아낌없이 주는 나무

1. 발전기

▣ 발전기에 대한 다음 각 물음에 답하시오.

 (1) 정격전압 6,000[V], 용량 5,000[kVA]인 3상 교류발전기에서 여자전류가 300[A],

     무부하 단자전압은 6,000[V], 단락전류 700[A]라고 한다. 이 발전기의 단락비는 얼마인가 ?

 (2) "단락비가 큰 교류발전기는 일반적으로 기계의 치수가 (① 크고 ), 가격이 (② 높고 )

     풍손, 마찰손, 철손이 (③ 크고 ), 효율은 (④ 낮고 ), 전압변동률은 (⑤ 적고 ), 안정도

     는 (⑥ 높다 )에서 ( )안에 알맞은 말을 쓰되, ( )안의 내용은 크다(고), 높다(높고),

     적다(적고), 낮다(낮고) 등으로 표현하라.

2. 3상 유도전동기의 역상제동

 ▣ 3상 농형 유도전동기의 제동방법 중에서 역상제동에 대하여 설명하시오.

  【 답안작성 】 전동기 급제동시 회전 중에 있는 전동기의 1차 권선의 3단자중 임의의 2단자

                   의 접속을 바꿔 전동기의 회전과 역방향의 토크를 발생시켜 제동하는 방법

 ▣ 3상 농형 유도전동기의 제동법

3. 지중전선로 장단점

 ▣ 지중선을 가공전선과 비교하여 장단점을 각각 4가지만 쓰시오

 가. 장점

   ① 동일 루트에 다회선이 가능하여 도심지에 유리하다.

   ② 외부 기상 여건 등의 영향이 거의 없다.

   ③ 설비의 단순 고도화로 보수업무가 비교적 적다.

   ④ 차폐 케이블의 사용으로 유도장해가 작다.

 나. 단점

   ① 고장점 발견이 어렵고 복구가 어렵다.

   ② 발생열의 구조적 냉각장해로 가공전선에 비해 송전용량이 작다.

   ③ 건설비가 비싸고 건설기간이 길다.

   ④ 설비구조상 신규 수요 대응 탄력성이 낮다. (결여)

4. 머레이 루프법 (Murray loop)

 ▣ 머레이 루프법 (Murray Loop)으로 선로의 고장 지점을 찾고자 한다. 선로의 길이가

     4[㎞] (0.2[Ω]/㎞]인 선로에 그림과 같이 접지 고장이 생겼을 때 고장점까지의 거리

     X는 몇 [㎞]인가 ? 단, P = 270[Ω], Q = 90[Ω]에서 브리지가 평형되었다고 한다.

[답안작성]

5. 조명 용어

 ▣ 다음 조명에 대한 각 물음에 답하시오

  (1) 어느 광원의 광색이 어느 온도의 흑채의 광색과 같을 때 그 흑체의 온도를 이 광원의

      무엇이라 하는지 쓰시오. 색온도 (Color temperatuer)

  (2) 빛의 분광 특성이 색의 보임에 미치는 효과를 말하며 동일한 색을 가진 것이라도 조명

      하는 빛에 따라 다르게 보이는 특성을 무엇이라 하는지 쓰시오. 연색성 (color rendition)

6. 스폿 네트워크 (Spot network) 수전방식

  ▣ 스폿 네트워크 (Spot network) 수전방식에 대해 설명하고 장점 4가지를 쓰시오.

 (1) Spot network 수전방식이란 ?

  ⊙ 배전용 변전소로 부터 2회선 이상의 배전선으로 수전하는 방식으로 배전선 1회선에

      사고가 발생한 경우일지라도 건전한 회선으로 부터 자동적으로 수전할 수 있는 무정

      전 수전방식으로 신뢰도가 높다.

 (2) 장점

  ① 무정전 전력공급이 가능하다.     ② 공급의 신뢰도가 높다.    ③ 전압변동이 작다.

  ④ 부하증가에 대한 적응성이 좋다.

[해설]

 ▣ 스폿 네트워크(Spot network) 수전방식

   ⊙ 스폿네트워크 수전방식은 저압 집중 부하를 가진 빌딩 등에 무정전으로 전력을 공급하

      기 위한 수전방식이며 신뢰도가 매우 높은 반면 시설비가 고가이다.

 ▣ 네트워크 변압기를 필요로 한다.

 ▣ 과부하 특성 : 1회선 사고시 공급에 지장을 주지 않아야 하며 85[%] 부하 연속 운전 후

                      130[%] 부하로 8시간 과부하 운전이 년 3회 가능해야 한다.

 ▣ 스폿 네트워크 수전방식의 특징

  ① 무정전공급이 가능하다.   ② 기기 이용률이 좋아진다.   ③ 전압변동률이 작다.

  ④ 전력손실이 감소한다.      ⑤ 부하증가에 따른 적응성이 우수하다.

  ⑥ 2차 변전소 수를 줄일 수 있다.     ⑦ 전등, 전력의 일원화가 가능하다.

7. 분류기 저항

 ▣ 측정범위 1[mA], 내부저항 20 [kΩ]의 전류계에 분류기를 붙여서 5 [mA]까지 측정

     하고자 한다. 몇[ Ω ]의 분류기를 사용해야 하는지 계산하시오.

8. 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]

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

    보수율은 0.7로 한다.

[답안작성]

9. 분기회로수

 ▣ 단상 2선식 220[V], 28[W] × 2등용 형광등 기구 100대를 15[A]의 분기회로로 설치

     하려고 하는 경우 필요한 분기회로수를 구하시오. (단, 형광등의 역률은 80[%]이고,

     안정기 손실은 고려하지 않으며, 1회로의 부하전류는 분기회로 용량의 80[%]이다.)

10. 변류기 CT비

 ▣ ACB가 설치되어 있는 배전반 전면에 전압계, 전류계, 전력계, CTT, PTT가 설치되어

    있다. 수변전 단선도가 없어 CT비를 알 수 없는 상태에서 전류계의 지시는 A, B, C상

    모두 240[A]이고, CTT 측 단자의 전류를 측정한 결과 2[A]였을 때 CT비 (I1 / I2)를

    구하시오. 단, CT 2차측 전류는 5[A]로 한다.

    ※ CTT : 전류시험단자 PTT : 전압시험단자

11. 송전선의 전압강하

 ▣ 수전단전압 60[kV], 전류 200[A], 선로의 저항 및 리액턴스가 각각 7.61[Ω], 11.85

     [Ω]일 때, 송전단전압과 전압강하율을 구하시오. 단, 수전단 역률은 0.8(지상)이다.

   (1) 송전단 전압           (2) 전압강하율

【답안작성】

12. 조명, 실지수

 ▣ 폭 20[m], 길이 30[m], 천장높이 4.85[m]인 실내의 작업면 평균조도를 300[lx]로

     하려고 한다. 다음 각 물음에 답하시오. 단, 조명률은 50[%], 유지율은 70[%], 32

     [W] 형광등의 전광속은 2,890[lm]이며, 작업면 높이는 0.85[m]이다.

  (1) 실지수를 구하시오.         (2) 32[W] 2등용 등기구 수량을 구하시오.

▣ 실지수

13. 유접점 논리회로와 무접접 논리회로

 ▣ 다음 회로를 이용하여 각 물음에 답하시오.

   (1) 그림과 같은 회로의 명칭을 쓰시오.

   (2) 논리식을 쓰시오.

   (3) 무접점 논리회로를 그리시오.

【답안작성】

  (1) 배타적 논리합 (Exclusive OR) 회로

  (2) 출력 X = AB + AB, L = X

  (3)

14. 변압기 손실과 효율

 ▣ 철손이 1.2[kW], 전부하시 동손이 2.4[kW]인 변압기가 하루 중 7시간 무부하 운전,

     11시간 1/2 부하 운전, 그리고 나머지 전부하 운전을 할 때 하루의 총 손실은 얼마인지

     계산하시오.

15. PLC 래더 다이어그램

 ▣ 다음은 PLC 래더 다이어그램에 의한 프로그램이다.

     아래 명령어를 활용하여 각 스텝에 알맞은 내용으로 프로그램 하시오.

