아낌없이 주는 나무

1. 오차와 보정

▣ 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

[답안작성]

 (1) 오차 = 측정값 - 참값 = 1.0092 - 1.0183 = -0.0091 [V]

2. 변압기 용량

 ▣ 50 [kW], 30[kW], 15[kW], 25[kW]의 부하설비에 수용률이 각각 50[%], 65[%],

     75[%], 60[%]라고 할 경우 변압기 용량을 결정하시오. 단, 부등률은 1.2, 종합 부하

     역률은 80[%]라고 한다.

【답안작성】

3. 전선굵기 선정

 ▣ 선로의 길이가 30[㎞]인 3상 3선식 2회선 송전선로가 있다. 수전단에 30[kV], 6000

     [kW], 역률 0.8의 3상 부하에 공급할 경우 송전손실을 10[%] 이하로 하기 위해서는

     전선의 굵기를 얼마로 하여야 하는가 ? 단, 전선의 굵기는 다음 표와 같으며 사용전선의

     고유저항은 1/55[Ω/㎟·m]로 한다.

【답안작성】

4. 단권변압기 2대 V결선

 ▣ 단자전압 3,000[V]인 선로에 3,000/210[V]인 승압기 2대를 V결선하여 40[kW],

     역률 0.75인 3상 부하에 전력을 공급하는 경우 승압기 1대의 용량은 몇 [kVA]로 하여

     야 하는가 ?

 【답안작성】

[단권변압기 V결선도]

▣ 단권변압기 3상 결선

※ 다른 풀이방법

 ▣ 자기용량/부하용량의 비율로 구할 수 있다.

5. 변압기 단락시험

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

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

   ▣ 전압이 0[V]가 되도록 위치시킨다.

(2) 시험할 변압기를 사용할 수 있는 상태로 두고, 유도전압 조정기의 햄들을 서서히 돌려

    전류계의 지시값이 (1차 정격전류)와 같게 될 때까지 전압을 가한다.

    이 때 어떤 전류가 전류계에 표시되는가 ?

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

    전압계의 지시값을 (임피던스) 전압, 전력계의 지시값을 (임피던스)와트라 한다.

    (   )에 공통으로 들러갈 말은 ?

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

   (  ) 안에 들어갈 말은 ?

[참고]

▣ 변압기의 시험

 ① 단락시험 : 임피던스 와트 (동손), 임피던스 전압

  ⊙ 임피던스 전압 : 변압기 2차측(저압측) 단락 후 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 교류 전력계가 지시하는 값 [W]

6. 리액터 기동정지 조작회로

 ▣ 다음 그림은 리액터 기동정지 조작회로의 미완성 도면이다. 도면에 대하여 다음

    물음에 답하시오.

(1) ① 부분의 미완성 주회로를 회로도에 직접 그리시오.

(2) 제어회로에서 ②, ③, ④, ⑤ 부분의 접점을 완성하고 그 기호를 쓰시오.

(3) ⑥, ⑦, ⑧, ⑨ 부분에 들어 갈 Lamp와 계기의 그림기호를 그리시오.

(4) 직입기동시 시동전류가 정격전류의 6배가 되는 전기동기를 65[%] 탭에서

     리액터 시동한 경우 시동전류는 약 몇 배 정도가 되는지 계산하시오.

 ▣ 65[%] 전압에서 기동전류 Is = 0.65 × 6 In = 3.9 In

     답 : 정격전류의 3.9 [배]

(5) 직입기동시 시동토크가 정격토크의 2배였다고 하면 65[%] 탭에서 리액터 시동한

    경우 시동토크는 어떻게 되는지 설명하시오.

 ▣ 유도전동기에서 토크는 전압의 제곱에 비례 (τ ∝ V2)하고 전전압에서 기동토크가

     정격토크의 2배 였으므로

    ∴ 기동토크 τs = 0.652 × 2τn = 0.845 τn 답 : 정격토크의 0.85배

7. 광속발산도

 ▣ 반사율 ρ, 투과율 τ, 반지름 r인 완전 확산성 구형 글로브 중심의 광도 I 의 점광원을

     켰을 때, 광속발산도 R[rlx]의 계산식을 작성하시오.

