개발 공부

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2022.04.24

 

21. 직접접지방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 1선 지락 사고시 건전상의 대지 전압이 거의 상승하지 않는다.

② 계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다.

③ 변압기의 단절연이 가능하다.

④ 보호계전기가 신속히 동작하므로 과도안정도가 좋다.

 

직접접지방식은 전기 시스템에서 문제가 생겼을 때, 땅(대지)으로 전기를 쉽게 흘려보내는 방식입니다. **"직접접지방식"**은 말 그대로 전기 시스템이 문제가 생겼을 때, 전선을 땅(대지)에 바로 연결해서 전류를 흘려보내는 방식이기 때문에 **"직접"**이 붙은 거예요. 반대로 **"간접접지방식"**도 있는데, 이건 전류가 바로 땅으로 가지 않고, 저항이나 다른 장치를 거쳐서 흘러가는 방식이에요.

 

직접접지: 전류가 문제 생기면 바로 땅으로!

지락사고: 전기가 새서 땅으로 흘러가는 사고.

건전상: 멀쩡한 전선.

계통: 전기 시스템 전체.

과도 안정도: 문제 생긴 뒤 얼마나 빨리 안정되느냐.

단절연: 전기 설비에서 한쪽(특정 부위)만 절연하는 방식을 말해요.

 

 

"1선 지락 사고 시 건전상의 대지 전압이 거의 상승하지 않는다."
쉽게 말해, 전선 하나에 문제가 생겨도 나머지 전선에는 영향을 거의 안 줍니다. 이건 맞는 말이에요.

"계통의 절연수준이 낮아지므로 경제적이다."
절연이라는 건 전기선이 전기를 새지 않게 보호하는 기술인데, 이걸 약하게 만들어도 되니까 비용이 적게 든다는 뜻이에요. 이건 맞는 말입니다.

"변압기의 단절연이 가능하다."
변압기를 보호하는 기술(절연)을 간단하게 해도 괜찮아서 돈이 덜 들어요. 이건 맞는 말이에요.

"보호계전기가 신속히 동작하므로 과도안정도가 좋다."
문제가 생겼을 때 전기 시스템이 빨리 안정되느냐의 문제인데, 직접접지방식은 사고 전류가 너무 커서 오히려 시스템이 불안정해질 수 있습니다. 그래서 이건 틀린 말이에요.

 

22. 전력계통의 안정도에서 안정도의 종류에 해당하지 않는 것은?

① 정태 안정도

② 상태 안정도

③ 과도 안정도

④ 동태 안정도

 

**"전력계통 안정도의 종류"**는 전기 시스템이 얼마나 잘 안정적으로 유지되는지에 대한 분류를 말합니다.
여기서 안정도의 종류는 아래 3가지로 나눌 수 있습니다:

 

정태 안정도 (Static Stability)

• 전기 시스템이 정상 상태에서 작은 변화가 생겼을 때 안정성을 유지할 수 있는 능력.
  (예: 부하가 조금 변했을 때도 계통이 안정적인가?)

과도 안정도 (Transient Stability)

• 전기 시스템에 큰 변화가 생겼을 때(예: 사고 발생, 발전기 탈락) 계통이 안정적으로 돌아오는 능력.
  (예: 큰 사고 후 시스템이 정상으로 복귀 가능한가?)

동태 안정도 (Dynamic Stability)

• 전기 시스템이 시간이 지나면서 점진적으로 변화할 때 안정성을 유지하는 능력.
  (예: 부하가 점진적으로 증가할 때 계통이 안정적인가?)

 

23. 수차의 캐비테이션 방지책으로 틀린 것은?

① 흡출수두를 증대시킨다.

② 과부하 운전을 가능한 한 피한다.

③ 수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.

④ 침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.

 

 

 

수차: 물로 터빈을 돌려 에너지를 만드는 기계.

 

캐비테이션(Cavitation):  물이 빠르게 흐를 때 압력이 낮아지면서 기포가 발생하고, 이 기포가 터지면서 수차의 러너(날개)에 손상을 주는 현상입니다. 즉, 수차의 효율이 떨어지고 수명이 단축되는 문제를 일으킵니다.

비속도(특유속도): "수차가 물의 낙차와 흐름에 얼마나 효율적으로 맞추어 작동하는지"를 나타내는 숫자.
👉 낮으면 높은 낙차, 적은 물에 적합.
👉 높으면 낮은 낙차, 많은 물에 적합.

 

 

"흡출수두를 증대시킨다."

• 틀린 말입니다.
  캐비테이션 방지를 위해서는 **흡출수두(수차 출구에서 물이 배출되는 높이 차이)**를 줄여야 합니다.
  흡출수두를 높이면 물의 압력이 더 낮아져 캐비테이션이 더 심해질 수 있습니다.

"과부하 운전을 가능한 한 피한다."

• 맞는 말입니다.
  과부하 운전은 수차의 부하를 증가시켜 캐비테이션이 발생하기 쉬운 조건을 만듭니다. 이를 피해야 합니다.

"수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다."

• 맞는 말입니다.
  비속도가 너무 크면 캐비테이션 발생 가능성이 높아지기 때문에, 적절한 비속도를 유지해야 합니다.

"침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다."

• 맞는 말입니다.
  캐비테이션이 완전히 없애기 어려운 경우, 침식에 강한 재료를 사용하여 손상을 줄일 수 있습니다.

 

24. 보호계전기의 반한시ㆍ정한시 특성은?

 

 

반한시: **"한계를 거스르는 시간"**이라는 뜻으로, 전류가 커질수록 동작 시간이 짧아지는 특성을 표현합니다.

정한시: **"시간을 일정하게 정한다"**는 뜻으로, 전류 크기에 관계없이 항상 일정한 시간에 동작한다는 특성을 표현합니다.

순한시: 최소 동작전류 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하는 특성

 

 

26. 밸런서의 설치가 가장 필요한 배전방식은?

 

밸런서는 전력 시스템에서 전압이나 전류의 불균형을 조정하는 장치입니다. 전력 품질을 높이고, 시스템 안정성을 유지하는 데 필수적입니다.

 

 

단상 2선식: 부하 불균형 자체가 없으므로 밸런서 필요 없음.

단상 3선식: 부하 불균형이 발생할 수 있으므로 밸런서 필요.

3상 3선식: 부하가 균형을 이루기 쉽기 때문에 일반적으로 밸런서가 필요하지 않습니다.

3상 4선식: 중성선만으로 균형 유지 가능하므로 밸런서 필요 없음.

 

27. 직렬콘덴서를 선로에 삽입할 때의 이점이 아닌 것은?

① 선로의 인덕턴스를 보상한다.

② 수전단의 전압강하를 줄인다.

③ 정태안정도를 증가한다.

④ 송전단의 역률을 개선한다.

 

 

직렬콘덴서: 전력선로에 **직렬(전선과 같은 선상에)**로 연결하는 **콘덴서(커패시터)**입니다. 전력선로에서 발생하는 인덕턴스(코일 효과)를 보상해주고, 전압 강하를 줄이며 전력 흐름을 더 효율적으로 만들어 줍니다.

병렬콘덴서: 전력선로에 **병렬(전선과 분리된 선상에)**로 연결하는 콘덴서입니다. 역률 개선, 무효전력 감소.

인덕턴스: 전류가 흐를 때 생기는 자기장으로 인해 전압이 지연되는 현상.

수전단: 전기를 받는 곳.

송전단: 전기를 보내는 곳.

역률: 전기가 얼마나 효율적으로 쓰이는지 나타내는 값. (1에 가까울수록 좋음)

 

 

선로의 인덕턴스를 보상한다.

• 선로에는 인덕턴스(코일 성질)가 존재하여 전압 강하와 전력 손실을 증가시킵니다.
• 직렬콘덴서는 이러한 인덕턴스 성분을 상쇄하여 전력 흐름을 더 효율적으로 만듭니다.

수전단의 전압강하를 줄인다.

• 직렬콘덴서를 선로에 삽입하면 선로의 인덕턴스가 보상되기 때문에 전압 강하가 줄어들고, 수전단에서는 원하는 전압을 안정적으로 받을 수 있게 됩니다.

정태안정도를 증가한다.

• 정태안정도는 전력 시스템이 작은 부하 변화에 대해 안정적으로 유지될 수 있는 능력입니다.
• 직렬콘덴서를 사용하면 선로의 인덕턴스를 보상해, 전압과 전력의 안정성을 증가시킵니다.

송전단의 역률을 개선한다.

• 송전단의 역률 개선은 병렬콘덴서를 통해 이루어집니다.
• 직렬콘덴서는 송전단의 역률보다는 전압 강하 보상과 안정도 향상에 초점을 맞추기 때문에 이 내용은 틀립니다.

 

 

28. 배기가스의 여열을 이용해서 보일러에 공급되는 급수를 예열함으로써 연료 소비량을 줄이거나 증발량을 증가시키기 위해서 설치하는 여열회수 장치는?

① 과열기

② 공기 예열기

③ 절탄기

④ 재열기

 

 

과열기 (Superheater)

• 보일러에서 발생한 **포화증기(수증기)**를 더 가열하여 고온의 건조증기를 만드는 장치입니다.
• 주로 증기 터빈의 효율을 높이기 위해 사용되며, 연료 소비량을 줄이는 목적과는 거리가 있습니다.

공기 예열기 (Air Preheater)

• 보일러에서 연소용 공기를 배기가스의 열로 예열하여 연료 연소 효율을 높이는 장치입니다.

절탄기 (Economizer)

• 보일러에 공급되는 급수를 배기가스의 열로 예열하여 연료 소비량을 줄이고 증발량을 증가시키는 장치입니다.

재열기 (Reheater)

• 터빈을 통과한 증기를 다시 가열하여 증기의 에너지 밀도를 높이는 장치입니다.
• 터빈 효율을 증가시키는 역할을 하며, 급수를 예열하는 장치가 아니므로 정답이 아닙니다.

 

29. 저압뱅킹 배전방식에서 캐스케이딩현상을 방지하기 위하여 인접 변압기를 연락하는 저압선의 중간에 설치하는 것으로 알맞은 것은?

① 구분퓨즈

② 리클로저

③ 섹셔널라이저

④ 구분개폐기

 

 

저압뱅킹은 여러 변압기나 배전선로를 연결하여 전기를 분배하는 방식.

연락은 변압기들을 전기적으로 연결하는 것.

 

캐스케이딩(Cascading) 현상은 한 변압기에서 발생한 고장이 인접 변압기로 전파되어 여러 변압기가 연쇄적으로 고장 나는 현상을 말합니다.

 

 

구분퓨즈 (Sectional Fuse)

• 구분퓨즈는 변압기 간 저압선에 설치하여 캐스케이딩 현상(한 변압기의 고장이 다른 변압기에 영향을 주는 현상)을 방지하기 위해 사용됩니다.
• 변압기에 이상이 발생했을 때, 구분퓨즈가 해당 변압기만 차단하여 고장이 다른 변압기로 전파되지 않도록 합니다.

리클로저 (Recloser)

• 리클로저는 고압 배전선로에서 사용되며, 고장 발생 시 자동으로 선로를 차단한 후 다시 연결을 시도합니다. 저압 배전방식에서의 캐스케이딩 방지와는 관련이 없습니다.

섹셔널라이저 (Sectionalizer)

• 섹셔널라이저는 고압 배전선로에서 고장 구간을 분리하는 역할을 합니다. 리클로저와 함께 사용되며, 저압선로 캐스케이딩 방지에는 적합하지 않습니다.

구분개폐기 (Sectional Switch)

• 구분개폐기는 선로를 수동으로 개폐하는 장치로, 주로 고장 구간을 분리하거나 점검 시 사용됩니다.

 

30. 전력용 콘덴서에 비해 동기조상기의 이점으로 옳은 것은?

① 소음이 적다.

② 진상전류 이외에 지상전류를 취할 수 있다.

③ 전력손실이 적다.

④ 유지보수가 쉽다.

 

 

 

동기조상기는 커다란 전동기처럼 생긴 장치예요. 이 장치는 전력 시스템에서 전기를 보내주거나 흡수하면서 균형을 맞춰줘요. 특히, **진상전류(전력을 더 효율적으로 쓰게 해주는 전류)**와 **지상전류(전력 균형을 맞추기 위해 흡수하는 전류)**를 둘 다 조정할 수 있어요.

 

전력용 콘덴서는 고정된 장치로, 전기 시스템에 진상전류만 공급할 수 있어요. 단순하고 유지보수 쉬움.