<명령어>

  입력 a 접점 : LD           입력 b접점 : LDI           직렬 a접점 AND             직렬 b접점 : ANI

  병렬 a 접점 : OR           병렬 b접점 : ORI          블록간 병렬접속 : OB      블록간 직렬 : ANB

【답안작성】

※ 그룹핑하는 방법 : 기본적으로 노드 (마디 : 점과 점사이)사이를 그룹으로 한다.

  ♠ LBS : Load Breaker Switch : 부하전류를 개폐할 수 있고 과부하 전류도 개폐할 수 있

                                         으나 단락전류는 개폐할 수 없다. 결상방지용으로 사용된다.

  ♠ ATS : Automatic Transfer Switch : 자동절체스위치 : 수전시 사고시 자동으로 비상

                                         발전기 전원으로 연결하는 스위치이다.

 ♠ ALTS : Automatic Load Transfer Switch : 22.9[kV-Y] 배전선로에서 정전시 큰 피

                해가 예상되는 수용가에 2중 전원을 확보하여 사고시 예비전원으로 자동 절체

                 되어 공급의 신뢰도를 높임

(1) 수전설비 단선결선도의 LA에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  가. 우리말 명칭은 무엇인가 ? 피뢰기

  나. 기능과 역할에 대하여 간단하게 설명하시오.

       ▣ 이상전압 (뇌서지, 개폐서지)으로 부터 전력설비 기기를 보호하고 이상 전압 억제

           기능과 이상전압 방전 후 자동으로 회복(속류차단)하는 기능

 다. 요구되는 성능조건 4가지만 쓰시오.

   ① 충격파 방전개시 전압이 낮을 것

   ② 제한전압이 낮을 것

   ③ 상용주파방전개시 전압이 높을 것

   ④ 속류 차단능력이 클 것

 (2) 수전설비 단선결선도의 부하집계 및 입력환산표를 완성하시오.

     단, 입력환산[kVA]은 계산 값의 소수점 둘째자리에서 반올림한다.

▣ 부하집계 및 입력환산표

(3) 단선결선도와 "(2)"항의 부하집계표에 의한 TR-2의 적정용량은 몇 [kVA]인지

     구하시오.

  [참고사항]

   ⊙ 일반동력군과 비상동력군 간의 부등률은 1.3으로 본다.

   ⊙ 변압기용량은 15[%] 정도의 여유를 갖게 한다.

   ⊙ 변압기의 표준규격[kVA]은 200, 300, 400, 500, 600으로 한다.

17. 접지저항

 ▣ 어떤 변전소로 부터 3.3[kV], 3상 3선식, 선로길이가 20[㎞]인 비접지식의 배전선 8회

     선이 접속되어 있다. 고압측 1선 지락사고시 지락전류가 4[A]일 때, 선로에 접속된 주

     상 변압기의 저압측에 시설될 접지공사의 저항값을 구하시오. 단, 자동차단 장치는 없는

     것으로 하며, 전선은 케이블 이외의 것으로 한다.

[해설]

 ▣ KEC 142.5 변압기 중성점 접지

  1. 변압기의 중성점 접지 저항값은 다음에 의한다.

    가. 일반적 변압기 고압·특고압측 전로 1선 지락전류로 150을 나눈 값 이하

    나. 변압기의 고압·특고압측 전로 또는 사용전압이 35[kV] 이하의 특고압전로가

         저압측 전로와 혼촉하고 저압전로의 대지전압이 150[V]를 초과하는 경우는

         다음에 의한다.

     (1) 1초 초과 2초 이내에 고압·특고압 전로를 자동으로 차단하는 장치를 시설할 때는

         300으로 나눈 값 이하

     (2) 1초 이내에 고압·특고압 전로를 자동으로 차단하는 장치를 설치할 때는 600으로

          나눈 값 이하

  2. 전로의 1선 지락전류는 실측값에 의한다. 다만, 실측이 곤란한 때에는 선로정수 등으로

     계산한 값에 의한다.

1. 변압기 병렬운전 및 순환전류

 ▣ 두대의 변압기 병렬운전에서 다른 정격은 모두 같고 1차 환산 누설임피던스만이 2+j3 [Ω]과 3+j2 [Ω]이다.

     부하전류가 50[A]이면 순환전류[A]는 얼마인가?

【문제풀이】

 ▣ 두 변압기의 내부임피던스가 5[Ω]로 같으므로 각각으 변압기 분기에 25[A]의

     전류가 흐르게 되고 순환전류는 두 변압기의 전압차이에 의해 흐르게 되므로

     순환전류는 두 변압기의 전압강하 차를 두 변압기의 합성임피던스로 나눈 값이된다.

     이러한 원리를 이용하여 순환전류값을 구해 보자.

 [답안작성]

   ▣ 두 변압기의 분기회로 내부임피던스가 5[Ω]으로 같으므로 부하전류는 각각 변압기의

       분기회로에 25[A]씩 흐르게 된다.

【해설】

2. 방폭구조

 ▣ 방폭구조에 관한 다음 물음에 답하시오.

  (1) 방폭형 전동기에 대하여 설명하시오.

    ⊙ 지정된 폭발성 가스 중에서 사용이 적합하도록 특별히 고려된 전동기

  (2) 전기설비 방폭구조 종류 중 3가지만 쓰시오.

    ① 내압 방폭구조   ② 유입방폭구조   ③ 압력방폭구조   ④ 안전증방폭구조  ⑤본질안전방폭구조

3. 비상용 발전기

 ▣ 다음 물음에 답하시오.

  (1) 단순부하인 경우 부하출력이 600[kW], 역률 0.8, 효율 0.85일 때 비상용 발전기 출력은?

(2) 발전기실 위치를 선정할 때 고려해야 할 사항을 3가지만 쓰시오.

  ① 기기의 반입, 반출 및 운전보수에 편리할 것

  ② 배기 배출구에 가급적 가까이에 있을 것    ③ 실내환기를 충분히 할 수 있을 것

(그외)

  ④ 급·배수가 용이할 것   ⑤ 연료류의 보급이 용이할 것   ⑥ 수변전실과 인접하여 전력공급이 용이할 것

  ⑦ 발전기실 높이는 기관의 보수, 점검이 용이하도록 공간을 확보해야 한다.

(3) 발전기 병렬운전 조건을 4가지만 쓰시오.

  ① 기전력의 크기가 같을 것 ② 기전력의 파형이 같을 것  ③ 기전력의 주파수가 같을 것  ④ 기전력의 위상이 같을 것

※ 동기발전기의 병렬운전 조건

4. 플리커 현상

 (1) 변압기 1차측 Y결선의 중성점을 전로의 N선에 연결해야 하는가 ?

     연결해서는 안되는가 ? 답 : 연결해서는 안된다.

 (2) 연결해야 한다면 연결해야 하는 이유를, 연결해서는 안된다면 연결해서는 안되는

     이유를 설명하시오.

  ▣ 중성점을 N선과 연결을 하게 되면 임의의 한상이 고장이나 결상시에 1차측 나머지

      2대가 자동으로 역V결선으로 연결되어 3상 전력을 공급하게 되므로 변압기 2대가

      과부하로 인하여 소손될 수 있다. Y결선시에는 변압기 한상이 고장이 나면 3상이

      모두 고장처리되도록 한다.

 (3) 전력퓨즈의 용량은 몇 [A]인지 선정하시오.

 [해설]

  ▣ 내선규정 3220-10 수전설비 접지공사

     ⊙ 고압 또는 특고압 기계기구의 철대, 금속제외함 및 금속프레임 등은 1445-2 접지규정에 따라 접지하여야 한다.

  ① 다중접지계통 (22.9[kV-Y])에 접속되는 변압기, 계기용변성기, 계기용변류기, 콘덴서, 유입차단기 등의 철대 및 외함

      또는 피뢰기 접지점은 중성선에 공동접지 공사를 할 것

  ② 다중접지계통에서 수전변압기를 2부싱(2-Bushing)변압기로 Y-△ 결선하는 경우에는 1차측 중성점은 접지하지 않고

      부동(Floating) 시켜야 하며, 변압기 외함 만을 중성선과 공동 접지한다.

9. 절연내력 시험

 ▣ 다음 물음에 답하시오.

   (1) 최대사용전압이 3.3[kV]인 중성점 비접지식 전로의 절연내력 시험전압은 얼마인가 ?