 [답안작성]

8. 가스절연 변전소 특징

 ▣ 가스절연 변전소의 특징을 5가지만 설명하시오. 단, 경제적이거나 비용에 관한 답은 제외한다.

【 답안작성】

 ① 소형화할 수 있다.         ② 충전부가 완전히 밀봉되어 있어 안전성이 높다.

 ③ 대기중의 오염물의 영향을 받지 않기 때문에 신뢰도가 높다.

 ④ 소음이 적고 환경조화를 기할 수 있다.

 ⑤ 육안점검이 불가능하여 사고 조기발견이 어렵다.

【 참고 】

 ▣ SF6 가스절연변전소

 ⊙ 종래의 대기절연방식을 대신해서 SF6 가스를 사용한 밀폐방식의 가스절연 개폐설비

     (GIS)를 추제로 한 축소형 변전소

▣ GIS (Gas Insulated Switchgear) 설비의 특징

9. 콘덴서와 직렬리액터 설치 용량

 ▣ 제3고조파의 유입으로 인한 사고를 방지하기 위하여 콘덴서 회로에 콘덴서 용량의

     11[%]인 직렬 리액터를 설치하였다. 이 경우에 콘덴서의 정격전류(정상시 전류)가

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

 [답안작성]

  ▣ 콘덴서 회로에 직렬리액터를 설치할 경우 과도 돌입전류

10. 피뢰기 접지공사

 ▣ 피뢰기 접지공사를 실시한 후, 접지저항을 보조 접지 2개(A와 B)를 시설하여 측정하였

     더니 주 접지와 A사이의 저항은 86[Ω], A와 B사이의 저항은 156[Ω], B와 주접지 사

     이의 저항은 80[Ω] 이었다.

(1) 피뢰기의 접지저항값을 구하시오.

   ▣ 접지저항 Rg = 1/2 (86+80-156) = 5 [Ω]

(2) 접지공사의 적합여부를 판단하고 그 이유를 설명하시오.

   ▣ 적합 - 피뢰기의 접지저항값은 10[Ω] 이하로 하여야 한다.

[참고]

 ▣ 콜라우시 브리지법

 ▣ KEC 341.14 피뢰기의 접지

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

11. 변압기 용량

 ▣ 역률이 0.6인 30[kW] 전동기 부하와 역률이 1인 24[kW]의 전열기 부하에 전원을

     공급하는 변압기가 있다. 이 때 변압기 용량을 구하시오.

12. PLC 프로그램

  ▣ 다음 PLC 프로그램을 보고 다음 물음에 답하시오.

(1) PLC 래더 다이어그램을 그리시오.

 (2) 논리회로를 그리시오.

13. 피뢰기 공칭방전 전류

 ▣ 피뢰기에 흐르는 정격방전전류는 변전소의 차폐유무와 그 지방의 연간 뇌우(雷雨) 발생

     일수와 관계되나 모든 요소를 고려한 일반적인 시설장소별 적용할 피뢰기의 공칭방전

     전류를 쓰시오.

 주) 전압 22.9[kV-Y] 이하 (22[kV] 비접지 제외)의 배전선로에서 수전하는 설비의 피뢰기

     공칭방전전류는 일반적으로 2,500[A]의 것을 적용한다.

(3) 이 차단기의 정격 차단용량은 몇 [MVA]인가 ?

[참고]

▣ BIL (Basic Impulse Insulation Level) : 기준 충격 절연 강도

 ⊙ 뇌 임펄스 내전압 시험값으로서 절연레벨의 기준을 정하는데 적용된다.

     BIL은 절연계급 20호 이상의 비유효 접지계에 있어서는 다음과 같이 계산된다.

