전지의 방전율은 5시간율로 한다.

【답안작성】

15. 풍차의 풍력 에너지

  ▣ 회전날개의 지름이 31 [m]인 프로펠러형 풍차의 풍속이 16.5[m/s]일 때 풍력 에너지

      [kW]를 계산하시오. 단, 공기의 밀도는 1,225[kg/m3]이다.

[해설]

  ▣ 풍력발전 출력

16. 3상 수전설비 임피던스 맵(Impedance Map)

  ▣ 다음의 임피던스 맵 (Impedance map)과 조건을 보고 다음 각 물음에 답하시오.

  [조건]

   %Zs : 한전 S/S의 154[kV] 인출측의 전원측 정상 임피던스 1.2[%] (100[MVA] 기준)

   ZTL : 154[kV] 송전선의 임피던스 1.83 [Ω]

   %ZTr1 : 10 [%] (15 [MVA] 기준)

   %ZTr2 : 10 [%] (30 [MVA] 기준)

   %Zc : 50 [%] (100[MVA] 기준)

 (1) 다음 임피던스의 100[MVA] 기준의 % 임피던스를 구하시오.

    ① %ZTL     ② %ZTr1        ③ %ZTr2

 (2) A, B, C 각 점에서의 합성 %임피던스를 구하시오.

    ① %ZA      ② %ZB          ③ %Zc

 (3) A, B, C 각 점에서의 차단기의 소요 차단전류는 몇 [kA]가 되겠는가 ?

     단, 비대칭분을 고려한 상승 계수는 1.6으로 한다.

【답안작성】

17. 변압기 보호용 비율차동 계전기

  ▣ △-Y 결선방식의 주변압기 보호에 사용되는 비율차동계전기의 간략화한 회로도이다.

      주변압기 1차 및 2차측 변류기(CT)의 미결선된 2차 회로를 완성하시오.

  [답안작성]

18. 통신선 유도장해 경감 대책

 ▣ 중성점 직접 접지 계통에 인접한 통신선의 전자유도 장해 경감에 관한 대책을 경제성이

     높은 것부터 설명하시오.

 (1) 근본대책 : 전자유도 전압의 억제

 (2) 전력선측 대책 (5가지)

   ① 송전선로를 될 수 있는 대로 통신선으로 부터 멀리 떨어져 건설한다.

   ② 접지장소를 적당히 선정하여 기유도 전류의 분포를 조절한다.

   ③ 고속도 지락보호 계전방식을 채용한다.

   ④ 차폐선을 설치한다.

   ⑤ 지중전선로 방식을 채용한다.

 (3) 통신선측 대책 (5가지)

   ① 절연변압기를 설치하여 구간을 분리한다.

   ② 연피케이블을 사용한다.

   ③ 통신선에 우수한 피뢰기를 설치한다.

   ④ 배류코일을 설치한다.

   ⑤ 전력선과 교차시 수직교차한다.

19. 전동기 운전 자가 발전기 용량

 ▣ 부하가 유도전동기이며, 기동용량이 1,826[kVA]이고, 기동시 허용전압강하는 21[%]

     이며, 발전기의 과도 리액턴스가 26[%]이다. 이 전동기를 운전할 수 있는 자가 발전기

     의 최소 용량은 몇 [kVA]인지를 계산하시오.

[답안작성]

20. 전기용 기호

 ▣ 그림은 교류차단기에 장치하는 경우에 표시하는 전기용 기호의 단선도용 그림기호이다.

   ⊙ 이 그림기호의 정확한 명칭을 쓰시오.

  [답안작성] 부싱형 변류기