        3,300[V] × 1.5 = 4,950 [V]

   (2) 전로의 사용전압이 350[V] 이상 400[V] 미만인 경우 절연저항은 몇 [MΩ] 이상이어 야 하는가 ? 1[MΩ] 이상

   (3) 최대사용전압 380[V]인 전동기의 절연내력 시험전압[V]은 ?    380[V] × 1.5 = 570 [V]

   (4) 고압 및 특고압 전로의 절연내력시험 방법에 대하여 설명하시오.

     ▣ 시험전압으로 충전부분과 대지사이에 연속하여 10분간 가하여 절연내력시험을 하였을 때 이에 견디어야 한다.

[해설]

 ▣ KEC 132 전로의 절연저항 및 절연내력

  ⊙ 고압 및 특고압의 전로는 표에서 정한 시험전압을 전로와 대지 사이에 연속하여

      10분간 가하여 절연내력을 시험하였을 때에 이에 견디어야 한다.

▣ KEC 133 회전기 및 정류기의 절연내력(발전기, 전동기, 조상기, 기타 회전기)

▣ 전기설비기술기준 제52조 (저압전로의 절연성능)

[주] 특별저압 EXtra low voltage : 2차 전압이 AC 50[V], DC 120[V] 이하로 SELV(비접지식회로 구성) 및

      PELV (접지식 구성)은 1차와 2차가 전기적으로 절연된회로, FELV는 1차와 2차가 전기적으로 절연되지 않은 회로

11. 타여자 직류발전기

 ▣ 정격 5[kW], 50[V]인 타여자 직류발전기가 있다. 무부하로 하였을 경우 단자전압이 55[V]가 된다면

     발전기의 전기자 회로의 등가저항은 얼마인가 ?

12. 단락전류 구하기

 ▣ 66[kV], 500[MVA], %임피던스가 30[%]인 발전기에 용량이 600[MVA], %임피던스 20[%],

    변압비가 66[kV]/345[kV]인 변압기가 접속되어 있다. 지금 변압기 2차 345[kV] 측에서 단락이 일어났을 때

    단락전류는 몇 [A]인가 ?

13. 변압기 부하 분담

 ▣ 3,150/210[V]인 변압기의 용량이 각각 250[kVA], 200[kVA]이고 %임피던스 강하가

     각각 2.5[%]와 3[%]일 때 그 병렬 합성용량 [kVA]는 ?

14. 콘덴서 과보상

 ▣ 역률을 개선하면 전기요금의 저감과 배전선의 손실경감, 전압강하 감소, 설비여력의 증가 등을 기할 수 있으나,

     너무 과보상하면 역효과가 나타난다. 즉, 경부하시에 콘덴서가 과대 삽입되는 경우 결점을 3가지 쓰시오.

   ① 모선 전압 상승    ② 재점호에 의한 과전압 발생     ③ 계전기의 오동작

 <그외> ④ 유도전동기의 자기여자현상 ⑤ 선로의 변압기의 손실 증가

            ⑥ 전원설비의 여유용량 감소에 따른 과부하가 될 수 있다.

            ⑦ 고조파 왜곡의 증가 (콘덴서 및 타기기손상, 오동작, 변압기 소음증가)

15. 전동기의 기동보상기에 의한 기동제어 시퀀스 회로

  ▣ 도면과 같은 시퀀스도는 기동 보상기에 의한 전동기의 기동제어 회로의 미완성 도면이다.

       이 도면을 보고 물음에 답하시오.

(1) 전동기의 기동 보상기 기동제어는 어떤 기동방법인지 그 방법을 상세히 설명하시오.

  ▣ 기동시 전동기에 인가되는 전압을 단권변압기로 감압하여 공급함으로써 기동전류를 억제하고

      기동 완료 후 전전압으로 기동하는 방식

(2) 주회로에 대한 미완성 부분을 완성하시오.

(3) 보조회로에 대한 미완성 접점을 그리고 그 접점명칭을 표기하시오.

15. 피뢰기

 ▣ 피뢰기에 대한 다음 각 물음에 답하시오.

   (1) 피뢰기의 기능상 필요한 구비조건 4가지만 쓰시오.

     ① 충격파 방전개시전압이 낮을 것   ② 제한전압이 낮을 것   ③ 상용주파 방전개시 전압이 높을 것

     ④ 속류 차단능력이 클 것

    < 그외 > ⑤ 방전내량이 클 것

(2) 피뢰기 설치장소 4개소를 쓰시오.

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

   ② 특고압 가공전선에 접속하는 배전용 변압기의 고압 및 특고압측

   ③ 고압 및 특고압 가공전선로로 부터 공급을 받는 수용가의 인입구

   ④ 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳

16. 154[kV] 수용가의 수전설비 단선 결선도

  ▣ 도면은 어느 154[kV] 수용가의 수전설비 단선 결선도의 일부분이다.

      주어진 표와 도면을 이용하여 다음 각 물음에 답하시오.

 (1) 변압기 2차 부하설비용량이 51[MW], 수용률이 70[%], 부하역률이 90[%]일 때

      도면의 변압기 용량은 몇 [MVA]가 되는가 ?

 (2) 변압기 1차측 DS의 정격전압은 몇 [kV]인가 ? 170 [kV]

 (3) CT1의 비는 얼마인지를 계산하고 표에서 선정하시오.

                                             CT의 정격

(5) OCB의 정격 차단전류가 23[kA]일 때, 이 차단기의 차단용량은 몇 [MVA]인가 ?

(6) 과전류 계전기의 정격부담이 9[VA] 일 때 이 계전기는 몇 [Ω]인가 ?

(7) CT7 1차 전류가 600[A]일 때 CT7의 2차에서 비율차동 계전기의 단자에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

  [문제풀이] 비율차동계전기의 2차측 CT는 변압기가 Y결선이므로 △결선을 하게 되고

                △결선의 단자전류는 상전류의 √3배가 된다.

17. 대지고유저항률과 접지저항(대지저항)

  ▣ 대지 고유저항률 400[Ω·m], 직경 19[㎜], 길이 2,400[㎜]인 접지봉을 전부 매입하였고 한다. 

      접지저항(대지저항)값은 얼마인가 ?

18. 송전선의 등가 선간거리

  (1) 그림과 같은 송전 철탑에서 등가 선간거리 [m]는 ?

  [답안작성]

  (2) 간격 400[㎜]인 정사각형 배치의 4도체에서 소선 상호간의 기하학적 평균거리는 몇 [m] 인가 ?

19. 발전기 용량 산정

 ▣ 주어진 표는 어떤 부하 데이터의 예이다. 이 부하 데이터를 수용할 수 있는 발전기 용량을 산정하시오.

     단, 발전기 표준 역률은 0.8, 허용 전압강하 25[%], 발전기 리액턴스 20[%], 원동기 기관 과부하내량 1.2 이다.

 (1) 전부하 정상 운전시의 입력에 의한 것

 (2) 전동기 기동에 필요한 용량

 (3) 순시 최대 부하에 의한 용량

20. 배전선로의 전력손실

 ▣ 그림과 같은 3상 3선식 배전선로가 있다. 각 물음에 답하시오. 단, 전선 1가닥의 저항은 0.5[Ω/㎞]라고 한다.

 (1) 급전선에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 (2) 전체 선로손실은 몇 [W]인가 ?

21. 배전선로의 불평형률

 ▣ 그림과 같은 3상 3선식 배전선로에서 불평형률을 구하고, 양호하게 되었는지의 여부를 판단하시오.

22. 일 부하율

  ▣ 어떤 공장의 어느 날 부하실적이 1일 사용전력량 192[kWh]이며, 1일 최대 전력이

      12[kW]이고, 최대전력일 때의 전류값이 34[A]이었을 경우 다음 각 물음에 답하시오.

      단, 이 공장은 220[V], 11[kW]인 3상 유도 전동기를 부하설비로 사용한다고 한다.

  (1) 일 부하율은 몇 [%]인가 ?

  (2) 최대공급전력일 때의 역률은 몇 [%]인가 ?

23. PLC 프로그램과 래더 다이어그램

  ▣ 다음의 PLC 프로그램을 보고 래더 다이어그램을 완성하시오.