 

전기에는 **일하는 전력(유효전력)**과 **헛도는 전력(무효전력)**이 있어요.
무효전력을 조정하는 방식이 진상전류와 지상전류입니다.

 

 

진상전류: 진(進): 앞으로 나아가다로 "전류가 전압보다 앞서 나아가는 전류"로 전압을 올려서 시스템 효율을 높임. (전력용 콘덴서, 동기조상기)

지상전류: 지(遲): 느리다, 뒤처지다로 "전류가 전압보다 늦게 따라오는 전류" 로 전압이 너무 높으면 낮춰서 균형을 맞춤. (동기조상기만 가능)

 

 

"소음이 적다."

• 동기조상기는 회전 기계이기 때문에 소음이 발생할 가능성이 높습니다.
• 반면, 전력용 콘덴서는 기계적인 회전 부분이 없어서 소음이 적습니다.

"진상전류 이외에 지상전류를 취할 수 있다."

• 동기조상기는 동기 전동기로 동작하며, 계자전류를 조정하여 진상 전류(무효전력 공급)뿐만 아니라 지상 전류(무효전력 흡수)도 조정할 수 있습니다.
• 전력용 콘덴서는 진상 전류만 공급할 수 있기 때문에, 동기조상기의 큰 장점은 양방향으로 무효전력을 조정 가능하다는 점입니다.

"전력손실이 적다."

• 동기조상기는 회전 기계이기 때문에 마찰, 회전자 손실 등이 발생합니다.
• 전력용 콘덴서는 회전 기계가 아니므로 동기조상기보다 전력손실이 적습니다.

"유지보수가 쉽다."

• 동기조상기는 기계적인 회전 장치로 인해 유지보수가 필요하며, 정기적인 점검과 부품 교체가 필요합니다.
• 전력용 콘덴서는 고정형 장치이기 때문에 유지보수가 더 간단합니다.

 

31. 전선의 굵기가 균일하고 부하가 균등하게 분산되어 있는 배전선로의 전력손실은 전체 부하가 선로 말단에 집중되어 있는 경우에 비하여 어느 정도가 되는가?

 

 

부하가 선로 말단에 집중된 경우:

• 전체 부하 전류가 전체 선로를 통과하므로, 전류의 크기가 일정하게 큽니다.
• 따라서 전력손실이 가장 크게 발생합니다.

부하가 균등하게 분산된 경우:

• 선로의 앞부분에는 많은 부하가 흐르고, 뒤로 갈수록 흐르는 부하 전류가 점점 줄어듭니다.
• 전류 크기의 평균이 감소하므로, 전체 전력손실이 크게 줄어듭니다.

 

전력은 1/3

전압은 1/2

 

32. 피뢰기의 충격방전 개시전압은 무엇으로 표시하는가?

 

 

충격방전 개시전압이 충격파의 최대치로 표시되는 이유:

• 낙뢰와 같은 전압 상승은 순간적으로 매우 높은 최대 전압을 나타내기 때문에, 피뢰기의 동작 기준은 충격파의 최대 전압 값으로 설정됩니다.
• 이는 시스템에서 발생할 수 있는 최악의 상황(최대치)을 기준으로 설계하여 안정성을 확보하기 위함입니다.

 

34. 정전용량 0.01μF/km, 길이 173.2km, 선간전압 60kV, 주파수 60Hz인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A 인가?

 

 

정전용량은 전선이 전기를 저장할 수 있는 크기을 나타내는 값입니다. (물탱크의 크기).

선간전압은 3상 전력 시스템에서 전선 간의 전압을 의미합니다.  (물길의 높이 차이).

충전전류는 송전선로가 **전기를 저장(축적)**할 때 흐르는 전류입니다.

전선은 전압이 가해지면 콘덴서처럼 전기를 모으고, 이 과정에서 전류가 흐르게 됩니다. 이 전류를 충전전류라고 합니다.

이 전류는 송전선로의 길이, 주파수, 정전용량, 그리고 전압 크기에 따라 달라집니다.  (물을 채우는 흐름).

 

 

 

35. 승압기에 의하여 전압 Ve에서 Vh로 승압할 때, 2차 정격전압 e, 자기용량 W인 단상 승압기가 공급할 수 있는 부하용량은?

 

*승압기(Boost Transformer)**는 전압을 낮은 수준에서 더 높은 수준으로 올려주는 변압기입니다. 전력 시스템에서 송전이나 부하 공급 시, 전압을 더 높여 전력 전달을 효율적으로 만들어줍니다.

 

정격전압: 승압기가 안전하게 출력할 수 있는 기준 전압.

자기용량: 승압기가 처리할 수 있는 전력의 기본 크기.

부하용량: 승압기를 통해 실제로 부하에 공급되는 전력.

 

 

 

W: 승압기의 자기용량(Transformer Capacity).

• 승압기가 처리할 수 있는 최대 전력 용량입니다.

Vh: 승압기의 출력 전압(High Voltage).

• 승압된 전압(2차 전압)입니다.

e: 승압기의 2차 정격전압.

• 승압기의 2차 전압에서의 기준값입니다.

부하용량= (고압측전압/승압전압)×자가용량

 

 

36. 배전선로의 역률 개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?

① 선로의 전력손실 경감

② 선로의 전압강하의 감소

③ 전원측 설비의 이용률 향상

④ 선로 절연의 비용 절감

 

**역률(Power Factor)**은 전력 시스템에서 전력을 얼마나 효율적으로 사용하는지를 나타내는 값입니다.

역률이 개선되면, 전력 시스템에서 흐르는 전류가 줄어들어 전력 손실(I^2R)이 감소합니다.

역률이 낮으면 전류가 크고, 이로 인해 선로에서의 전압강하가 큽니다.

역률이 높아지면, 같은 설비로 더 많은 부하를 공급할 수 있어 이용률이 증가합니다.

역률이 높아지면  무효전력이 줄어들기 때문에 선로를 흐르는 전류가 감소합니다.

 

37. 송전단 전압 161kV, 수전단 전압 154kV, 상차각 35°, 리액턴스 60Ω 일 때 선로 손실을 무시하면 전송전력(MW)은 약 얼마인가?

 

송전선로의 전송 전력은 다음 공식을 사용합니다:

 

 

38. 송전선로에 매설지선을 설치하는 목적은?

① 철탑 기초의 강도를 보강하기 위하여

② 직격뇌로부터 송전선을 차폐보호하기 위하여

③ 현수애자 1연의 전압 분담을 균일화하기 위하여

④ 철탑으로부터 송전선로로의 역섬락을 방지하기 위하여

 

 

매설지선은 송전선로의 철탑을 통해 땅에 매설된 지선입니다. 매설지선은 철탑의 접지저항을 낮추어 역섬락을 방지하는 역할을 합니다.

 

역섬락은 철탑으로부터 송전선로로 흐르는 전류가 땅으로 흘러들어가지 못하고 송전선로에 흐르는 현상을 말합니다. 역섬락이 발생하면 송전선로의 절연이 파괴되어 큰 사고가 발생할 수 있습니다

 

 

39. 1회선 송전선과 변압기의 조합에서 변압기의 여자 어드미턴스를 무시하였을 경우 송수전단의 관계를 나타내는 4단자 정수 C0는? (단, A0 = A + CZts, B0 = B + AZtr + DZts + CZtr Zts, D0 = D + CZtr 여기서, Zts 는 송전단변압기의 임피던스이며, Ztr 은 수전단변압기의 임피던스이다.)

 

1. 송전선로의 4단자 정수란?

• 송전선로와 변압기를 사용해서 전력을 보낼 때, **송전단(보내는 쪽)**과 수전단(받는 쪽) 사이의 전압과 전류 관계를 수학적으로 나타내는 방법이에요.
• 이 관계를 설명하는 값들이 바로 4단자 정수입니다.

 

2. 문제의 조건

• 변압기의 **여자 어드미턴스(여자전류의 전도 성분)**를 무시한다고 했습니다.
  • 무시한다는 의미: 복잡한 영향을 생략하고 단순화합니다.
• 이 조건에서, C0를 구하려면:
  • 문제에서 A0, B0​, D​에 대해 관계식을 주었으나, C0는 언급이 없습니다.
  • 이때 C0​는 변압기와 송전선로의 본래 값 **C**와 같습니다.
  • 송수전단 관계에서 C는 송전선로의 전류와 수전단 전압 사이의 관계를 나타내는 고정된 값입니다.
  •  

40. 단락 보호방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 방사상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 양단에 있을 경우 방향 단락 계전기와 과전류 계전기를 조합시켜서 사용한다.

② 전원이 1단에만 있는 방사상 송전선로에서의 고장 전류는 모두 발전소로부터 방사상으로 흘러나간다.

③ 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 두 군데 이상 있는 경우에는 방향 거리 계전기를 사용한다.

④ 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 1단에만 있을 경우 선택 단락 계전기를 사용한다.

 

방사식(수지식,트리식) 선로

 

• 모양: 나무 가지처럼 한 방향으로 뻗어나가는 선로예요.
  (전원이 한쪽 끝에 있고, 그 전력을 선로를 따라 여러 곳으로 분배하는 구조)
• 특징:
  • 전기가 "한 방향"으로만 흐릅니다.
  • 고장이 나면 고장 구간 뒤쪽으로는 전기가 다 끊겨요.
  • 특수한 경우에 전원이 양단에 있을 수도 있음
  • 전력 수요 증가 시 간선이나 분기선을 연장하여 쉽게 공급이 가능하다.
  • 이것은 초기 투자비를 적게 하고, 시스템 자체가 단순해서 증설하기가 편리
  • 전압강하나 전력손실도 크고, 전압변동률이 크다는 단점

 

환상식(루프식) 선로

 

• 모양: 선로가 동그랗게 이어진 구조예요.
  (전원이 여러 군데에 연결되어 있고, 전기가 여러 방향으로 흐를 수 있음)
• 특징:
  • 고장이 나도 다른 방향으로 전력을 공급할 수 있어요.
  • 전압 변동 및 전력손실이 작다.
  • 사고 발생 시 다른 간선으로의 전환이 쉽다.
  • 안정적이지만 복잡해서 보호 장치가 더 필요해요.
  • 신뢰도가 높은 방식이다.

 

방향 단락 계전기(DSCR; Directional Short Circuit Relay) 
  1) 어느 일정방향으로 일정값 이상의 단락전류가 흘렀을 때 동작 

  2) 이 경우 일반적으로 동시에 전력조류가 반대로 되기때문에 역전력계전기라 불리고 있음 

특정 방향으로 일정한 크기 이상의 고장 전류(비정상적인 전류)가 흐를 때 "어? 고장 났네!" 하고 작동해요.

 

이 계전기가 작동하면 전력의 흐름(전류 방향)이 반대로 바뀌어요. 고장이 난 부분을 바로잡기 위해서죠.

 

 선택 단락계전기(SS; Selective Short Circuit Relay) 
  1) 병행 2회선 송전선로에서 한 쪽의 1회선에 단락고장이 발생한 경우 2중 방향동작의 계전기를 사용하여 고장회선의 선택차단  
  2) 방향단락 계전기에 의한 것, 또는 양회선의 전류차로 동작하는 계전기 등을 사용 

병렬로 연결된 두 송전선 중 한쪽이 고장 나면, "아, 이쪽이 문제네!" 하고 고장 난 선을 골라내는 장치예요. 찾는 방법은

방향 단락 계전기처럼 방향을 보고 고장 선로를 찾아내는 방법.

두 송전선의 전류 차이를 비교해서 고장 난 선을 찾아내는 방법.

고장이 난 지점이 얼마나 떨어져 있는지 알려주는 거리 계전기에 "방향을 보는 기능"을 추가한 거예요.

시스템이 복잡해질수록 고장 방향을 더 정확히 파악해야 하니까 방향 단락 계전기 대신 쓰는 경우가 많아요.

 

① 방사상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 양단에 있을 경우 방향 단락 계전기와 과전류 계전기를 조합시켜서 사용한다.

• 방사상 선로에 전원이 양단(두 군데)에 있으면 고장 전류의 방향을 구별해야 하므로 방향 단락 계전기를 사용해야 합니다. 과전류 계전기도 함께 사용해 고장 전류를 감지합니다.

② 전원이 1단에만 있는 방사상 송전선로에서의 고장 전류는 모두 발전소로부터 방사상으로 흘러나간다.

• 전원이 한쪽에만 있다면 고장 전류는 전원이 있는 쪽에서만 공급됩니다. 고장 전류가 발전소에서 방사상으로 흘러나가는 것이 맞습니다.