    BIL = 절연계급 × 5 + 50 [kV]

   여기서 절연계급은 전기기기의 절연강도를 표시하는 계급을 말하고 공칭전압 / 1.1 에

   의해 계산된다.

15. 고압 수전설비 결선도

(1) 계전기용 변류기는 차단기의 전원측에 설치하는 것이 바람직하다. 무슨 이유에서인가?

   ▣ 보호 범위 확대를 위하여

(2) 위 도면에서 생략할 수 있는 부분은 ? 피뢰기용 단로기

(3) 진상콘덴서에 연결하는 방전코일의 목적은 ? 콘덴서에 축적된 잔류전하 방전

(4) 도면에서 다음의 명칭은 ?

    ▣ ZCT : 영상 변류기    ▣ TC : 트립코일

16. 차단기의 정격전압 및 차단시간

  ▣ 우리나라에서 송전계통에 사용하는 차단기의 정격전압과 정격차단시간을 나타낸 표이다.

      다음 빈칸을 채우시오. 단, 사이클은 60[Hz] 기준이다.

[참고]

▣ 우리나라 차단기의 정격전압과 차단시간

▣ 차닩기의 차단시간 : 개극시간과 아크 소호 시간의 합

1. 3전류계법 (부하전력 및 역률)

 ▣ 그림과 같이 전류계 3대를 갖고 부하전력 및 역률을 측정하려고 한다. 각 전류계의

     눈금이 A1 = 10 [A], A2 = 4[A], A3 = 7[A] 일 때 부하전력 및 역률은 얼마인가 ?

     단, 저항 R = 25 [Ω] 이다.

 【 문제풀이】

  ▣ 3전류계법, 3전압계법은 코사인 제2법칙을 이용하여 측정한다.

2. 절연내력 시험전압과 시험방법

 ▣ 사용전압 154[kV]의 중성점 직접 접지식 전로의 절연내력 시험을 하고자 한다. 시험

     전압과 시험방법에 대하여 다음 각 물음에 답하시오.

  (1) 절연내력 시험전압 : 154,000 × 0.72 = 110, 880 [V]

  (2) 절연내력 시험방법

    ▣ 절연내력 시험할 부분(전로)에 최대사용전압에 의하여 결정되는 시험전압을 연속하여

        10분간 가하여 이에 견디어야 한다.

  ※ KEC 132 전로의 절연저항 및 절연내력

    ▣ 고압 및 특고압의 전로는 표에서 정한 시험전압을 전로와 대지 사이에 연속하여 10분

        간 가하여 절연내력을 시험하였을 때에 이에 견디어야 한다.

3. 자가 발전기 용량

 ▣ 비상용 자가 발전기를 구입하고자 한다. 부하는 단일 부하로서 유도전동기이며, 기동용량이

     1,800[kVA]이고, 기동시의 전압강하는 20[%]까지 허용하며, 발전기의 과도 리액턴스는 26[%]로

     본다면 자가발전기의 용량은 이론(계산)상 몇 [kVA] 이상의 것을 선정하여야 하는지 구하시오.

4. 피뢰기 설치 장소

  ▣ 다음은 가공 송전계통도이다. 다음 각 물음에 답하시오.

  (1) 피뢰기를 설치하여야 하는 장소를 도면에 " ● "로 표시하시오.

 (2) 피뢰기를 설치하여야 하는 장소에 대한 기준 4가지를 쓰시오.

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

   ② 특고압 가공전선로에 접속하는 배전용 변압기의 고압 및 특고압측

   ③ 고압 및 특고압 가공전선로로 부터 공급받는 수용가의 인입구

   ④ 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳

5. 역률개선용 콘덴서 용량

 ▣ 부하설비가 100[kW]이며, 뒤진 역률이 85 [%]인 부하를 100 [%]로 개선하기 위한

     전력용 콘덴서의 용량은 몇 [kVA]가 필요한지 계산하시오.