[답안작성]

24. 전압계 및 전류계 회로 구성

  ▣ 다음과 같이 기자재가 주어졌다.

  (1) 접압, 전류계법으로 저항값을 측정하기 위한 회로를 완성하시오.

  (2) 저항 Rs에 대한 식을 쓰시오.

1. 미완성 단선도의 □ 안에 유입 차단기, 피뢰기, 전압계, 전류계, 지락보호계전기, 과전류

보호계전기, 계기용 변압기, 계기용 변류기, 영상변류기, 전압계용 전환 개폐기, 전류계

용 전환 개폐기 등을 사용하여 3상 3선식 6,600[V] 수전설비계통의 단선도를 완성하시

오. 단, 단로기, 컷아웃 스위치, 퓨지 등도 필요 개소가 있으면 도면의 알맞은 개소에 삽입

하여 그리도록 하며, 또한 각 심벌은 KS 규정에 의하여 심벌 옆에는 약호를 쓰도록 한다.

【답안 작성】

2. 변압기의 손실과 효율 계산

 ▣ 전압 3,300[V], 전류 43.5[A], 저항 0.66[Ω], 무부하손 1,000[W]인 변압기에서

      다음 조건일 때의 효율을 구하여라.

  (1) 전부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때

  (2) 반부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때

【답안 작성】

  (1) 전부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때 변압기 효율

  (2) 반부하시 역률 100[%]와 80[%] 일 때 변압기 효율

  [해설]

3. PLC 시퀀스 (래더 다이어그램)

 ▣ 그림과 같은 PLC 시퀀스(래더 다이어그램)가 있다. 물음에 답하시오.

  (1) PLC 프로그램에서의 신호 흐름은 단방향이므로 시퀀스를 수정해야 한다.

       문제의 도면을 바르게 작성하시오.

【문제풀이】 출력되는 노선을 모두 찾는다. 1~4개의 신호흐름을 찾을 수 있다.

  ▣ 이 4개의 신호흐름이 병렬로 연결된 것이다.

  (2) PLC 프로그램을 표의 ① ~ ⑥을 완성하시오.

      단, 명령어는 LOAD, AND, OR, NOT, OUT을 사용한다.

 【문제풀이】 그룹은 노드(점과 점 사이)로 구성되어 있다.

      그룹을 묶는 것은 2개의 노드(점과 점 사이)를 묶는 것이다.

      하나의 시퀀스 (출발점 하나)일 때의 그룹을 뒤에서 부터 묶지만

      출발점이 여러개 (병령연결)인 경우에는 그룹을 앞에서 부터 묶는다.

4. Wenner의 4전극법 (접지저항 측정법)

   ▣ Wenner의 4전극법에 대한 공식을 쓰고 원리도를 그려 설명하시오.

  [답안작성] 대지저항률 ρ = 2πaR 단, a : 접지극 간격 [m], R : 접지저항값 [Ω]

  ▣ 4개의 측정전극 (C1, P1, P2, C2)을 지표면에 일직선상, 일정한 간격으로 매설하고,

      측정장비 내에서 저주파 전류를 C1, C2 전극을 통해 대지에 흘려 보낸 후 P1, P2

      사이의 전압을 측정하여 대지저항률을 구하는 방법이다.

5. UPS와 CVCF

 ▣ UPS 장치 시스템의 중심부분을 구성하는 CVCF의 기본회로를 보고 다음 각 물음에

     답하시오.

  (1) UPS 장치는 어떤 장치인가 ? 무정전 전원 공급장치

  (2) CVCF는 무엇을 뜻하는가 ? 정전압 정주파수 장치

  (3) 도면의 ①, ②에 해당하는 것은 무엇인가 ?

       ① 정류기(컨버터)           ② 인버터 (역변환장치)

[해설]

  ▣ CVCF (Constant Voltage Constant Frequecncy) : 정전압 정주파수 장치

  ▣ UPS 동작 원리

   ① 정상운전 : 상용전원을 컨버터를 통해 교류를 직류로 변환 후 축전지에 저장함과 동시

                     에 인버터를 통해 교류로 변환하여 정전압 정주파수로 전원을 공급

   ② 비상운전 : 정전시 축전지의 전력을 인버터를 통해 교류로 변환하여 정전압 정주파수로

                     전원을 공급

6. 접지저항 저감법 및 저감제 구비조건

  ▣ 접지저항의 저감법 중 물리적인 방법 4가지와 대지저항률을 낮추기 위한 저감제의 구비

      조건 4가지를 쓰시오.

  (1) 물리적인 저감법

     ① 접지극을 길게 한다.        ② 접지극을 병렬 접속한다.      ③ 접지봉의 매설깊이를 깊게 한다.

     ④ 접지극과 대지와의 접촉저항을 향상시키기 위하여 심타공법으로 한다.

  (2) 저감제의 구비조건

    ① 환경에 무해하며 안전할 것   ② 전기적으로 양도체이고 전극을 부식시키지 아니할 것

    ③ 지속성이 있을 것    ④ 작업성이 좋을 것

7. 콘덴서 부속설비 - 직렬리액터, 방전코일

 ▣ 전력용 콘덴서의 부속설비인 방전코일과 직렬리액터의 사용목적은 무엇인가 ?

  (1) 방전코일 : 콘덴서에 축적된 잔류전하 방전

  (2) 직렬 리액터 : 제5고조파 제거하여 파형을 개선

8. 변압기 용량 산정

 ▣ 부하설비가 각각 A-10[kW], B-20[kW], C-20[kW], D-30[kW]되는 수용가가 있다.

     이 수용장소의 수용률이 A와 B는 각각 80[%], C와 D는 각각 60[%]이고 이 수용장소

     의 부등률은 1.3이다. 이 수용장소의 종합최대전력은 몇 [kW]인가 ?

9. 지중전선로의 시설

 ▣ 지중전선로의 시설에 관한 다음 각 물음에 답하시오.

  (1) 지중전선로는 어떤 방식에 의하여 시설하여야 하는지 3가지만 쓰시오.

     ① 직접매설식     ② 관로식        ③ 암거식

  (2) 특고압용 지중전선로에 사용하는 케이블의 종류를 2가지만 쓰시오

      ① 파이프형 압력 케이블     ② 연피케이블       ③ 알루미늄피케이블

10. 3상4선식 송전선의 중성선에 흐르는 전류

  ▣ 3상4선식에서 역률 100[%]의 부하가 각 상과 중성선에 연결되어 있다. a상, b상,

      c상에 흐르는 전류가 각각 220[A], 180[A], 180[A]이다. 중성선에 흐르는 전류의

      크기의 절대값은 몇 [A]인가 ?

11. 반사갓형 수은등 배광곡선

  ▣ 그림과 같은 배광곡선을 갖는 반사갓형 수은등 400[W] (22,00[lm])을 사용할 경우

      기구 직하 7[m] 점으로 부터 수평거리 5[m] 떨어진 점의 수평면 조도를 구하시오.

      단, cos-1 0.814 = 35.5˚, cos-1 0.707 = 45˚, cos-1 0.583 = 54.3˚

【문제풀이】

 <사전에 숙지해야 할 사항>

  ▣ 배광곡선은 조명기구의 직하점을 기준선으로 하여 조명체와 조명기구간에 이루는 각도

      에 따른 광도분포를 나타낸 곡선을 말한다.

   ⊙ 배광곡선의 분포는 cos 곡선의 분포를 이룬다. 조명기구 직하에서는 즉 각도가 0˚일 때

       는 광도값에 1을 곱해주고 조명기구와 조명체의 각도가 90˚일 때는 광도값에 0을 곱해 준다.

  ▣ 수평면 조도는 수평면에 법선 즉 직각으로 입사하는 빛의 양을 나타낸다.

  ▣ 수직면 조도는 수직면에 법선 즉 직각으로 입사하는 빛의 양을 나타낸다.

  ▣ 조도는 광도에 비례하고 거리에는 역제곱의 법칙이 작용한다.

​

[답안작성]

 ① 수평면 조도를 구하기 위한 사전작업으로 피조체에 입사하는 광도를 구하기 위하여

     광원과 피조체간의 광원입사각을 구하며 입사각은 cos값을 활용하여 구한다.