③ 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 두 군데 이상 있는 경우에는 방향 거리 계전기를 사용한다.

• 환상 선로는 전원이 여러 곳에서 공급되며 고장 위치를 정확히 판단해야 합니다. 이를 위해 방향 거리 계전기를 사용하는 것이 맞습니다.

④ 환상 선로의 단락 보호방식에서 전원이 1단에만 있을 경우 선택 단락 계전기를 사용한다.

• 환상 선로에서 전원이 1단에만 있는 경우 선택 단락 계전기를 사용하지 않습니다. 선택 단락 계전기는 병렬 선로에서 고장 구간을 선택하는 데 사용되므로, 환상 선로에서는 해당되지 않습니다.

 

2022.03.05

21. 3상 1회선 송전선을 정삼각형으로 배치한 3상 선로의 자기인덕턴스를 구하는 식은? (단, D는 전선의 선간거리(m), r은 전선의 반지름(m)이다.)

 

 

자기인덕턴스는 전선에 전류가 흐를 때 전류 변화에 의해 자기장이 만들어지고, 이 자기장이 다시 전류의 흐름에 영향을 주는 현상을 나타내는 값이에요.

조금 더 쉽게 설명하면:

• 기차가 지나갈 때 생기는 바람을 상상해보세요. 기차가 빨리 움직이면 더 큰 바람이 생기고, 이 바람은 주변 물체에 영향을 줍니다.
• 여기서 기차가 전류, 바람이 자기장이라고 생각하면 돼요. 기차(전류)가 움직일 때 생긴 바람(자기장)이 다시 기차(전류)의 움직임에 영향을 주는 게 자기인덕턴스예요.

즉, 전선에서 전류가 흐를 때 만들어지는 자기장이 얼마나 전류의 변화에 영향을 미치는지 측정한 값이라고 생각하면 됩니다.

이 값은 송전선이나 전력 시스템 설계에서 중요해요, 왜냐하면 전류의 변화를 안정적으로 제어하려면 이 자기인덕턴스를 잘 계산해야 하거든요.

 

L = 0.05 + 0.46051 × log₁₀(D / r) (H/km)

 

22. 3상 송전선로가 선간단락(2선 단락)이 되었을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

① 역상전류만 흐른다.

② 정상전류와 역상전류가 흐른다.

③ 역상전류와 영상전류가 흐른다.

④ 정상전류와 영상전류가 흐른다.

 

1선지락/2선지락 -> 정상, 역상, 영상

2선(선간)단락 -> 정상, 역상

3상단락 -> 정상

 

선간단락(2선 단락)이란? 송전선로에는 보통 전기를 보내기 위해 3개의 전선(3상)이 있어요. 그런데 3개 중 2개의 전선이 서로 닿거나 연결(단락)되면 문제가 생기죠. 이걸 선간단락(2선 단락)이라고 불러요.

예를 들어, 전봇대에 전선이 매달려 있는데 바람에 흔들려서 2개의 전선이 붙는 상황을 상상해보세요. 그럼 전기가 잘못된 길로 흐르면서 과전류나 이상한 전류가 생겨요.

 

전선에 이상이 생기면, 정상적으로 흐르는 전류 말고도 다른 종류의 전류가 섞여서 흐를 수 있어요. 문제는, 선간단락이 생겼을 때 흐르는 전류 종류가 무엇인지 묻는 거예요.

 

3상 송전선로에서 선간단락(2선 단락)이 발생하면 두 선 사이에 단락이 생기기 때문에 정상적인 전류와 역상전류만 흐르게 됩니다. 이를 설명하자면:

1. 정상전류: 선로의 정상적인 3상 전류 중 하나입니다. 정상전류는 대칭 3상 전력 시스템에서 주로 나타납니다.
2. 역상전류: 단락으로 인해 비대칭 상태가 되어 일부 역상전류가 흐르게 됩니다.
3. 영상전류: 영상전류는 접지 단락(땅으로 연결되는 경우)에만 생기는 거라서 여기선 해당되지 않아요

따라서 선간단락의 경우에는 정상전류와 역상전류가 혼합되어 흐르게 되는 현상이 맞습니다.

 

추가로 선간전압이 0이 됩니다. 선간단락은 두 전선이 직접 연결되거나 닿는 상황이기 때문에 두 선 사이의 전압 차이가 사라집니다. 따라서 선간전압이 0이 되는 것이 맞습니다.

 

23. 송전단 전압이 100V, 수전단 전압이 90V인 단거리 배전선로의 전압강하율(%)은 약 얼마인가?

 

전압강하율(%) = [(송전단 전압 - 수전단 전압) / 송전단 전압] × 100

 

24. 중거리 송전선로의 4단자 정수가 A = 1.0, B = j190, D = 1.0 일 때 C의 값은 얼마인가?

 

4단자 정수의 검산식

AD - BC = 1

 

4단자 정수(A, B, C, D)는 송전선로의 전압과 전류 관계를 수식으로 나타낸 값이에요. 송전선로는 전력을 보내는 쪽(송전단)과 받는 쪽(수전단)이 있고, 이 두 지점의 전압과 전류의 관계를 수식으로 간단히 표현하기 위해 사용하는 모델이에요.

 

A: 송전단 전압과 수전단 전압의 비율 (전압 증폭 특성)

B: 송전단 전압과 수전단 전류의 관계 (선로의 임피던스 특성)

C: 송전단 전류와 수전단 전압의 관계 (선로의 컨덕턴스 특성)

D: 송전단 전류와 수전단 전류의 비율 (전류 증폭 특성)

 

 

25. 다음 중 재점호가 가장 일어나기 쉬운 차단전류는?

① 동상전류

② 지상전류

③ 진상전류

④ 단락전류

 

재점호(restriking)는 차단기의 접점이 열렸을 때, 전압이 다시 상승하면서 아크가 재발생하는 현상을 말합니다. 차단기가 제대로 작동하지 못하고 다시 전류가 흐르게 되는 상황이에요.

 

진상전류에서 재점호가 가장 잘 일어나는 이유는 다음과 같습니다:

1. 진상전류는 전압보다 앞서 흐릅니다. 진상전류는 전압보다 위상이 앞서 있는 전류로, 차단기가 접점을 끊는 순간 전압이 높아져 아크가 다시 생길 가능성이 큽니다.
2. 아크를 끄기 어려운 특성으로 진상전류는 빠르게 전류가 변화하며, 차단기 내부의 전압 회복 속도가 빨라져 재점호가 발생하기 쉽습니다.

 

 

동상전류는 전압과 전류가 같은 위상에 있어 비교적 안정적으로 차단이 가능합니다. 재점호 가능성이 낮습니다.

지상전류는 전압보다 전류가 뒤처져 흐르는 경우로, 진상전류에 비해 아크를 끄기가 더 쉽습니다.

단락전류는 단락전류는 크기가 매우 크지만, 위상 특성상 재점호 발생 가능성은 진상전류보다 낮습니다.

 

26. 송전전력, 선간전압, 부하역률, 전력손실 및 송전거리를 동일하게 하였을 경우 단상 2선식에 대한 3상 3선식의 총 전선량(중량)비는 얼마인가? (단, 전선은 동일한 전선이다.)

 

전선중량비(전력손실비) 문제임

단상 2선식 = 1

단상 3선식 = 0.375 (3/8)

3상 3선식 = 0.75 = (3/4)

3상 4선식 = 0.333 = (1/3)

 

27. 배전전압을 √2배로 하였을 때 같은 손실률로 보낼 수 있는 전력은 몇 배가 되는가?

 

전압강하는 n배 줄어들고

전압강하율, 전력손실률, 전선의 단면적/굵기는 n^2배로 줄어들고

공급전력은 n배로 늘어남

 

송전 전력(P)은 다음과 같습니다:

P=V⋅I⋅pf

 

V: 전압

I: 전류

pf: 역률

 

즉, 전압을 √2배 하면, I는 반대로 1/√2 로 줄어듬

 

전력 손실은 다음 식으로 계산 됨

P손실​=I^2R

 

I가 1/√2 되었으니 I^2하면 1/2이므로, P손실은 절반이 됨

따라서 전력은 2배

 

28. 교류발전기의 전압조정 장치로 속응 여자방식을 채택하는 이유로 틀린 것은?

① 전력계통에 고장이 발생할 때 발전기의 동기화력을 증가시킨다.

② 송전계통의 안정도를 높인다.

③ 여자기의 전압 상승률을 크게 한다.

④ 전압조정용 탭의 수동변환을 원활히 하기 위함이다.

 

속응 여자방식은 발전기가 전압을 잘 유지하고, 문제가 생겼을 때 빠르게 반응하도록 도와주는 방식이야. 발전기 안에서는 자기장을 만들어주는 자기 여자(Excitation)라는 장치가 있는데, 이 장치를 매우 빠르게 조절해서 발전기의 전압이나 전류가 안정적으로 유지되도록 해주는 게 속응 여자방식이야.

 

 

전력계통에 고장이 발생할 때 발전기의 동기화력을 증가시킨다.
맞아! 발전기가 문제를 해결하려면 스스로 힘을 내야 하는데, 속응 여자방식이 바로 이 힘을 빠르게 키워줘.

송전계통의 안정도를 높인다.
맞아! 속응 여자방식은 전기가 더 안정적으로 흐르도록 도와줘서 전선이나 장비가 안전하게 전기를 보낼 수 있어.

여자기의 전압 상승률을 크게 한다.
맞아! 이 장치는 전압을 빠르게 올려야 할 때, 그 속도를 크게 만들어줘서 상황을 빨리 해결할 수 있어.

전압조정용 탭의 수동변환을 원활히 하기 위함이다.
이건 틀렸어. 속응 여자방식은 전압을 자동으로 조정해주는 장치지, 사람이 손으로 전압을 바꾸는 탭 변환과는 관계가 없어.

 

30. 다음 중 동작속도가 가장 느린 계전 방식은?

① 전류 차동 보호 계전 방식

② 거리 보호 계전 방식

③ 전류 위상 비교 보호 계전 방식

④ 방향 비교 보호 계전 방식

 

 

전류의 크기를 직접 측정하는 방법 (거리 보호 계전 방식)
거리 보호 계전 방식은 고장 지점까지의 전기적 거리를 계산하기 위해 전류의 크기를 직접 측정합니다.

• 이 방식은 고장전류의 크기를 정확하게 측정할 수 있지만, 측정하고 처리하는 데 시간이 오래 걸립니다.
• 따라서 거리 보호 계전 방식은 동작 속도가 느린 계전 방식에 해당합니다.

전류의 크기를 추정하는 방법 
전류 차동 보호, 전류 위상 비교 보호, 방향 비교 보호 계전 방식은 전류의 크기를 직접 측정하지 않고, 주로 전류의 위상, 방향, 또는 두 지점 간의 차이를 비교해서 고장을 판단합니다.

• 이 방식은 빠르게 동작할 수 있지만, 전류 크기를 정확히 측정하는 거리 보호 계전 방식에 비해 정확도는 떨어질 수 있습니다.

 

 

전류 차동 보호 계전 방식: 고장 지점에서 흐르는 전류를 양쪽에서 비교하여 고장을 판별합니다. 비교 즉시 동작하기 때문에 속도가 빠릅니다.

거리 보호 계전 방식: 고장 지점까지의 전기적 거리를 계산하여 고장을 판별합니다. 계산 과정과 설정된 기준에 따라 동작하므로 다른 방식보다 속도가 느립니다.

전류 위상 비교 보호 계전 방식: 두 지점의 전류 위상을 비교하여 고장을 판단합니다. 비교 과정이 단순해 동작 속도가 빠릅니다.

방향 비교 보호 계전 방식: 고장이 발생한 전류의 방향을 비교하여 고장을 판별합니다. 이 방식도 계산이 단순하므로 빠르게 동작합니다.

 

31. 어느 발전소에서 40000kWh를 발전하는데 발열량 5000㎉/㎏의 석탄을 20톤 사용하였다. 이 화력발전소의 열효율(%)은 약 얼마인가?

 

1kwh = 860kcal

34.4%

 

32. 소호리액터를 송전계통에 사용하면 리액터의 인덕턴스와 선로의 정전용량이 어떤 상태로 되어 지락전류를 소멸시키는가?

① 병렬공진

② 직렬공진

③ 고임피던스

④ 저임피던스

 

소호리액터는 전선에 발생한 "지락전류(땅으로 흐르는 전류)"를 없애는 장치야. 이 장치가 제대로 작동하려면, 전선의 정전용량(전기를 저장하려는 성질)과 소호리액터의 인덕턴스(자기장을 만드는 성질)가 서로 맞춰져야 해. 이게 바로 "병렬공진" 상태야. 병렬공진이 되면 지락전류가 자연스럽게 없어지게 돼.