6. 일반 수용가의 변압기 용량

 ▣ 일반 수용가의 개별 최대 전력이 200[W], 300[W], 800[W], 1,200[W], 2,500[W]

    일 때 변압기의 용량을 결정하시오. 단, 부등률은 1.14, 역률은 0.9로 하며, 표준변압기

    용량으로 산정한다.

7. 누전차단기 명칭

 ▣ 욕실 등 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 물을 사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우에

     설치하여야 하는 저압 차단기의 정확한 명칭을 쓰시오.

   ⊙ 인체 감전 보호용 누전차단기 (정격감도전류 15 [mA]이하, 동작시간 0.03초 이하의 전류 동작형)

 ▣ KEC 234.5 콘센트의 시설

  ⊙ 욕조나 샤워시설이 있는 욕실 또는 화장실 등 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 전기를

     사용하는 장소에 콘센트를 시설하는 경우 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」 의 적용

     을 받은 인체감전보호용 누전차단기 (정격감도전류 15[mA]이하, 동작시간 0.03초

     이하의 전류동작형의 것에 한한다) 또는 절연변압기 (정격용량 3[kVA] 이하인 것에

     한한다)로 보호된 전로에 접속하거나, 인체감전보호용 누전차단기가 부착된 콘센트를

     시설하여야 한다.

8. 감리원의 공사 중지 명령

 ▣ 다음은 전력시설물 공사감리업무 수행지침 중 감리원의 공사 중지명령과 관련된 사항이다.

    ① ~ ⑤ 의 알맞은 내용을 답란에 쓰시오.

10. 전열기 효율

11. 특고압 수전설비

  ▣ 다음 그림은 어느 수용가의 수전설비 계통도이다. 다음 각 물음에 답하시오.

 (1) AISS의 명칭을 쓰고, 기능을 2가지 쓰시오. 기중 절연형 자동 고장구분 개폐기

  ▣ 기능 ① 고장 구간을 자동으로 개방하여 사고확대를 방지

             ② 전부하 상태에서 자동(또는 수동)으로 개방하여 과부하 보호

 (2) 피뢰기의 정격전압 및 공칭 방전전류를 쓰고, 도면에서 Disc 의 기능을 간단히 설명하시오.

   ▣ 피뢰기 규격 : 정격전압 18 [kV], 공칭방전전류 2.5[kA]

   ▣ DISC 의 기능 : 피뢰기 고장시 개방되어 피뢰기를 대지로 부터 분리

    ※ 내선규정 3250절 피뢰기

(3) MOF의 정격을 구하시오.

 (4) Mold TR의 장점 및 단점을 각각 2가지만 쓰시오.

   ① 장점 : 난연성이 우수하다. 소형 경량화 가능

   ② 단점 : 충격파 내전압이 낮아 서지에 대한 대책이 필요, 가격이 비싸다.

 (5) ACB의 명칭을 쓰시오. 기중차단기

 (6) CT비를 구하시오.

12. 전동기 정역회전 시퀀스

 ▣ 다음 동작설명을 보고 만족하는 주회로 및 제어회로의 미완성 결선도를 직접

     그려 완성하시오. 단, 접점기호와 명칭 등을 정확히 나타내시오.

 [동작설명]

  ① 전원스위치 MCCB 를 투입하면 주회로 및 제어 회로에 전원이 공급된다.

  ② 누름 버튼 스위치(PB1)를 누르면 MC1이 여자되고 MC1의 보조접점에 의하여

      RL이 점등되며, 전동기는 정회전한다.

  ③ 누름버튼 스위치 (PB1)를 누른 후 손을 떼어도 MC1은 자기 유지되어 전동기는 계속

      정회전한다.

  ④ 전동기 운전중 누름버튼 스위치 (PB2)를 누르면 연동에 의하여 MC1이 소자되어

      전동기가 정지되고, RL은 소등된다. 이 때 MC2는 자기유지되어 전동기는 역회전(역상

      제동을 함)하고 타이머가 여자되며, GL이 점등된다.