  ② 배광곡선에서 각도 35.5˚ 에 대한 광도는 약 280 [cd/1,000 [lm]]임을 알 수 있다.

      이제 해당 지점에 대한 광도를 구해 보자.

  ③ 이제 해당 점의 광도를 구했으니 수평면조도를 구해 보자.

【 해설 】

 ▣ 배광곡선을 이용한 수평면 조도를 구하는 방법에 대해 알아보자.

  ⊙ 배광곡선은 광원의 직하 수직선과 조도체가 이루는 각도에 따른 광도분포를 나타낸다.

  ⊙ 각도에 따라 광도분포가 달라지므로 광도를 구하기 위해서는 먼저 광원의 직하 수직선

      과 조도체가 이루는 각도를 먼저 구해야 하는데 이때 cos값을 이용하여 구한다.

 ▣ 해당 지점의 광도를 구하면 조도는 광도와 비례하고 거리역제곱의 법칙을 이용하여

     구하며 수평면 조도는 수평면의 법선 즉, 수평면에 직각으로 입사하는 광속을 구하는

     것이므로 cos값을 곱해준다.

12. 유도전동기 정전, 역전용 운전 단선결선도

 ▣ 도면은 유도 전동기의 정전, 역전용 운전 단선 결선도이다. 다음 각 물음에 답하시오.

     정·역회전을 할 수 있도록 조작회로를 그리시오. 단, 인입 전원은 위상(phase) 전원을

     사용하고 OFF 버튼 3개, ON버튼 2개 및 정·역회전 시 표시 Lamp가 나타나도록 하시오.

【답안작성】

13. 단상변압기 병렬운전 조건

 ▣ 단상변압기의 병렬운전 조건 4가지를 쓰고 이들 각각에 대하여 조건이 맞지 않았을

     경우에 어떤 현상이 나타나는지 쓰시오.

【답안작성】

  (1) 조건 : 극성이 일치할 것

       현상 : 큰 순환전류가 흘러 권선이 소손

  (2) 조건 : 정격전압(권수비)이 같을 것

      현상 : 순환전류가 흘러 권선이 가열

  (3) 조건 : %임피던스 강하(임피던스 전압)가 같을 것

      현상 : 부하의 분담이 용량비가 되지 않아 부하분담이 균형을 이룰 수 없다.

  (4) 조건 : 내부저항과 누설리액턴스의 비가 같을 것

      현상 : 각 변압기의 전류간에 위상차가 생겨 동손이 증가

14. 변압기 등 시설별 서지흡수기(SA) 설치

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

      를 구분하여 쓰시오.

[해설]

1. 3 전류계법 - 측정법

 ▣ 그림과 같이 전류계 3개를 가지고 부하전력을 측정하려고 한다.

     각 전류계의 지시가 A1 = 7 [A], A2 = 4 [A], A3 = 10 [A] 이고, R = 20[Ω] 일 때

     다음을 구하시오.

  (1) 부하전력 [W]을 구하시오.

  (2) 부하 역률을 구하시오.

【문제풀이】

2. 환기팬 자동운전 회로

 ▣ 다음 회로는 환기팬의 자동운전 회로이다. 이 회로와 동작개요를 보고 다음 각 물음에 답하시오.

 [동작개요]

  ① 연속운전을 할 필요가 없는 환기용 팬 등의 운전회로에서 기동 버튼에 의하여 운전을개시하면

      그 다음에는 자동적으로 운전 정지를 반복하는 회로이다.

  ② 기동버튼 PB1을 "ON" 조작하면 타이머 "T1"의 설정 시간만 환기팬이 운전하고 자동적으로 정지한다.

      그리고 타이머 "T2"의 설정시간에만 정지하고 재차 자동적으로 운전을 개시한다.

  ③ 운전 도중에 환기팬을 정지시키려고 할 경우에는 버튼 스위치 PB2를 "ON" 조작하여 행한다.

 (1) 위 시퀀스에서 릴레이 "R1"에 의하여 자기유지 될 수 있도록 ① 로 표시된 곳에 접점기호를 그려 넣으시오.

 (2) ② 로 표시된 접점 기호의 명칭과 동작을 간단히 설명하시오.

 (3) Thr로 표시된 ③, ④의 명칭과 동작을 간단히 설명하시오.

【답안작성】

 (1)

 (2) 명칭 : 한시동작 순시복귀 b접점

     동작 : 타이머 T2가 여자되면 일정시간 후에 개로되어 R2와 T2를 소자시킨다.

 (3) 열동계전기 : 전동기 과부하 시 동작하여 전동기 보호

     수동복귀 b접점 : 전동기 과부하시 동작하여 회로를 개로시키며 복귀는 수동으로 한다.

3. 조명 : 수평면 조도, 수직면 조도

 ▣ 그림과 같이 높이 5[m]의 점에 있는 백열전등에서 광도 12,500[cd]의 빛이 수평거리 7.5[m]의

     점 P에 주어지고 있다. 표 1,2를 이용하여 다음 각 물음에 답하시오.

 (1) P점의 수평면 조도를 구하시오.

 (2) P점의 수직면 조도를 구하시오.

 (1) P점의 수평면 조도를 구하시오.

  (2) P점의 수직면 조도를 구하시오.

4. 디젤발전기의 효율 및 출력

 ▣ 디젤발전기를 5시간 전부하 운전할 때 연료소비량이 287[kg]이었다. 이 발전기의

     정격출력은 몇 [kVA]인가 ? 단, 중유의 열량은 10,000[kcal/kg], 기관 효율 36.3[%]

     발전기 효율 82.7[%], 전부하 발전기 역률 80[%]이다.

[해설]

 ▣ 발전기 출력 (전기적 출력 ) = 발생 전력량 Pt = 860W ※ 1[kWh] = 860[kcal]

    ※ 1[J] = 1[W] = 0.24[cal] ∴ 1[kWh] = 0.24 × 1,000 × 3,600 = 860,000[cal]

     발전기 입력 (열 에너지) = 공급된 연료의 발열량 = 엔진 출력 = MH

5. 한시동작 순시복귀 릴레이

 ▣ 다음 릴레이 접짐에 관한 다음 각 물음에 답하시오.

  (1) 한시동작 순시복귀 a접점 기호를 그리시오.

  (2) 한시동작 순시복귀 a점점의 타임차트를 완성하시오.

  (3) 한시동작 순시복귀 a 접점의 동작상황을 설명하시오.

【 답안 작성】

 (1) 한시동작 순시복귀 a접점 기호를 그리시오.

 (2) 한시동작 순시복귀 a점점의 타임차트를 완성하시오.

(3) 한시동작 순시복귀 a 접점의 동작상황을 설명하시오.

  ▣ 타이머가 여자되면 일정 설정시간 후에 a접점이 폐로가 되고 타이머가 소자되면 즉시

      순시 복귀한다.

6. PLC 래더 다이어그램

 ▣ 다음 명령어를 참고하여 미완성 PLC 래더 다이어그램을 완성하시오.

【답안작성】

7. 피뢰기 (갭형, 갭레스형)

 ▣ 그림은 갭형 피뢰기와 갭레스형 피뢰기의 구조를 나타낸 것이다. 화살표로 표시된 각

     부분의 명칭을 쓰시오.

【답안작성】

  ① 특성요소 ② 주갭 ③ 측로갭 ④ 분로저항 ⑤ 소호코일 ⑥ 특성요소 ⑦ 특성요소

[해설]

  ▣ 피뢰기 구성요소

① 직렬갭 (Searies Gap)

 ⊙ 특성요소와 직렬로 연결되어 평상시 피뢰기 회로를 열고(Off) 과전압이 인가될 때

     불꽃 방전에 의해 그 회로를 닫으며 (On) 그 후 특성요소로 제한하여 속류차단 작용을

     하는 피뢰기의 구성부분

 ② 특성요소

  ⊙ 전류특성에 따라 방전할 때는 대전류를 통과시키고 단자간 전압을 제한하여 방전 후는

      속류를 직렬갭으로 차단할 수 있는 정도로 제한하는 피뢰기의 구성부분

   ◈ 갭형 피뢰기 : 탄화규소 (SiC)

   ◈ 갭레스형 피뢰기 : 산화아연 (ZnO)

8. 경제적인 전등기구 선택

 ▣ 전구를 수요자가 부담하는 종량 수용가에서 A, B 어느 전구를 사용하는 편이 유리한가를

     다음 표를 이용하여 산정하시오.