 

 

병렬공진
소호리액터와 전선의 성질이 서로 잘 맞아 조화를 이루는 상태야. 이 상태가 되면 지락전류가 사라지기 때문에 소호리액터가 제 역할을 할 수 있어. 그래서 정답이야.

직렬공진
이건 소호리액터와 전선이 직렬로 연결돼서 함께 공진하는 상태야. 이렇게 되면 전류가 더 많이 흐를 수 있어서, 지락전류를 없애는 데 도움이 되지 않아. 그래서 정답이 아니야.

고임피던스
임피던스는 전류가 흐르는 데 방해하는 정도를 말해. 고임피던스는 방해가 심해서 전류가 잘 못 흐르는데, 이건 소호리액터의 작동 원리와 관련이 없어. 정답이 아니야.

저임피던스
반대로 저임피던스는 전류가 아주 쉽게 흐르게 만드는 상태야. 이 상태에서는 지락전류가 더 커질 수 있기 때문에 소호리액터에 적합하지 않아. 그래서 정답이 아니야.

 

33. 현수애자에 대한 설명이 아닌 것은?

① 애자를 연결하는 방법에 따라 클레비스(Clevis)형과 볼 소켓형이 있다.

② 애자를 표시하는 기호는 P이며 구조는 2~5층의 갓 모양의 자기편을 시멘트로 접착하고 그 자기를 주철재 base로 지지한다.

③ 애자의 연결개수를 가감함으로써 임의의 송전전압에 사용할 수 있다.

④ 큰 하중에 대하여는 2련 또는 3련으로 하여 사용할 수 있다.

 

 

① 애자를 연결하는 방법에 따라 클레비스(Clevis)형과 볼 소켓형이 있다.
이 설명은 맞습니다. 현수애자는 송전선로에서 많이 사용되며, 연결 방식에 따라 클레비스형(갈고리형)과 볼 소켓형으로 나뉩니다.

② 애자를 표시하는 기호는 P이며 구조는 2~5층의 갓 모양의 자기편을 시멘트로 접착하고 그 자기를 주철재 base로 지지한다.
이 설명은 핀애자에 대한 설명입니다. 핀애자는 전선을 지지하기 위해 기둥에 고정되는 형태이며, 기호는 P로 표시됩니다. 현수애자와는 다른 구조입니다.

③ 애자의 연결개수를 가감함으로써 임의의 송전전압에 사용할 수 있다.
이 설명은 맞습니다. 현수애자는 여러 개를 연결하여 사용하며, 필요 전압에 따라 개수를 늘리거나 줄일 수 있습니다. 22.9kV는 2개, 66kV는 4개, 154kV는 10개 내외, 345kV는 20개 내외, 765kV는 40개 내외 입니다.

④ 큰 하중에 대하여는 2련 또는 3련으로 하여 사용할 수 있다.
이 설명도 맞습니다. 현수애자는 하중이 큰 경우 여러 개를 묶어(련으로) 사용하여 더 강한 지지력을 제공합니다.

 

34. 초호각(Arcing horn)의 역할은?

 

 

초호각(소호각)은 선로의 섬락(뇌격 등으로 인해 전류가 애자를 통해 방전되는 현상)이 발생했을 때, 애자가 파손되지 않도록 보호하는 것입니다. 따라서 정답은 ③ 선로의 섬락 시 애자의 파손을 방지한다입니다.

 

 

35. 불평형 부하에서 역률(%)은?

 

평형부하든 불평형 부하든 피상전력의 합은 산술합이 아니라 벡터합

 

 

36. 부하회로에서 공진 현상으로 발생하는 고조파 장해가 있을 경우 공진 현상을 회피하기 위하여 설치하는 것은?

① 진상용 콘덴서

② 직렬 리액터

③ 방전코일

④ 진공 차단기

 

공진 현상이란, 전기회로에서 특정 주파수의 전류나 전압이 크게 커지는 현상이야. 이게 문제가 되는 이유는 고조파(불필요한 전류)가 생겨서 회로를 망가뜨리거나 장비를 손상시킬 수 있기 때문이야. 부하회로에서 공진 현상으로 인해 발생하는 고조파 장해를 회피하려면 직렬 리액터를 설치해야 합니다.  직렬 리액터는 회로의 인덕턴스를 조정하여 공진 주파수를 변경하거나 고조파 전류를 억제하는 데 사용됩니다. 따라서 정답은 ② 직렬 리액터입니다.

다른 선택지들은 공진 문제를 해결하는 데 적합하지 않아:

• 진상용 콘덴서는 진상용 콘덴서는 역률을 개선하기 위해 사용하는 장치입니다. 하지만 콘덴서 자체가 공진 현상을 유발할 수 있기 때문에 고조파 장해를 해결하기 위한 직접적인 대책이 될 수 없습니다.
• 방전코일은 전기선에 남은 잔류 전기를 없애는 장치고, 공진과는 관계가 없어.
• 진공 차단기는 회로를 끊어주는 스위치 같은 역할을 해서 공진을 막지는 못해.

그래서 공진 문제를 해결하려면 직렬 리액터를 설치해야 해!

 

참고

 

직렬 콘덴서는 전압을 높이고 전류를 더 쉽게 흐르게 만들어.

직렬 리액터는 고조파를 억제하거나 공진을 막기 위해 전류의 흐름을 조절해.

 

 

38. 경간이 200m인 가공 전선로가 있다. 사용전선의 길이는 경간보다 몇 m 더 길게 하면 되는가? (단, 사용전선의 1m 당 무게는 2㎏, 인장하중은 4000㎏, 전선의 안전율은 2로 하고 풍압하중은 무시한다.)

 

허용장력 T = 인장하중 / 전선의 안전율

처짐 F = W * L^2 / 8 T 

전선길이  = L + 8 F^2 / 3 L

 

 

 

39. 유효낙차 90m, 출력 104500㎾, 비속도(특유속도) 210m·㎾인 수차의 회전속도는 약 몇 rpm인가?

 

40. 차단기의 정격차단시간에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 고장 발생부터 소호까지의 시간

② 트립코일 여자로부터 소호까지의 시간

③ 가동 접촉자의 개극부터 소호까지의 시간

④ 가동 접촉자의 동작 시간부터 소호까지의 시간

 

**트립코일(Trip Coil)**은 차단기 내부에 있는 전자석으로 구성된 장치로, 차단기를 동작시키는 핵심적인 역할을 합니다. 간단히 말하면, 차단기를 열어서 전류를 끊도록 신호를 전달하는 장치라고 볼 수 있어요.

 

트립코일이 활성화된 시점을 기준으로 차단기가 작동하여 고장 전류를 완전히 차단하기까지의 시간을 나타내며, 정격차단시간의 적절한 설명입니다.

 

 

2021.09.12

21. 3상 수직배치인 선로에서 오프셋을 주는 주된 이유는?

① 유도장해 감소

② 난조 방지

③ 철탑 중량 감소

④ 단락 방지

 

 

오프셋의 의미: 전선을 수직으로 배치할 때, 전선들 간에 "수직 거리의 차이"를 만들기 위해 약간의 위치 변화를 주는 것을 말해요.

오프셋을 두는 이유: 바람, 온도 변화, 전선의 흔들림 등으로 인해 전선이 서로 부딪치거나 접촉하면 단락(합선) 사고가 날 위험이 있어요. 이를 방지하려고 전선들을 약간씩 위치를 어긋나게 해서 안정성을 확보하는 거예요.

 

 

22. 3상 변압기의 단상 운전에 의한 소손 방지를 목적으로 설치하는 계전기는?

① 단락계전기

② 결상계전기

③ 지락계전기

④ 과전압계전기

 

단상 운전은 원래 3상으로 동작해야 하는 기기(예: 3상 변압기나 모터)가 3개의 선 중 하나(혹은 두 개)가 끊어져서 1상만 동작하는 상태를 말해요. 3상 기기는 전력을 고르게 분배받아야 정상적으로 작동하는데, 단상 운전이 발생하면 전력이 불균형하게 되고, 특정 부하에 과부하가 걸리거나 기기가 제대로 작동하지 못하게 됩니다.

 

단락계전기는 회로에서 단락(합선)이 발생했을 때 이를 감지하고 보호 장치를 작동시키는 계전기입니다. 단상 운전과는 직접적인 관련이 없습니다.

결상계전기는 3상 전력 중 한 상이 끊어지거나(결상) 이상이 생겼을 때 이를 감지하는 계전기입니다. 단상 운전이 발생하면 변압기가 불균형 상태에 놓이고 과열로 소손될 수 있으므로 이를 방지하는 데 필수적입니다.

지락계전기는 전선이 대지(땅)와 접촉하는 지락 사고를 감지하는 장치로, 결상과는 다른 문제를 다룹니다.

과전압계전기는 회로의 전압이 허용치를 초과할 때 이를 감지해 보호 장치를 작동시키는 장치로, 단상 운전과는 관련이 없습니다.

 

23. 선로정수를 평형되게 하고, 근접 통신선에 대한 유도장해를 줄일 수 있는 방법은?

① 연가를 시행한다.

② 전선으로 복도체를 사용한다.

③ 전선로의 이도를 충분하게 한다.

④ 소호리액터 접지를 하여 중성점 전위를 줄여준다.

 

선로정수(4상정수)는 전선(송전선로)에서 전기가 흐를 때의 전기적 특성을 나타내는 주요 값들로, 전력 시스템에서 전압, 전류, 그리고 전력 손실을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 선로정수는 크게 다음 네 가지로 구성됩니다:

1. 저항(R):
   전선의 저항으로, 전기가 흐를 때 열로 변환되어 손실이 발생하는 부분을 의미합니다. 전선의 재질, 길이, 두께에 따라 저항값이 달라집니다.
2. 인덕턴스(L):
   전선 주위의 자기장에 의해 발생하는 전기적 성질로, 교류 전류가 흐를 때 전압에 영향을 미칩니다. 특히, 선로의 배치(전선 간 거리 등)에 따라 인덕턴스 값이 달라집니다.
3. 정전용량(C):
   전선과 대지 사이에 축적될 수 있는 전하의 양을 나타내는 값입니다. 전선의 높이, 간격, 그리고 절연 상태가 정전용량에 영향을 줍니다.
4. 누설컨덕턴스(G):
   전선에서 절연체를 통해 새어나가는 전류를 나타내며, 절연체의 품질이 나쁘면 누설 전류가 커집니다.

선로정수를 평형되게 한다는 건, 전기가 흐르는 3개의 선이 모두 비슷한 전기적 특성을 가지도록 설계해서 송전 효율을 높이고 문제를 줄이는 걸 의미합니다.

 

 

연가를 시행한다
연가는 전선의 배치를 주기적으로 바꾸는 방법으로, 3상 전선이 각기 다른 위치(상하좌우 등)에 배치되어 발생하는 전기적 불평형을 해소하기 위한 방법입니다. 이를 통해 선로정수를 평형되게 만들고, 근처 통신선에 발생할 수 있는 유도장해(통신선에 전력이 간섭을 주는 문제)를 줄일 수 있습니다.

연가의 주요 목적 4가지는 다음과 같습니다:

1. 직렬 공진 방지
2. 선로 정수 평형 유지
3. 임피던스 평형
4. 유도장해 감소

 

전선으로 복도체를 사용한다
복도체는 송전선의 전류 용량을 늘리고 코로나 방전을 줄이기 위한 방법으로, 선로의 정수 평형이나 유도장해와는 직접적인 관련이 적습니다.

전선로의 이도를 충분하게 한다
이도는 전선이 늘어지는 정도를 의미하며, 송전선의 물리적 안전과 관련이 있습니다. 이도를 충분히 한다고 해서 유도장해나 선로정수와는 큰 관계가 없습니다.

소호리액터 접지를 하여 중성점 전위를 줄여준다
소호리액터는 지락 사고(대지와 접촉하는 문제)를 줄이기 위한 장치로, 선로정수 평형이나 통신선 유도장해 문제와는 관련이 없습니다.

 

24. 송전단, 수전단 전압을 각각 Es, Er이라 하고 4단자 정수를 A, B, C, D라 할 때 전력원선도의 반지름은?

 

전력 원선도는 전력 송전 시스템에서 송전단(발전소 쪽)과 수전단(부하 쪽) 간의 전압, 전류 관계를 원(circle) 형태의 그래프로 나타낸 것입니다. 이 그래프는 송전선로의 전기적 특성을 분석하고, 송전 시스템의 안정성을 평가하는 데 사용됩니다.