  ⑤ 타이머 설정시간 후 역회전 중인 전동기는 정지하고 GL도 소등된다. 또한, MC1과

      MC2의 보조접점에 의하여 상호 인터록이 되어 동시에 동작되지 않는다.

  ⑥ 전동기 운전중 과전류가 감지되어 EOCR이 동작되면, 모든 제어회로의 전원은 차단되고 OL만 점등된다.

  ⑦ EOCR을 리셋(Reset)하면 초기상태로 복귀한다.

   [답안작성]

13. 유접점 시퀀스 회로와 무접점 논리회로

  ▣ 그림과 같은 유접점 시퀀스 회로를 무접점 논리회로로 변경하여 그리시오.

  【답안작성】

14. 차단기 차단용량

  ▣ 그림과 같은 도면을 보고 각 차단기의 차단용량을 구하시오.

 [조건]

   ⊙ 발전기 G1 : 용량 10 [MVA], %XG1 = 10 [%]

   ⊙ 발전기 G2 : 용량 20 [MVA], %XG2 = 14 [%]

   ⊙ 변압기 T : 용량 30 [MVA], %XT = 12 [%]

   ⊙ S1, S2, S3는 단락사고 발생 지점이며, 선로측으로 부터의 단락전류는 고려하지 않는다.

   (1) S1 지점에서 단락사고가 발생하였을 때 B1, B2 차단기의 차단용량[MVA]를 구하시오.

   (2) S2 지점에서 단락사고가 발생하였을 때 B3 차단기의 차단용량[MVA]를 구하시오.

   (2) S3 지점에서 단락사고가 발생하였을 때 B4 차단기의 차단용량[MVA]를 구하시오.

  【문제풀이】

15. 피뢰기의 접지저항

 ▣ 피뢰기를 접지공사를 실시한 후 접지저항을 보조 접지 2개(A와 B)를 시설하여 측정

     하였더니 주 접지와 A사이의 저항은 110[Ω], A와 B 사이의 저항은 220[Ω], B와

     주접지 사이의 저항은 120[Ω] 이었다.

  (1) 피뢰기의 접지 저항값을 구하시오.

  (2) 접지공사의 적합 여부를 판단하고 그 이유를 설명하시오.

  [답안작성]

  ▣ 콜라우시 브리지법

16. 주상변압기 2차측 접지저항

 ▣ 3상 3선식 중성점 비접지식 6,600[V] 가공전선로가 있다. 이 전선로의 전선연장이

     350[㎞]이고, 고압측 1선 지락사고시 지락전류가 5[A]라고 할 때 이 전로에 접속된

     주상변압기 100[V] 측 그 1단자에 접지공사 접지 저항값은 얼마 이하로 유지하여야

     하는가 ? 단, 이 전선로는 고저압 혼촉시 2초 이내에 자동 차단하는 장치가 있다.

 ▣ KEC 142.5 변압기 중성점 접지

  1. 변압기의 중성점 접지 저항값은 다음에 의한다.

    가. 일반적 변압기 고압 ·특고압측 전로 1선 지락전류를 150으로 나눈값 이하

    나. 변압기의 고압 ·특고압측 전로 또는 사용전압이 35 [kV] 이하의 특고압 전로가 저압측

         전로와 혼촉하고 저압전로의 대지전압이 150[V]를 초과하는 경우는 저항값은 다음에 의한다.

     (1) 1초 초과 2초 이내에 고압 ·특고압 전로를 자동으로 차단하는 장치를 시설할 때는 300을 나눈 값 이하

     (2) 1초 이내에 고압 ·특고압 전로를 자동으로 차단하는 장치를 시설할 때는 600을 나눈 값 이하

  2. 전로의 1선 지락전류는 실측값에 의한다. 다만, 실측이 곤란한 경우에는 선로정수 등으로 계산한 값에 의한다.