【답안작성】

8. 접지용구 (차단기, 단로기 조작순서)

  ▣ DS 및 CB로 된 선로와 접지용구에 대한 그림을 보고 다음 각 물음에 답하시오.

 (1) 접지용구를 사용하여 접지를 하고자 할 때 접지 순서 및 접지 개소에 대해 설명하시오.

  ① 접지순서 : 대지에 먼저 연결한 후 선로에 연결한다.

  ② 접지개소 : 선로측 A와 부하측 B 양측을 접지한다.

 (2) 부하측에서 휴전 작업을 할 때의 조작 순서를 설명하시오.

  ▣ CB (OFF) ⇒ DS2 (OFF) ⇒ DS1 (OFF)

   ※ 단로기는 부하측을 먼저 OFF 한다. 만약, CB가 OFF 되지 않았다면 사고 DS2 조작시

      CB가 차단을 하므로 사고범위가 작지만 DS1을 조작하면 상위 CB가 차단을 해야하므로

      차단범위가 넓어진다. 따라서 사고 범위확산 방지를 위해 DS는 부하측 DS를 먼저 OFF한다.

 (3) 휴전 작업이 끝난 후 부하측에 전력을 공급하는 순서를 설명하시오.

     단, 접지되지 않은 상태에서 작업한다고 가정한다.

  ▣ DS2 (ON) ⇒ DS1 (ON) ⇒ CB (ON)

    ※ 단로기는 부하측을 먼저 ON 한다. 만약, CB가 OFF 되지 않았다면 사고 DS2 조작시CB가

       차단을 하므로 사고범위가 작지만 DS1을 조작하면 상위 CB가 차단을 해야하므로

       차단범위가 넓어진다. 따라서 사고 범위확산 방지를 위해 DS는 부하측 DS를 먼저 ON 한다.

 (4) 긴급할 때 DS로 개폐가능한 전류 2가지만 쓰시오.

  ▣ 무부하 충전전류, 변압기 여자전류

 <해설>

  ▣ 단로기 : 선로로 부터 기기를 분리, 구분 및 변경할 때 사용되는 개폐장치, 단순히 충전된 선로를

                 개폐하기 위해 사용한다. 무부하 상태의 전류만 개폐 가능하고 부하전류는 개폐할 수 없다.

  ▣ 차단기 : 부하전류 및 고장전류 등을 차단하는 기능이 있지만 차단 후 구조상 완전한 전기적 분리를

                 확인하기 어렵기 때문에 단로기를 직렬로 연결하여 전원과 분리를 확실하게 한다.

  ▣ 단로기 및 차단기 조작은 반드시 다음의 순서를 준수한다.

    ① 투입시 : 단로기(DS) → 차단기 (CB)

    ② 차단시 : 차단기(CB) → 단로기 (DS)

           즉, 차단기가 열려 있어야 단로기를 열고 닫을 수 있다. (인터록 상태)

     ※ 만약 차단기가 열리지 않은 상태에서 단로기 개방시 DS를 조작하였을 때의 사고는

        위의 차단기에 의해 보호 가능하지만 DS1을 조작하였을 시 그 상위 계통에 의하여

        보호하여야 하므로 사고가 커지게 된다.

9. 가스절연개폐기 (GIS : Gas Insulation Switch)

 (1) 가스절연 개폐장치 (GIS)의 장점 4가지를 쓰시오.

   ① 소형화할 수 있다. (옥외 철구형 변전소의 1/10 ~ 1/15)

   ② 충전부가 완전히 밀폐되어 안정성이 높다.

   ③ 대기중의 오염물의 영향을 받지 않기 때문에 신뢰성이 높다.

   ④ 소음이 적고 환경조화를 기할 수 있다.

 (2) 가스절연개폐장치 (GIS)에 사용되는 가스는 어떤 가스인가 ?

  ▣ SF6 (육불화황) 가스

[해설]

 ▣ 가스절연개폐장치 (GIS : Gas Insulation Switchgear)

  ① SF6를 이용한 밀폐형 구조의 개폐장치

  ② 대기절연을 이용한 것에 비해 현저하게 소형화할 수 있다.

  ③ 충전부가 완전히 밀폐되기 때문에 안전성이 높다.

  ④ 대기중의 오염물의 영향을 받지 않기 때문에 신뢰성이 높고 보수가 용이하다.

  ⑤ 소음이 적고 환경조화를 기할 수 있다.

 ▣ SF6 가스의 특징

  ① 무색, 무취, 무독성이다.

  ② 소호능력이 우수하다. (공기의 100배 이상)

  ③ 절연내력이 높다. (공기의 2~3배)

  ④ 난연성, 불활성 가스이다.

10. 변압기 보호용 차동계전기

 ▣ 답안지의 그림은 1, 2차 전압이 66/22[kV]이고, Y-△결선된 전력용 변압기이다.

     1,2차에 CT를 이용하여 변압기의 차동계전기를 동작시키려고 한다. 주어진 도면을

     이용하여 다음 각 물음에 답하시오.

 (1) CT와 차동계전기의 결선을 주어진 도면에 완성하시오.

  (2) 1차측 CT의 권수비를 200/5로 했을 때 2차측 CT의 권수비는 얼마가 좋은지 쓰고

       그 이유를 설명하시오.

 (3) 변압기를 전력계통에 투입할 때 여자 돌입전류에 의한 차동계전기의 오동작을 방지하기 위하여

     이용되는 차동계전기의 종류(또는 방식)를 한가지만 쓰시오. 감도저하법

 (4) 우리나라에서 사용되는 CT의 극성은 일반적으로 어떤 극성의 것을 사용하는가 ?

      감극성

11. 변압기 호흡작용

   ▣ 변압기의 특성에 관한 내용 중에서, 호흡작용에 관한 다음 물음에 답하시오.

 (1) 변압기의 호흡작용이란 무엇인지 쓰시오.

   ▣ 변압기의 외부온도와 내부에서 발생하는 열에 의해 변압기 내부에 있는 절연유의

       부피가 수축 팽하게 되고 이로 인하여 외부의 공기가 변압기 내부로 출입하게 되는데

       이를 변압기 호흡작용이라 한다.

 (2) 호흡작용으로 인한 발생되는 문제점을 쓰시오.

   ▣ 호흡작용으로 인한 변압기 내부에 수분 및 불순물이 혼입되어 절연유의 절연유의

       절연내력을 저하시키고 침전물을 발생시킬 수 있다.

 (3) 호흡작용으로 발생되는 문제점을 방지하기 위한 대책은 ?

   ▣ 콘서베이터 설치

[해설]

 ▣ 변압기 절연유 열화 원인

   ① 호흡작용으로 인한 절연유의 수분 흡수

   ② 절연유 온도상승에 의한 기름의 산화

 ▣ 변압기 절연유의 열화방지 대책

   ① 콘서베이터 (Conservator) 설치

   ② 콘서베이터 유면 위에 불활성 질소를 넣어 공기의 접촉을 방지 (질소 봉입방식)

   ③ 유리통에 탈수제인 실리카겔을 넣어 흡수하도록 브리더(흡습 호흡기)를 설치

12. 수변전설비의 에너지 절약대책

 ▣ 수변전 설비에서 에너지 절약을 위한 대응방안 5가지를 쓰시오.

   ① 고효율 변압기 채택 ② 최대수요전력제어 시스템 채택

   ③ 전력용 콘덴서를 설치하여 역률개선 ④ 우수한 역률기기의 선정

   ⑤ 변압기 운전대수 제어가 가능하도록 뱅크를 구성하여 효율적인 운전관리를 통한

       손실 최소화

13. 전동기용 과부하 보호 장치

 ▣ 전동기는 소손을 방지하기 위하여 전동기용 과부하 보호장치를 시설하여 자동적으로

    회로를 차단하거나 과부하시에 경보를 내는 장치를 하여야 한다. 전동기 소손방지를

    위한 과부하 보호장치의 종류를 4가지만 쓰시오.