 

 

 

 

원의 반지름 (최대전력) = EsEr/B

전력원선도의 가로축과 세로축 : 유효전력과 무효전력

 

원선도로부터 알 수 있는 사항

- 필요한 전력을 보내기 위한 송, 수전단 전압간의 상차각

- 송, 수전할 수 있는 최대 전력

- 선로 손실과 송전 효율

- 수전단의 역률

- 조상 용량

 

원선도로부터 알 수 없는 사항

- 과도 안정 극한 전력

- 코로나 손실

- 도전율

 

25. 가공선 계통을 지중선 계통과 비교할 때 인덕턴스 및 정전 용량은 어떠한가?

 

 

가공선 계통

• 가공선 계통은 전선이 공중에 설치된 송전 또는 배전 계통을 말합니다.
• 전선이 전봇대, 철탑 등에 매달려 있으며, 전선 주변은 공기(자연 환경)가 절연체 역할을 합니다.
• 우리가 흔히 길가에서 볼 수 있는 전봇대에 매달린 전선이 가공선 계통입니다.
• 전선 간의 자기장이 넓게 퍼져 인덕턴스가 크고, 대지와의 거리가 멀어 정전용량이 작습니다.

지중선 계통

• 지중선 계통은 전선을 땅속에 매설하여 송전하거나 배전하는 계통을 말합니다.
• 전선은 절연체(케이블 피복)로 보호되며, 물리적으로 지하에 묻혀 있어서 외부 환경으로부터 영향을 덜 받습니다.
• 주로 도시 지역이나 환경 보호가 중요한 지역에서 사용됩니다. 전봇대가 보이지 않고 전선이 땅속에 있는 경우가 지중선 계통입니다.
• 전선 간 거리가 가까워 자기장이 좁아져 인덕턴스는 작아지고, 전선 간 전기장이 강해져 정전용량은 커집니다.

구분가공선 계통지중선 계통

구분	가공선 계통	지중선 계통
설치 위치	공중 (전봇대, 철탑)	지하 (매설된 케이블)
절연체	공기	케이블 절연체
설치 비용	저렴	고가
유지보수	비교적 쉬움	복잡 (지하 작업 필요)
기후 영향	많음 (바람, 번개 등)	거의 없음
전기적 특성	인덕턴스 큼, 정전용량 작음	인덕턴스 작음, 정전용량 큼

 

 

26. 전력계통에서 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터로 제거되는 고조파는? (단, 기본주파수에서 리액턴스 기준으로 콘덴서 용량의 이론상 4% 높은 리액터 값을 적용한다.)

① 제2고조파

② 제3고조파

③ 제4고조파

④ 제5고조파

 

 

전력용 콘덴서:

• 전압을 조정하고, 역률을 개선하기 위해 사용하는 장치입니다.
• 하지만, 콘덴서가 고조파를 증폭시킬 가능성이 있기 때문에 리액터를 함께 사용합니다.

리액터:

• 리액터는 인덕턴스를 제공하는 장치로, 고조파와 같은 특정 주파수를 걸러내는 역할을 합니다.

고조파 제거 원리:

• 기본 주파수(60Hz)에 대해, 리액터와 콘덴서의 조합으로 특정 고조파 주파수에서 공진을 일으켜 해당 고조파를 계통에서 제거합니다.
• 문제에서 언급된 4% 리액터는 전력용 콘덴서와 조합되어 **5차 고조파(300Hz)**를 제거하도록 설계됩니다.

 

제2고조파(120Hz): 직류 성분에 가까운 고조파로, 전력계통에서 잘 발생하지 않습니다.

제3고조파(180Hz): 비대칭 부하나 변압기 등에서 발생하며, 주로 중성선에 영향을 미칩니다.

제4고조파(240Hz): 특정 조건에서 발생하지만, 전력계통에서 큰 문제가 되는 고조파는 아닙니다.

제5고조파(300Hz): 계통 안정성과 전력 품질에 큰 영향을 미치며, 전력용 콘덴서와 리액터를 이용해 제거하는 주요 대상입니다.

 

27. 취수구에 제수문을 설치하는 목적은?

① 낙차를 높이기 위해

② 홍수위를 낮추기 위해

③ 모래를 배제하기 위해

④ 유량을 조정하기 위해

 

 

취수구는 강물이나 댐의 물을 끌어오는 "입구"이고,

제수문은 취수구나 수로에 설치되어 물의 흐름(유량)을 조절하거나 차단하는 장치입니다.

• 필요할 때 물을 흘려보내고, 필요하지 않을 때는 물을 막는 기능을 합니다.
• 홍수 시 물의 흐름을 제어하거나, 구조물을 보호하는 역할도 합니다.
• 유량 조절: 필요한 만큼 물을 흘려보내거나 차단.
• 과잉 유량 차단: 홍수나 과도한 유량이 발생했을 때 수로를 보호.
• 유지관리: 취수구로 들어오는 물의 양을 조정하여 구조물을 안정적으로 관리.

낙차를 높이는 것은 보나 댐 같은 구조물에서 주로 다뤄지는 기능으로, 제수문의 주된 역할과는 관련이 없습니다.

홍수 시 물을 방출하거나 홍수위를 조절하는 것은 배수문(수문)의 역할입니다. 제수문은 물을 취수구로 들이거나 막는 데 중점을 둡니다.

모래나 부유물 제거는 별도의 모래 배출 장치나 침사지 같은 구조물을 사용하며, 제수문의 주된 역할은 아닙니다.

 

28. 송전계통의 중성점 접지용 소호리액터의 인덕턴스 L은? (단, 선로 한 선의 대지정전용량을 C라 한다.)

 

소호리액터: 중성점 접지에 설치되어 지락 전류를 줄이고 아크를 소멸시키는 장치

 

29. 송전선로의 개폐 조작에 따른 개폐서지에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 회로를 투입할 때보다 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생 한다.

② 부하가 있는 회로를 개방하는 것보다 무부하를 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생한다.

③ 이상전압이 가장 큰 경우는 무부하 송전선로의 충전전류를 차단할 때이다.

④ 이상전압의 크기는 선로의 충전전류 파고값에 대한 배수로 나타내고 있다.

 

개폐서지는 전기를 켜고 끌 때 순간적으로 발생하는 튀는 전기 같은 거야.

 

회로를 투입한다는 건 전기를 켠다는 뜻이야. 전기가 흐르도록 스위치를 올리는 거라고 생각하면 돼.

회로를 개방한다는 건 전기를 끈다는 뜻이야. 전기가 흐르지 못하도록 스위치를 내리는 거라고 보면 돼.

 

 

회로를 투입할 때보다 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생한다는 내용은 일반적으로 맞습니다. 회로를 개방할 때 아크가 발생하면서 이상전압이 더 커질 수 있기 때문입니다.

 

부하가 있는 회로를 개방하는 것보다 무부하를 개방할 때 더 높은 이상전압이 발생한다는 내용도 맞습니다. 부하가 없는 상태에서는 선로의 충전 전류가 전압의 변동에 더 민감하게 반응하므로 이상전압이 더 크게 나타날 수 있습니다.

 

이상전압이 가장 큰 경우는 무부하 송전선로의 충전전류를 차단할 때라는 설명도 맞습니다. 무부하 상태에서 충전전류를 끊으면 전압 변화에 의한 서지가 가장 크게 발생합니다.

 

이상전압의 크기를 선로의 충전전류 파고값에 대한 배수로 나타낸다는 내용은 틀렸습니다. 이상전압은 충전전류의 파고값보다는 전압 변동에 따라 발생하며, 그 크기를 배수로 나타내는 방식은 정확하지 않습니다. 이상전압의 크기는 일반적으로 파고값, 전압 상승 정도, 시간적 변화 등으로 표현됩니다.

 

30. 가공 송전선로의 정전용량이 0.005㎌/㎞이고, 인덕턴스는 1.8mH/㎞이다. 이때 파동임피던스는 몇 Ω 인가?

 

 

이 문제는 전기 시스템에서 **송전선(S점)**에 사고(단락)가 났을 때, 흐르게 되는 단락전류(엄청나게 큰 전류)가 얼마나 되는지 계산하는 거야. 단락전류는 시스템을 보호하기 위해 꼭 알아야 하는 중요한 값이야.

 

%Z(퍼센트 임피던스)

전기 시스템(발전기, 변압기, 송전선 등)에는 전기를 방해하는 저항 같은 게 있어. 이걸 임피던스라고 해. 퍼센트 임피던스는 "이 장치가 전류를 얼마나 막느냐"를 %로 나타낸 거야.

 

총 %Z=전동기 %Z+변압기 %Z+선로 %Z

 

1. 전동기 리액턴스

 

2. 변압기 리액턴스

변압기는 전압을 바꾸는 장치인데, 여기에도 전류를 막는 특성인 리액턴스가 있어.

• 문제에서 변압기 리액턴스는 **8%**라고 주어져 있어.이 값은 따로 계산하지 않아도 돼.

 

3. 선로 리액턴스

 

전동기(G1, G2): 전기를 만드는 장치, 저항 역할을 20% 함.

변압기(T): 전압을 바꾸는 장치, 저항 역할을 8% 함.

송전선: 전기를 보내는 선로, 저항 역할을 약 9.917% 함.

이걸 합치면 시스템 전체가 전류를 막는 비율은 **37.917%**야

 

4. 기준전류 계산

 

5. 단락전류 계산

이제 전체 %Z(37.917%)로 나누기만 하면 돼:

 

 

26. 3상 3선식 송전선로에서 각 선의 대지정전용량이 0.5096μF 이고, 선간정전용량이 0.1295μF 일 때, 1선의 작용정전용량은 약 몇 μF 인가?

 

3상 3선식

C작용​=C대지​+3⋅C선간

 

단선 2선식

​ C작용​=C대지​+2⋅C선간

 

27. 배전용 변전소의 주변압기로 주로 사용되는 것은?

① 강압 변압기

② 체승 변압기

③ 단권 변압기

④ 3권선 변압기

 

 

강압(체강) 변압기
높은 전압을 낮은 전압으로 변환하는 변압기로, 배전용 변전소에서 가장 많이 사용돼. 송전선로에서 오는 고압을 낮춰 가정이나 공장에 알맞은 전압으로 공급해. 배전용 변전소의 역할은 고압(송전 전압)을 낮은 전압으로 변환하여 배전선로에 공급하는 것이야. 이를 위해 주로 강압 변압기(step-down transformer)가 사용돼. 강압 변압기는 높은 전압을 낮추는 데 적합하고, 배전 시스템에서 꼭 필요한 장치야.

체승(승압) 변압기
낮은 전압을 높은 전압으로 변환하는 변압기야. 주로 발전소나 전압 상승이 필요한 경우에 사용돼. 배전용 변전소에는 적합하지 않아.

단권 변압기
1차와 2차 권선이 전기적으로 연결된 구조로, 강압과 체승 모두 가능하지만, 절연 특성이 약해서 배전용 변전소에서는 잘 사용되지 않아.

3권선 변압기
1차, 2차, 3차 권선을 가진 변압기로, 주로 대형 변전소에서 여러 전압을 동시에 변환해야 할 때 사용돼. 배전용 변전소보다는 특수한 경우에 사용돼.

 

체승 변압기, 단권 변압기, 3권선 변압기는 송전용 변압기 입니다.

 

29. 500kVA의 단상 변압기 상용 3대(결선 △-△), 예비 1대를 갖는 변전소가 있다. 부하의 증가로 인하여 예비 변압기까지 동원해서 사용한다면 응할 수 있는 최대부하(kVA)는 약 얼마인가?

 

 

• 기존의 Δ-Δ 결선에서 3대의 단상 변압기가 사용 중이며, 각 변압기의 용량은 500kVA.
• 예비 변압기까지 포함해 총 4대의 단상 변압기가 있음.
• V-V 결선은 3대 중 1대가 고장났을 때, 나머지 2대로 3상 부하를 공급하는 결선 방식이야.
• V-V 결선의 특징:
  • 변압기 용량의 이용률: 86.6%
  • Δ-Δ 결선에서 2대만 사용하는 경우 변압기 용량은 원래 1대 용량의 sqrt{3}배로 계산.
• V-V 결선에서 2대의 변압기로 3상 부하를 공급할 때, 총 용량은 다음과 같이 계산돼

 

 

30. 3상용 차단기의 정격 차단 용량은?

① √3 × 정격 전압 × 정격 차단 전류

② 3√3 × 정격 전압 × 정격 전류

③ 3 × 정격 전압 × 정격 차단 전류

④ √3 × 정격 전압 × 정격 전류

 

 

왜 sqrt{3}​이 필요한가?

3상 전력 계산은 3개의 선이 전달하는 전력을 합산해야 하는데, 이때 각 상의 위상 차이 때문에 sqrt{3}​이 들어가게 돼. 따라서 단상과 다르게 3상에서는 sqrt{3}​을 곱해야 실제 차단 용량을 구할 수 있어.

 

33. 단상 2선식 배전선로의 말단에 지상역률 cosθ인 부하 P(kW)가 접속되어 있고 선로 말단의 전압은 V(V)이다. 선로 한 가닥의 저항을 R(Ω)이라 할 때 송전단의 공급전력(kW)은?

 

이 상황을 물을 파이프로 보내는 경우로 비유해 볼게

 

 

• 말단에서 필요한 물(P)은 일정량이야.
• 하지만 파이프의 저항(선로 저항 R) 때문에 물이 중간에 새거나 손실돼.
• 그래서 물을 보내는 쪽(송전단)에서는 이 손실분까지 계산해서 더 많은 물을 보내야 해.
  이걸 전기에 적용하면, 손실된 전력 Ploss를 더해서 송전단의 총 전력을 계산해야 하는 거야!

 

 

한 가닥의 저항이라는 표현이 없었다면, 2R이 아니고 R임

 

 

34. 전력계통의 전압을 조정하는 가장 보편적인 방법은?

① 발전기의 유효전력 조정

② 부하의 유효전력 조정

③ 계통의 주파수 조정

④ 계통의 무효전력 조정

 

 

유효전력: 실제로 "일"을 하는 에너지.
예를 들어, 전등이 빛을 내거나, 선풍기가 돌거나, 냉장고가 작동하는 데 사용되는 에너지야.

무효전력: 일을 하지는 않지만 전압과 전류를 유지하거나 전압을 조정하는 데 필요한 보조 에너지.

 

 

발전기의 유효전력 조정
유효전력은 실질적으로 일을 하는 전력입니다. 유효전력을 조정하면 전력 공급량에는 영향을 줄 수 있지만, 전압 조정에는 직접적으로 큰 영향을 주지 않아요.

부하의 유효전력 조정
부하가 소비하는 유효전력을 조정하는 것도 전압에 미미한 영향을 줄 수 있지만, 전압을 효과적으로 조정하기 위한 방법은 아니에요.

계통의 주파수 조정
주파수 조정은 주로 계통의 발전기와 부하의 유효전력 균형을 맞추는 데 사용돼요. 주파수는 전압 조정보다 전력의 안정성에 더 영향을 미칩니다.

계통의 무효전력 조정
무효전력은 전압을 올리거나 낮추는 데 가장 큰 영향을 미칩니다. 무효전력을 늘리면 전압이 상승하고, 무효전력을 줄이면 전압이 감소하는 특성이 있어요.
예를 들어:

• 커패시터(capacitor): 무효전력을 공급하여 전압을 올림.
• 리액터(reactor): 무효전력을 소비하여 전압을 내림.

 

35. 증기터빈내에서 팽창 도중에 있는 증기를 일부 추기하여 그것이 갖는 열을 급수가열에 이용하는 열사이클은?

① 랭킨사이클

② 카르노사이클

③ 재생사이클

④ 재열사이클

 

재생사이클은 **증기터빈에서 팽창 중인 증기를 일부 추출(추기)**해서, 이 증기의 열에너지를 **급수가열기(Feedwater Heater)**에서 급수를 데우는 데 사용하는 사이클이에요. 이렇게 하면 열효율을 높일 수 있어!

작동 원리

1. 터빈 안에서 증기가 팽창하면서 일을 하지만, 일부 증기를 중간 단계에서 급수가열기로 보내서 데워줌.
2. 데워진 급수는 다시 보일러로 보내지기 때문에 보일러에서 사용하는 연료를 절약할 수 있음.
3. 결과적으로 열효율이 개선돼.

랭킨사이클
열기관의 기본 사이클로, 물이 보일러에서 증기로 가열되고, 터빈에서 팽창하며 일을 하고, 다시 응축기로 돌아가는 순환 사이클이에요. 하지만 급수가열 과정은 포함하지 않음.

카르노사이클
이상적인 열기관 사이클로, 모든 과정이 가역적(열손실이 없음)인 이론적 사이클이에요. 현실에서 구현이 불가능하며, 급수가열 과정과는 관련이 없음.

재생사이클
터빈에서 일부 증기를 추출해 급수를 가열하는 과정이 포함된 사이클로, 열효율 향상을 목적으로 함. 정답.

재열사이클
터빈에서 증기를 한 번 팽창시킨 뒤, 다시 보일러에서 재가열하고 추가 팽창시키는 방식으로, 고온·고압에서 작업을 하여 열효율을 높이는 방법이에요. 급수가열과는 관련이 없음.

 

36. 직격뢰에 대한 방호설비로 가장 적당한 것은?

① 복도체

② 가공지선

③ 서지흡수기

④ 정전방전기

 

직격뢰란 송전선로, 건축물, 설비 등에 번개가 직접 떨어지는 현상을 말합니다. 이를 방지하거나 보호하기 위해 사용하는 가장 적절한 방호설비는 **가공지선(Overhead Ground Wire)**입니다.

가공지선의 역할

• 송전선로 위에 접지된 금속선을 설치해 번개가 떨어졌을 때 가공지선이 먼저 충격을 흡수하고, 이를 지면으로 안전하게 방출합니다.
• 송전선로에 직접 낙뢰가 닿지 않게 해주는 일종의 보호막 역할을 합니다.

복도체
송전선로에서 코로나 방전을 줄이고 송전 효율을 높이는 데 사용되는 방식입니다. 직격뢰와는 직접적인 관련이 없습니다.

가공지선
송전선 위에 설치해 번개의 충격을 흡수하고 접지로 방출하여 송전선을 보호합니다. 직격뢰 방호설비로 가장 적합합니다.

서지흡수기
서지흡수기는 낙뢰로 인한 **간접적인 과전압(서지)**를 방지하는 데 사용됩니다. 직접 낙뢰를 방호하는 장치는 아닙니다.

정전방전기
전기적으로 충전된 장치나 물질의 정전기를 제거하는 장치로, 번개와 같은 고전압 충격을 직접적으로 방호하는 기능은 없습니다.

 

 

 

 

 

 

37. 역률 0.8(지상)의 2800kW 부하에 전력용 콘덴서를 병렬로 접속하여 합성역률을 0.9로 개선하고자 할 경우, 필요한 전력용 콘덴서의 용량(kVA)은 약 얼마인가?

 

역률 0.8(지상)인 2800kW 부하를 역률 0.9로 개선하기 위해 필요한 **전력용 콘덴서의 용량(kVA)**을 계산하자.

전력용 콘덴서는 **무효전력(Q)**를 보상해서 역률을 개선하는 역할을 해. 계산은 다음 단계를 따라가면 돼.

 

유효전력과 무효전력의 관계

• 유효전력(P)은 실제로 일을 하는 전력(2800kW).
• 무효전력(Q)은 전기를 사용하지 않고 "왔다 갔다"만 하는 전력인데, 이걸 줄여야 전기를 효율적으로 쓸 수 있어.
• 무효전력은 삼각형의 높이(빗변과 수평선 사이의 세로선)로 표현할 수 있어.

38. 비등수형 원자로의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 증기 발생기가 필요하다.

② 저농축 우라늄을 연료로 사용한다.

③ 노심에서 비등을 일으킨 증기가 직접 터빈에 공급되는 방식이다.

④ 가압수형 원자로에 비해 출력밀도가 낮다.

 

특징	가압수형 원자로 (Pressurized Water Reactor)	비등수형 원자로 ( Boilind Water Reactor )
냉각수 상태	가압된 냉각수가 끓지 않고 액체 상태로 순환	냉각수가 원자로 내부에서 끓어서 증기 발생
증기 발생기	필요함 (냉각수를 2차 계통으로 전달하여 증기 생성)	필요 없음 (냉각수가 직접 증기로 변환 후 터빈 공급)
열 전달 계통	1차 계통(냉각수)과 2차 계통(증기)으로 분리	1차 계통과 터빈이 직접 연결됨
연료 종류	저농축 우라늄 (농축도 약 3~5%)	저농축 우라늄 (농축도 약 3~5%)
출력 밀도	출력밀도가 높음	출력밀도가 상대적으로 낮음
운전 압력	고압 (약 150기압)	중압 (약 70기압)
구조 복잡성	증기 발생기가 있어 구조가 더 복잡	증기 발생기가 없어 구조가 비교적 단순
방사선 관리	방사능 물질이 2차 계통으로 넘어갈 가능성이 낮음	냉각수가 직접 터빈으로 가므로 방사선 관리가 더 중요
효율성	효율이 높음	상대적으로 효율이 낮음
사용 예	대부분의 원자로 설계에서 사용	일부 설계에서 사용

**비등수형 원자로(BWR, Boiling Water Reactor)**는 원자로 내부의 **냉각수가 직접 비등(끓는 것)**하여 생성된 증기가 터빈으로 바로 공급되는 방식이에요. 따라서 **증기 발생기(Steam Generator)**가 필요하지 않습니다.

 

 

증기 발생기가 필요하다
틀린 설명입니다. 비등수형 원자로는 냉각수 자체가 터빈을 돌리기 위한 증기를 생성하기 때문에 별도의 증기 발생기가 필요하지 않습니다. 증기 발생기는 **가압수형 원자로(PWR)**에서 사용됩니다.

저농축 우라늄을 연료로 사용한다
맞는 설명입니다. 비등수형 원자로에서는 저농축 우라늄(농축도 약 3~5%)을 연료로 사용합니다. 이는 다른 상업용 원자로들과 마찬가지입니다.

노심에서 비등을 일으킨 증기가 직접 터빈에 공급되는 방식이다
맞는 설명입니다. 비등수형 원자로의 핵심 특징으로, 노심에서 끓은 냉각수가 증기로 변해 터빈으로 직접 전달됩니다.

가압수형 원자로에 비해 출력밀도가 낮다
맞는 설명입니다. 비등수형 원자로는 설계 특성상 가압수형 원자로(PWR)에 비해 출력밀도가 낮습니다.

 

39. 저압배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 저압 뱅킹 방식은 전압변동을 경감할 수 있다.

② 밸런서(balancer)는 단상 2선식에 필요하다.

③ 부하율(F)와 손실계수(H) 사이에는 1≥F≥H≥F2≥0의 관계가 있다.

④ 수용률이란 최대수용전력을 설비용량을 나눈 값을 퍼센트로 나타낸 것이다.

 

**밸런서(Balancer)**는 단상 3선식 배전선로에서 양쪽의 부하를 균등하게 분배하기 위해 사용하는 장치입니다.

 

 

저압 뱅킹 방식은 전압변동을 경감할 수 있다
맞는 설명입니다.
저압 뱅킹 방식은 여러 변압기의 출력을 병렬로 연결하여 공급하는 방식으로, 전압 변동을 줄이고 부하의 변동에 유연하게 대응할 수 있습니다.

 

부하율(F)와 손실계수(H) 사이에는 1≥F≥H≥F2≥0의 관계가 있다.
맞는 설명입니다.
부하율과 손실계수는 배전선로의 손실과 효율을 나타내는 척도로, 이 관계식은 일반적으로 적용됩니다.

 

수용률이란 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸 것이다
맞는 설명입니다.
수용률은 설비를 얼마나 효율적으로 사용하는지를 나타내는 지표로, 최대수용전력과 설비용량의 비율을 퍼센트로 나타냅니다.

 

40. 선로, 기기 등의 절연 수준 저감 및 전력용 변압기의 단절연을 모두 행할 수 있는 중성점 접지방식은?

① 직접접지방식

② 소호리액터접지방식

③ 고저항접지방식

④ 비접지방식

 

 

직접접지방식

• 중성점을 직접 대지에 연결하는 방식.
• 과전압 억제 효과가 뛰어나서 선로와 기기의 절연 수준을 낮출 수 있음.
• 전력용 변압기에서 단절연 방식을 사용할 수 있음.
• 정답

소호리액터접지방식

• 중성점에 소호리액터(Arc Suppression Coil)를 연결하여 접지하는 방식.
• 주로 1선 지락사고 시 아크 소멸을 목적으로 사용하며, 절연 수준을 저감하는 용도로는 적합하지 않음.