  ① 전동기용 퓨즈   ② 열동계전기(Thermal Relay)     ③ 전동기 보호용 배선용 차단기

  ④ 유도형 계전기   ⑤ 정지형 계전기 (전자식 계전기, 디지털 계전기 등)

[해설]

 ▣ 내선규정 3115-5 전동기의 과부하 보호장치의 시설

  ⊙ 전동기는 손상방지를 위하여 전동기용 퓨즈, 열동계전기(Thermal Relay), 전동기

      보호용 배선용 차단기, 유도형 계전기, 정지형 계전기 (전자식계전기, 디지털계전기

      등) 등의 전동기용 과부하 보호장치를 사용하여 자동적으로 회로를 차단하거나 과부하

      시에 경보를 내는 장치를 사용하여야 한다.

14. 주상변압기 2차측 접지공사

 ▣ 어떤 변전소로 부터 3.3[kV], 3상 3선식, 선로길이가 20[㎞]인 비접지식의 배전선 8회선이

     접속되어 있다. 고압측 1선 지락사고시 지락전류가 4[A]일 때, 이 선로에 접속된 

     주상변압기의 저압측에 시설될 접지공사의 저항값을 구하시오. 단, 자동차단 장치는

     없는 것으로 하며, 전선은 케이블 이외의 것으로 한다.

[해설]

 ▣ KEC 142.5 변압기 중성점 접지

  1. 변압기의 중성점접지 저항값은 다음에 의한다.

    가. 일반적 변압기 고압·특고압측 전로 1선 지락전류로 150을 나눈 값 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 2초이내에 고압·특고압 전로를 자동으로 차단하는 장치를 설치할 때는 300을 나눈값 이하.

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

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

18. PLC 래더 다이어그램

 ▣ PLC 래더 다이어그램을 주어진 표의 빈칸 "ⓐ ~ ⓗ"에 명령어를 채워 프로그램을 완성하시오.

   [보기] 입력 : LOAD 직렬 : AND 병렬 : OR

            블록간 병렬결합 : OR LOAD 블록간 직렬결합 : AND LOAD

【답안작성】

  ⓐ OR   ⓑ LOAD   ③ OR   ⓓ LOAD   ⓔ OR   ⓕ P002   ⓖ P003   ⓗ P004

19. 발전기 효율

 ▣ 용량 1000[kVA]인 발전기를 역률 80[%]로 운전할 때 시간당 연료소비량[l/h]을 구하시오.

     단, 발전기의 효율은 0.93, 엔진의 연료소비율은 190[g/ps·h], 연료의 비중은 0.92이다.

[해설]

  ▣ 마력 : 1[ps ] = 735.5[W], 1[ps] = 0.7355[kW]

20. 역률개선을 위한 콘덴서 용량

 ▣ 전동기 부하를 사용하는 곳의 역률 개선을 위하여 제시된 각 전동기 회로에 병렬로 역률개선용

     저압 콘덴서를 설치하여 각 전동기의 역률을 90[%] 이상으로 유지하려고 한다.필요한 3상 콘덴서의

     [kVA]용량을 구하고, 이를 다시 [μF]로 환산한 용량으로 구한 다음 적합한 표준규격의 콘덴서를

     선정하시오. 단, 정격주파수는 60[Hz]로 계산하며, 용량은 최소치를 구하도록 한다.

【문제풀이】

  ▣ 표1의 콘덴서 용량 산출표는 콘덴서 용량 산정식 Qc = P(tanθ1 - tanθ2)에서tanθ1-tanθ2 값을

      구하는 표이다.

  ▣ Y결선에서는 Qc = ωCV2 이고 △결선에서는 Qc = 3ωCV2 인데 Y결선으로 보고 (내선규정에 따라)

       Qc = ωCV2으로 계산한다.

<답안작성>

 (1) 표1에서 콘덴서 용량 산정계수 K = 27 [%]

     콘덴서 용량 Qc = 7.5 × 0.27 = 2.03 [kVA]

 (2) 표1에서 콘덴서 용량 산정계수 K=14 [%]

     콘덴서 용량 Qc = 15 × 0.14 = 2.1 [kVA]

 (3) 표1에서 콘덴서 용량 산정계수 K = 40 [%]

     콘덴서 용량 Qc = 3.7 × 0.4 = 1.48 [kVA]

1. 스폿 네트워크 (Spot Network) 수전방식

 ▣ Spot Network 수전방식에 대해 설명하고 장점 4가지를 쓰시오.

  (1) Spot Network 수전방식이란 ?

   ⊙ 배전용 변전소로 부터 2회선 이상의 배전선으로 수전하는 방식으로 배전선 1회선에

       사고가 발생할 지라도 건전한 다른 회선으로 부터 자동적으로 수전할 수 있는 무정전

       수전방식으로 공급의 신뢰도가 매우 높은 방식이다.

  (2) 장점 4가지

   ① 무정전 전력공급이 가능하다.

   ② 공급의 신뢰도가 높다.

   ③ 전압변동률이 낮다.

   ④ 부하증가에 대한 적응성이 높다.

2. 변압기 보호

  ▣ 변압기 본체 탱크내에 발생한 가스 또는 이에 따른 유류를 검출하여 변압기 내부고장을

     검출하는데 사용되는 계전기로서 본체와 콘서베이터 사이에 설치하는 계전기는 ?

      브흐홀쯔 계전기

3. 사고종류에 대한 보호장치

  ▣ 다음과 같은 사고 종류에 대한 보호장치 및 보호조치를 작성하시오.

【 답안작성 】

【답안작성】 3 [m]

<해설>

 ▣ KEC 212.4.2 과부하 보호장치의 설치 위치

  ① 과부하 보호장치는 전로 중 도체의 허용전류 값이 줄어드는 분기점에 설치해야 한다.

  ② 분기회로도체 S2는 전원측 보호장치 P1에 의해 단락보호가 보장되지 않을 경우

      : 3 [m] 이내에 설치

  ③ 분기회로도체 S2는 전원측 보호장치 P1에 의해 단락보호가 보장되는 경우 : 분기점

      으로 부터 거리제한 없이 설치

  ④ 전원측 과부하 보호장치 P1이 분기회로에 발생하는 과부하를 보호하는 경우

      : 보호장치의 설치 생략 가능

5. 특고압 수전설비 결선도

 ▣ 그림의 단선 결선도를 보고 ① ~ ⑤ 에 들어 갈 기기에 대하여 표준 심벌을 그리고 약호,

     명칭, 용도 또는 역할에 대해서 쓰시오.

【답안작성】

6. PLC 래더 다이어 그램

 ▣ 다음 그림과 같은 유접점 회로에 대한 주어진 미완성 PLC 래더 다이어그램을 완성하고,

     표의 빈칸 ① ~ ⑥에 해당하는 프로그램을 완성하시오. 단, 회로의 시작 LOAD, 출력

     OUT, 직렬 AND, 병렬 OR, b접점 NOT, 그룹간 묶음 AND LOAD 이다.

  ▣ 프로그램

▣ 래더 다이어그램

【문제풀이】

 ▣ 프로그램 작성에 있어서 유접점 회로는 왼쪽이 먼저이고 오른쪽으로 가면서 후순위가

     되나 PLC 래더 다이어그램은 위쪽과 왼쪽이 먼저이고 아래쪽, 오른쪽이 후순위이다.

  ⊙ 래더 다이어그램에서는 마디를 기준으로 한다. 마디 안에서 AND, OR로 프로그램 순

     서를 정하고 마디를 변경할 때는 그룹을 변경시키는 것이므로 다시 LOAD로 시작하게

     되며, LOAD, AND, OR 다음 NOT을 쓰게 된다. 주된 명령어를 먼저 쓰고 NOT을 표기

     하게 된다.

  ⊙ 마디, 즉 그룹이 2개 이상이 마치게 되면 그룹을 묶어 주어야 하는데 직렬 묶음은 AND

      LOAD, 병렬 묶음은 OR LOAD 해 주게 된다. 그룹을 묶는 것은 순차적으로 하게 되며

      만약 그룹이 4개 라면 먼저 2개 그룹의 명령어를 진행한 후 AND LOAD, OR LOA로

      그룹을 묶어 주고 3번째 그룹의 명령어를 진행하고 AND LOAD, OR LOA로 그룹을

      묶어 주고 마지막으로 4번째 그룹 명령어를 진행한 후 AND LOAD, OR LOA로 그룹을

      묶어 준다. 그룹을 묶어 주면 묶인 그룹은 하나의 그룹으로 취급한다.