고저항접지방식

• 중성점에 고저항을 연결해 접지하는 방식.
• 주로 과전압 제한보다는 지락 사고 전류를 억제하는 데 사용되며, 절연 수준 저감과는 관련이 적음.

비접지방식

• 중성점을 접지하지 않는 방식.
• 주로 소규모 계통에 사용되며, 과전압 억제 능력이 낮아 절연 수준 저감에는 부적합함.

 

2021.03.07

21. 다음과 같은 유황곡선을 가진 수력지점에서 최대사용 수량 0C로 1년간 계속 발전하는데 필요한 저수지의 용량은?

 

 

유량곡선은 강, 하천, 또는 수력발전소에서 일정 기간 동안의 유량 변화를 그래프로 나타낸 곡선이에요. 물이 얼마나 흐르고, 얼마나 모일 수 있는지 보여주는 중요한 자료야. 쉽게 말해, **시간에 따라 물의 흐름(유량)**을 기록한 그래프야. 비가 많이 오는 시기에는 유량이 많아져 곡선이 위로 올라감. 가뭄이나 건조한 시기에는 유량이 줄어들어 곡선이 아래로 내려감.

 

매일 필요한 유량은 C인데, PCD는 넘치기 때문에 괜찮지만, DEB는 C의 기준을 넘지 못해, 유량이 부족함. 따라서 DEB만큼의 저수지 용량이 필요

 

 

22. 통신선과 평행인 주파수 60Hz의 3상 1회선 송전선이 있다. 1선 지락때문에 영상전류가 100A 흐르고 있다면 통신선에 유도되는 전자유도전압(V)은? (단, 영상전류는 전 전선에 걸쳐서 같으며, 송전선과 통신선과의 상호 인덕턴스는 0.06mH/km, 그 평행길이는 40km이다.)

 

 

 

24. 3상 3선식 송전선에서 한 선의 저항이 10Ω, 리액턴스가 20Ω이며, 수전단의 선간전압이 60kV, 부하역률이 0.8인 경우에 전압강하율이 10%라 하면 이 송전선로는 약 몇 kW까지 수전할 수 있는가?

 

 

전압강하율(%) = [(송전단 전압 - 수전단 전압) / 송전단 전압] × 100

 

 

수전단 전압(Vr​): 문제에서 주어진 값으로 60kV.

전원단 전압(Vs​): 전압 강하율 10%를 이용해 계산된 값으로 66kV.

 

전압 강하(ΔV)는 Vs−Vr=66−60=6 kV

한 선의 저항 R=10 Ω, 리액턴스 X=20 Ω, 부하 역률은 cos⁡θ=0.8

 

문제를 풀기 위해 두 가지 계산이 필요해:

1. 송전선로를 흐르는 전류 I 계산.
2. 송전선로가 수전할 수 있는 수전력 P 계산.

 

 

25. 기준 선간전압 23kV, 기준 3상 용량 5,000kVA, 1선의 유도 리액턴스가 15Ω일 때 % 리액턴스는?

 

%리액턴스 = 리액턴스 / 기준 임피던스

기준 임피던스 = 전압의 제곱 / 기준용량

 

즉 %리액턴스는 "리액턴스 × 기준 용량 ÷ 전압의 제곱"을 계산하는 거야! 😊

 

%X = X / Z

Z = V^2 / S

%X = X / (V^2 / S) = X*S / V^2   나 엑스스몰 입는다? 쩔지 v^^v

 

% 리액턴스는 주어진 리액턴스가 기준 용량과 기준 전압에 비해 얼마나 큰지를 퍼센트로 나타내는 거야.

 

 

27. 화력발전소에서 증기 및 급수가 흐르는 순서는?

① 절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기

② 보일러 → 절탄기 → 과열기 → 터빈 → 복수기

③ 보일러 → 과열기 → 절탄기 → 터빈 → 복수기

④ 절탄기 → 과열기 → 보일러 → 터빈 → 복수기

 

절대보지마 과격하게 피터지는 복수 영화야.

 

1. 절탄기 (Economizer)

• 위치: 보일러에 들어가기 전.
• 역할: 보일러에 들어가기 전에 급수를 미리 데워주는 장치.
  • 연료를 절약하고 보일러 효율을 높이기 위해 설치돼.

---

2. 보일러 (Boiler)

• 위치: 절탄기 다음.
• 역할: 물을 끓여서 고온·고압의 증기를 만들어냄.
  • 연료를 태워 발생한 열로 물을 증기로 변환해.

---

3. 과열기 (Superheater)

• 위치: 보일러 다음.
• 역할: 보일러에서 만들어진 증기를 더 가열해 고온·고압의 건식 증기로 변환.
  • 증기가 물방울을 포함하면 터빈에 손상을 줄 수 있기 때문에 완전히 건조한 증기를 만들어줘.

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4. 터빈 (Turbine)

• 위치: 과열기 다음.
• 역할: 과열기에서 나온 고온·고압의 증기가 터빈을 돌리면서 기계적 에너지를 만들어냄.
  • 이 기계적 에너지는 발전기를 통해 전기 에너지로 변환돼.

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5. 복수기 (Condenser)

• 위치: 터빈 다음.
• 역할: 터빈에서 나온 증기를 식혀 다시 물로 응축.
  • 이 물은 다시 절탄기로 보내져 순환되면서 발전 효율을 높여줘.

28. 연료의 발열량이 430kcal/kg일 때 화력발전소의 열효율(%)은? (단, 발전기의 출력은 PG[kW], 시간당연료의 소비량은 B[kg/h]이다.)

 

1kW = 860kal

 

(860Pg / 430B) * 100

 

29. 송전선로에서 1선 지락시에 건전상의 전압상승이 가장 적은 접지방식은?

① 비접지방식

② 직접접지방식

③ 저항접지방식

④ 소호리액터접지방식

 

다중접지 < 직접접지 < 고저항접지 < 비접지 < 소호리액터접지 (전위 상승은 역순) 다찍고보소

 

1선 지락 사고가 발생하면 건전상의 전압이 상승하는데, 직접접지방식은 중성점을 대지에 직접 연결하기 때문에 과전압 억제 효과가 가장 뛰어납니다. 따라서 건전상의 전압 상승이 가장 적습니다.

 

30. 접지봉으로 탑각의 접지저항 값을 희망하는 접지저항 값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것은?

① 가공지선

② 매설지선

③ 크로스본드선

④ 차폐선

 

**접지봉(ground rod)**은 전기 설비에서 땅과 전기 회로를 연결하기 위해 사용하는 금속 막대야. 주로 땅에 박아 전류를 안전하게 대지로 흘려보내는 역할을 해.

 

탑각은 송전탑의 기초 부분, 즉 송전탑이 땅과 연결된 가장 아래쪽의 부분을 말해요. 송전탑의 구조적인 안정성과 접지 시스템의 핵심이 되는 부분이에요.

 

접지봉만으로는 원하는 접지저항 값을 줄이기 어려운 경우, 매설지선을 추가로 사용해 접지 저항을 줄입니다. 매설지선은 땅에 길게 묻은 전선으로, 접지저항을 줄이고 접지 효과를 개선하는 데 사용됩니다.

 

가공지선

• 송전선 위에 설치된 금속선으로 낙뢰를 차단하거나 전력을 보호하는 역할을 합니다.
• 접지저항을 줄이는 직접적인 역할과는 관련이 없습니다.

매설지선

• 접지봉과 함께 땅에 묻어 접지 저항을 줄이는 데 사용됩니다.
• 특히, 접지봉의 효과가 부족한 경우 접지 면적을 넓히기 위해 추가적으로 설치합니다.
• 정답.

크로스본드선

• 지중 케이블에서 사용되며, 케이블의 도체와 차폐 간의 전위 차이를 조정하거나 고장 전류를 분산시키는 역할을 합니다.
• 접지저항을 줄이는 역할과는 무관합니다.

차폐선

• 전력 설비에서 외부의 전기적 간섭(예: 낙뢰)을 방지하는 금속선입니다.
• 접지저항을 줄이는 직접적인 역할은 하지 않습니다.

31. 전력 퓨즈(Power Fuse)는 고압, 특고압기기의 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 설치하는가?

① 충전전류

② 부하전류

③ 단락전류

④ 영상전류

 

**전력 퓨즈(Power Fuse)**는 고압 및 특고압 기기에서 발생하는 단락사고(Short Circuit) 시 흐르는 단락전류를 차단하기 위해 설치됩니다. 단락전류는 사고 시 매우 큰 값이 흐르기 때문에, 전력 퓨즈는 이를 신속하게 차단하여 기기와 선로를 보호합니다.

 

32. 정전용량이 C1이고, V1의 전압에서 Qr의 무효전력을 발생하는 콘덴서가 있다. 정전용량을 변화시켜 2배로 승압된 전압(2V1)에서도 동일한 무효전력 Qr을 발생시키고자 할 때, 필요한 콘덴서의 정전용량(C2)은?

 

 

현재 정전용량 C1과 전압 V1에서 무효전력 Qr를 발생시켜.

그런데, 전압을 2V1​로 2배로 높였어.

이때도 동일한 무효전력 Qr를 발생시키려면, 정전용량 C2​를 새로 계산해야 해.

 

무효전력(Qr​)은 이렇게 계산돼:

Qr=ωCV^2 

여기서:

• Qr​: 무효전력
• C: 정전용량
• V^2: 전압의 제곱
• ω=2 π f : 각주파수

 

전압이 2배로 증가하면 V^2는 4배로 커져.

Qr를 똑같이 유지하려면 정전용량 C는 1/4로 줄여야 전압이 커지는 효과를 상쇄할 수 있어.

 

33. 송전선로에서의 고장 또는 발전기 탈락과 같은 큰 외란에 대하여 계통에 연결된 각 동기기가 동기를 유지하면서 계속 안정적으로 운전할 수 있는지를 판별하는 안정도는?

 

정태 안정도 (Static Stability)

• 전기 시스템이 정상 상태에서 작은 변화가 생겼을 때 안정성을 유지할 수 있는 능력.
  (예: 부하가 조금 변했을 때도 계통이 안정적인가?)

과도 안정도 (Transient Stability)

• 전기 시스템에 큰 변화가 생겼을 때(예: 사고 발생, 발전기 탈락) 계통이 안정적으로 돌아오는 능력.
  (예: 큰 사고 후 시스템이 정상으로 복귀 가능한가?)

동태 안정도 (Dynamic Stability)

• 전기 시스템이 시간이 지나면서 점진적으로 변화할 때 안정성을 유지하는 능력.
  (예: 부하가 점진적으로 증가할 때 계통이 안정적인가?)

 

34. 송전선로의 고장전류계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

1선지락/2선지락 -> 정상, 역상, 영상

2선(선간)단락 -> 정상, 역상

3상단락 -> 정상

 

35. 배전선로의 주상변압기에서 고압측-저압측에 주로 사용되는 보호장치의 조합으로 적합한 것은?

 

 

주상변압기는 일반적인 전주, 즉 전봇대 위에 있는 변압기를 말합니다. 배전선로의 주상변압기에서는 고압측과 저압측에 각각 다른 보호장치가 사용됩니다. 주요 보호장치의 역할과 적합한 조합은 다음과 같습니다:

1. 고압측: 컷아웃 스위치
   • 역할: 고압측 회로를 보호하고, 고장 시 변압기와 선로를 차단.
   • 퓨즈가 내장되어 있어, 단락사고나 과부하 시 전류를 차단하는 역할을 합니다.
2. 저압측: 캐치홀더
   • 역할: 변압기의 저압측을 보호하며, 주로 단락사고나 과부하 시 전류를 차단.
   • 변압기 저압측에 연결되어 선로 보호를 돕습니다.

 

리클로저 - 라인퓨즈

• 리클로저는 주로 고압 배전선로에서 큰 구간 보호에 사용되며, 변압기의 고압측 보호장치로는 일반적으로 사용되지 않습니다.
• 라인퓨즈는 분기회로 보호용으로 주로 사용되며, 리클로저와의 조합은 변압기 보호와는 거리가 있습니다.

36. 용량 20kVA인 단상 주상 변압기에 걸리는 하루 동안의 부하가 처음 14시간 동안은 20kW, 다음 10시간 동안은 10kW일 때, 이 변압기에 의한 하루 동안의 손실량(Wh)은? (단, 부하의 역률은 1로 가정하며, 변압기의 전 부하동손은 300W, 철손은 100W이다.)