  ⊙ (AND or OR) 명령어와 NOT 명령어의 주소는 같다. NOT 명령어는 주명령어의 부정

     이므로 주소는 주명령어와 같게 된다.

 ▣ 프로그램 작성

 ▣ 래더 다이어그램

7. 인체 전기 감전 정도

  ▣ 다음은 인체에 전류가 흘러 감전된 정도를 설명한 것이다. ( ) 안에 알맞은 용어를 쓰시오.

  (1) ( 감지 ) 전류 : 인체에 흐르는 전류가 수 [mA]를 넘으면 자극으로서 느낄 수 있는데

                         사람에 따라서 1[mA]이하에서 느끼는 경우도 있다.

  (2) ( 경련 ) 전류 : 도체를 잡은 상태로 인체에 흐르는 전류를 증가시켜 5~50[mA] 정도의

                         범위에서 근육이 수축 경련을 일으켜 사람 스스로 도체에서 손을 뗄 수

                         없는 상태로 된다.

  (3) (심신세동 ) 전류 : 인체 통과 전류가 수십 [mA]에 이르면 심장 근육이 경련을 일으켜

                         신체내의 혈액 공급이 정지되며 사망에 이르게 될 우려가 있으며, 단시간내

                         통전을 정지시키면 죽음을 면할 수 있다.

8. 퓨즈의 정격

 ▣ 퓨즈 정격사항에 대하여 주어진 표의 빈칸에 쓰시오.

 ▣ 내선규정 3220-5 주차단장치 (전력 퓨즈의 정격)

9. 옥내배선 설비 심벌

10. 오차율, 보정률

 ▣ 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]

11. 권상기용 전동기와 로핑

 ▣ 그림과 같은 2 : 1 로핑의 기어레스 엘리베이터에서 적재하중은 1,000[kg], 속도는

     140[m/min]이다. 구동로프 바퀴의 직경은 760[㎜]이며, 기체의 무게는 1,500[kg]인 경우

     다음 각 물음에 답하시오.

     단, 평형률은 0.6, 엘리베이터의 효율은 기어레스에서 1:1 로핑인 경우 85[%], 2:1

     로핑인 경우는 80[%]이다.

  (1) 권상 소요 동력은 몇 [kW]인지 계산하시오.

  (2) 전동기의 회전수는 몇 [rpm]인지 계산하시오.

【 문제풀이 】

 ▣ 로핑, Roping : Rope 거는 법

  ⊙ 2 : 1 로핑은 중간에 움직이는 도로레를 설치한 것으로 토크는 1/2로 감소하나

     속도를 2배로 해야 1 : 1 로핑과 출력이 같아 진다.

▣ 기체의 무게는 추의 무게로 대체되므로 출력을 계산할 때에는 기체의 무게는 계산하지

     않고 오로지 적재하중만 고려하여 산정하면 된다.

[답안작성]

<해설>

▣ 엘리베이터 권상기 소요동력

 ▣ 주변속도 v = π D N [m/min] , v = π D n [m/sec]

     D : 구동 로프 바퀴 직경 [m], N : 분당 회전속도 [m/min],

     n : 초당 회전속도 [m/sec]

12. 무한대 모선

  ▣ 발·변전소에는 전력의 집합, 융통, 분배 등을 위하여 모선을 설치한다.

      무한대 모선 (Intinite Bus)이란 무엇인지 설명하시오.

 【답안작성】

  ⊙ 무한대 모선이란 내부 임피던스가 "0"이고 전압은 그 크기와 위상이 부하의 증감에

      관계없이 전혀 변화하지 않고, 극히 큰 관성정수를 가지고 있다고 생각되는 용량

      무한대의 전원을 말한다.

13. 전동기 기동 시퀀스

 ▣ 그림은 기동 입력 BS1을 준 후 일정 시간이 지난 후에 전동기 ⓜ이 기동 운전되는

     회로의 일부이다. 여기서 정동기 ⓜ이 기동하면 릴레이 ⓧ와 타이머 ⓣ가 복구되고

     램프 "RL'이 점등 되며 램프 "GL"은 소등되고, Thr 이 트립되면 램프 "OL"이 점등

     하도록 회로의 점선 부분을 아래의 수정된 회로에 완성하시오.

     (단, MC의 보조접점 (2a, 2b)을 모두 사용한다.)

  ▣ 수정된 회로

  【답안작성】

14. 코로나 임계전압

  ▣ 다음은 가공 송전선로의 코로나 임계전압을 나타낸 식이다. 이 식을 보고 다음 각 물음에 답하시오.

  (2) m1 이 날씨에 의한 계수라면, mo는 무엇에 의한 계수인지 쓰시오.

  (3) 코로나에 의한 장해의 종류 2가지만 쓰시오.

  (4) 코로나 발생을 방지하기 위한 주요 대책을 2가지만 쓰시오.

【 답안작성】

  (1) 상대공기밀도            (2) 전선표면계수

  (3) ① 코로나 손실,   ② 통신선 유도장해

  (4) ① 복도체, 다도체 사용,   ② 굵은 전선 사용

15. 동기발전기의 횡류

 ▣ 동기발전기를 병렬로 접속하여 운전하는 경우에 생기는 횡류 3가지를 쓰고, 각각의

     작용에 대하여 설명하시오.

  ① 무효순환전류 : 두 발전기의 역률이 달라지고 발전기 과열

  ② 동기화 전류 : 출력이 주기적으로 동요, 발전기 과열

  ③ 고조파 순환전류 : 저항손실 증가, 권선 과열

<해설>

 ▣ 동기발전기 병렬운전

16. 3상 4선식 다중접지 배선방식의 장단점

18. 보호계전기의 기억작용 (Memory Action)

 ▣ 보호계전기의 기억작용 (Memory Action)이란 무엇인지 설명하시오.

  ⊙ 계전기의 입력이 급변했을 때 변화 전의 전기량을 계전기에 일시적으로 잔류시키게 하는

      것을 말하며 주로 Mho형 거리계전기에 사용한다.

< 해설 >

 ▣ 기억작용의 특징

  ① 계전기의 입력이 급변시 변화 전의 전기량을 일시적으로 잔류시킴

  ② 고장개소를 정확히 파악 ③ 오동작 없는 시스템 구성

  ④ 전원 공급 신뢰도 높임 ⑤ 고장상태와 거리를 정확히 판별

19. 도로조명설계에 있어 성능상 중요한 사항 5가지

  ① 노면 전체에 높은 평균휘도로 조명할 수 있을 것

  ② 조명기구 등의 눈부심 (Glare)가 작을 것

  ③ 도로 양측의 보도, 건축물의 전면 등이 높은 조도로 충분히 밝게 조명할 수 있을 것

  ④ 조명의 광색, 연색성이 적절할 것

  ⑤ 휘도 차이에 따른 균제도(최대, 최소) 확보

20. 전동기의 과부하 보호장치

 ▣ 전동기에는 소손을 방지하기 위하여 전동기용 과부하 보호장치를 시설하여 자동적으로

     회로를 차단하거나 과부하시에 경보를 내는 장치를 하여야 한다. 전동기 소손방지를 위한

     과부하 보호장치의 종류를 4가지를 쓰시오.

【답안작성】

  ① 전동기용 퓨즈   ② 열동계전기 (Thermal Relay)      ③ 전동기 보호용 배선용 차단기

  ④ 유도형 계전기   ⑤ 정지형 계전기 (전자식 계전기, 디지털계전기 등)

< 해설 >

 ▣ 내선규정 3115-5 전동기의 과부하 보호장치의 시설

  ⊙ 전동기는 손상방지를 위하여 전동기용 퓨즈, 열동계전기(Thermal Relay), 전동기

     보호용 배선용 차단기, 유도형 계전기, 정지형계전기 (전자식계전기, 디지털계전기) 등의

     전동기 과부하 보호장치를 사용하여 자동적으로 회로를 차단하거나 과부하시에

     경보를 내는 장치를 사용하여야 한다.