 

1. 부하 동손 (Load Copper Loss)

• 뜻: 변압기의 부하(사용되는 전기) 때문에 발생하는 손실입니다. 변압기 내부의 **코일(도선)**에서 전류가 흐르면서 저항 때문에 열로 소모되는 에너지를 말합니다.
• 원인: 도선에 흐르는 전류와 도선의 저항 때문입니다.
  • 저항의 법칙: 손실(W)=I^2 즉 전류(I)의 제곱에 비례합니다.
  • 부하가 커질수록 전류도 증가하므로, 부하 동손은 부하에 따라 변화합니다.
• 특징: 부하가 클수록 동손도 커지며, 부하가 없으면 동손은 0이 됩니다.

비유: 도로 위에서 자동차(전류)가 많이 다닐수록 타이어가 닳는 것(손실)과 비슷합니다.

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2. 철손 (Core Loss)

• 뜻: 변압기의 철심에서 발생하는 손실입니다. 철심은 교류 전류가 흐르면서 자화와 소자화를 반복하며 에너지가 손실됩니다. 이 에너지는 주로 열로 방출됩니다.
• 원인: 교류 전류에 의해 생기는 히스테리시스 손실과 와류 손실 때문입니다.
  1. 히스테리시스 손실: 철심 내부의 자성체가 자화와 소자화를 반복하며 발생하는 손실.
  2. 와류 손실: 교류 전류가 철심을 관통할 때 유도되는 전류(와류)가 철심 내부를 흐르면서 열로 소모되는 손실.
• 특징: 철손은 부하와 상관없이 항상 일정합니다. 변압기를 켜두기만 하면 발생합니다.

비유: 자석을 자꾸 구부리고 펴는 것처럼 반복하다 보면 내부에서 힘이 소모되어 열이 나는 현상과 비슷합니다.

 

 

1. 철손 계산

철손은 부하와 관계없이 항상 일정하므로 하루 동안의 철손은:

철손=100W×24h=2400Wh

 

2. 전 부하동손 계산

변압기의 **동손(부하 동손)**은 부하에 따라 달라지며, 부하율의 제곱에 비례합니다. 따라서 동손을 정확히 계산하려면 부하율이 필요합니다. 부하율은 변압기가 얼마나 가동되고 있는지를 나타내는 비율입니다.

단, 현재 역률이 1이기 떄문에 정격 용량이지만, 역률이 1미만이엇다면, 정격 용량에 역률을 곱해야한다.

3. 총 손실량 계산

총 손실량은 철손과 전 부하동손을 합한 값입니다:

총 손실량=2400Wh+4200Wh+750Wh=7350Wh

 

 

37. 케이블 단선사고에 의한 고장점까지의 거리를 정전용량측정법으로 구하는 경우, 건전상의 정전용량이 C, 고장점까지의 정전용량이 Cx, 케이블의 길이가 ℓ일 때 고장점까지의 거리를 나타내는 식으로 옳은 것은?

 

전체 길이 ℓ에서 정전용량이 C라면, 단위 길이당 정전용량은 C/ℓ 이다. 고장점까지의 거리 x에서의 정전용량 Cx는 (C/ℓ) * x 가 될 것이다. 따라서 x = (Cx * ℓ) / C 가 된다. 이 식이 정답이 될 것 같다.

 

39. % 임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 단위를 갖지 않는다.

② 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.

③ 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위의 값을 가진다.

④ 변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다.

 

% 임피던스는 기기 내부의 저항과 리액턴스가 전압과 전류에 얼마나 영향을 주는지, 기준값에 대해 **퍼센트(%)**로 나타낸 값이에요. 쉽게 말하면, 기기 내부에 전기가 얼마나 방해를 받는지를 보여줍니다.  

 

① 단위를 갖지 않는다.

• % 임피던스는 그냥 비율을 퍼센트로 표현한 거라서 단위가 없어요. 예를 들어, 5% 임피던스는 "정격값의 5%만큼 저항이 있다"는 뜻이에요.

② 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것이다.

• % 임피던스는 정격 용량과 정격 전압을 기준으로 계산한 값이에요. 예를 들어, 변압기의 크기가 달라도 계산 기준은 같아요.

③ 기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위의 값을 가진다.

• % 임피던스는 기기의 용량(크기)이 커져도 그 값 자체는 변하지 않아요. 변압기마다 설계에 따라 정해져 있어요.

④ 변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용할 수 있다.

• % 임피던스는 변압기와 동기기뿐만 아니라 전력 시스템의 다른 기기에도 쓸 수 있어요. 예를 들어, 송전선로나 회로에도 적용할 수 있어요.

 

40. 역률 0.8, 출력 320kW인 부하에 전력을 공급하는 변전소에 역률 개선을 위해 전력용 콘덴서 140kVA를 설치했을 때 합성역률은?

 

먼저 역률이 0.8이고 유효전력이 320kW라면 피상전력은 어떻게 될까? 역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값이니까, 

피상전력 S = P / 역률 = 320kW / 0.8 = 400kVA가 되겠지. 

 

무효전력 Q는 피상전력의 제곱에서 유효전력의 제곱을 뺀 것의 제곱근이야.

즉, Q = √(S² - P²) = √(400² - 320²) = √(160,000 - 102,400) = √57,600 = 240kVar가 되겠네.

 

이제 여기에 140kVA의 콘덴서를 설치했어. 콘덴서는 무효전력을 공급해주기 때문에 무효전력을 감소시켜. 근데 여기서 주의할 점은 콘덴서의 용량이 kVA로 주어졌다는 거야. 콘덴서는 무효전력만을 공급하므로, 콘덴서의 무효전력은 -140kVar가 되겠지(콘덴서가 무효전력을 흡수하는 게 아니라 공급하는 거니까 부호가 음수가 될 수도 있는데, 여기서는 무효전력을 감소시키는 효과가 있으니까 그냥 240kVar에서 140kVar를 빼는 걸로 생각해도 될 것 같아).

 

그래서 새로운 무효전력 Q' = 240kVar - 140kVar = 100kVar가 되겠네. 유효전력은 그대로 320kW이고, 새로운 피상전력 S' = √(P² + Q'²) = √(320² + 100²) = √(102,400 + 10,000) = √112,400 ≈ 335.4kVA.

 

그러면 합성역률은 유효전력을 새로운 피상전력으로 나눈 값이니까, 역률 = P / S' = 320kW / 335.4kVA ≈ 0.954, 즉 약 95.4%가 되겠네. 

 

2020.09.26

21. 전력용콘덴서를 변전소에 설치할 때 직렬리액터를 설치 하고자 한다. 직렬리액터의 용량을 결정하는 계산식은? (단, f0는 전원의 기본주파수, C는 역률 개선용 콘덴서의 용량, L은 직렬리액터의 용량이다.)

 

 

변전소에 전력용 콘덴서를 설치해서 **고조파(전기 잡음)**를 줄이려 해.

그런데 콘덴서만 설치하면 고조파 문제가 심해질 수 있어!

그래서 직렬 리액터라는 장치를 함께 설치해야 해.

 

 

 

또는 아래와 같은 방식으로 풀 수 있음 (5고조파는 일단 무시)

 

 

23. 증기 사이클에 대한 설명 중 틀린 것은?

① 랭킨사이클의 열효율은 초기 온도 및 초기 압력이 높을수록 효율이 크다.

② 재열사이클은 저압터빈에서 증기가 포화상태에 가까워졌을 때 증기를 다시 가열하여 고압터빈으로 보낸다.

③ 재생사이클은 증기 원동기 내에서 증기의 팽창 도중에 증기를 추출하여 급수를 예열한다.

④ 재열재생사이클은 재상사이클과 재열사이클을 조합하여 병용하는 방식이다.

 

 

• 랭킨사이클의 열효율은 초기 온도 및 초기 압력이 높을수록 효율이 크다.
  맞는 설명입니다. 초기 온도와 초기 압력이 높을수록 사이클의 열효율이 증가하는데, 이는 고온 고압 상태에서 증기가 더 많은 일을 할 수 있기 때문입니다.
• 재열사이클은 저압터빈에서 증기가 포화상태에 가까워졌을 때 증기를 다시 가열하여 고압터빈으로 보낸다.
  틀린 설명입니다. 재열사이클은 고압터빈에서 나온 증기를 다시 가열한 후 저압터빈으로 보내는 방식입니다. 저압터빈에서 포화상태에 가까워지기 때문에 재열을 통해 증기의 건도를 높여 효율을 개선하고 터빈 손상을 줄이는 것이 목적입니다.
• 재생사이클은 증기 원동기 내에서 증기의 팽창 도중에 증기를 추출하여 급수를 예열한다.
  맞는 설명입니다. 재생사이클은 팽창 과정 중 일부 증기를 추출해 보일러로 돌아오는 급수를 예열함으로써 열효율을 개선하는 방식입니다.
• 재열재생사이클은 재상사이클과 재열사이클을 조합하여 병용하는 방식이다.
  맞는 설명입니다. 재열과 재생 두 방식을 결합한 사이클로 열효율을 최대화하려는 목적을 가지고 있습니다.

24. 배전선로의 3상 3선식 비접지 방식을 채용할 경우 나타나는 현상은?

① 1선 지락 고장 시 고장 전류가 크다.

② 1선 지락 고장 시 인접 통신선의 유도장해가 크다.

③ 고저압 혼촉고장 시 저압선의 전위상승이 크다.

④ 1선 지락 고장 시 건전상의 대지 전위상승이 크다.

 

3상 3선식 비접지 방식은 중성점이 접지되지 않은 시스템입니다. 이 방식에서 1선 지락 고장이 발생하면, 고장 전류는 작지만(①번 오답), 건전상(지락되지 않은 상)의 대지 전위가 상승하게 됩니다(④번 정답). 이는 중성점이 접지되지 않아 고장 시 전위가 불안정해지기 때문입니다.
②번은 비접지 시스템에서 고장 전류가 작아 유도장해가 크지 않으므로 오답입니다.
③번은 고저압 혼촉고장과 관련된 내용으로, 비접지 시스템과 직접적인 연관성이 없으므로 오답입니다.

 

 

25. 파동임피던스 Z1 = 500Ω인 선로에 파동임피던스 Z2 = 1500Ω인 변압기가 접속되어 있다. 선로로부터 600kV의 전압파가 들어왔을 때, 접속점에서의 투과파 전압(kV)은?

 

주어진 문제는 전압파가 서로 다른 파동임피던스를 가진 두 선로(또는 장치) 사이를 통과할 때 발생하는 투과파 전압을 계산하는 것입니다. 이를 위해 **투과계수(Transmission Coefficient)**를 사용합니다.

 

투과계수 T는 다음과 같이 정의됩니다:

• Z1=500 Ω (선로의 파동임피던스)
• Z2=1500 Ω (변압기의 파동임피던스)

 

 

투과파 전압 Vt​는 입사파 전압 Vi​에 투과계수를 곱하여 구합니다: ​

Vt​=T×Vi

 

따라서

Vt​=1.5×600=900kV ​
​

26. 전력원선도에서 구할 수 없는 것은?

① 송·수전할 수 있는 최대 전력

② 필요한 전력을 보내기 위한 송·수전단 전압간의 상차각

③ 선로 손실과 송전 효율

④ 과도극한전력

 

원선도로부터 알 수 있는 사항

- 필요한 전력을 보내기 위한 송, 수전단 전압간의 상차각

- 송, 수전할 수 있는 최대 전력

- 선로 손실과 송전 효율

- 수전단의 역률

- 조상 용량

 

상하차 최대 전력으로 하지말고, 너 체력 손실 효율과 손의 역률 따져가며 해. 안그러면 조상님 본다.

 

원선도로부터 알 수 없는 사항 

- 과도 안정 극한 전력

- 코로나 손실

- 도전율

 

내 친구 곽호두

 

28. 송전전력, 송전거리, 전선로의 전력손실이 일정하고, 같은 재료의 전선을 사용한 경우 단상 2선식에 대한 3상 4선식의 1선당 전력비는 약 얼마인가? (단, 중성선은 외선과 같은 굵기이다.)

 

일반적으로 전력 P = V * I cos

 

1. 단상 2선식과 3상 4선식의 전력 공식

---

2. 1선당 전력 계산

​

---

3. 1선당 전력비 계산

 

 

29. 66/22 kV, 2000 kVA 단상변압기 3대를 1뱅크로 운전하는 변전소로부터 전력을 공급받는 어떤 수전점에서의 3상단락전류는 약 몇 A 인가? (단, 변압기의 %리액턴스는 7 이고, 선로의 임피던스는 0 이다.)

 

단락 전류 = 정격 전류 / %리액턴스

변압기 용량 = 정격 전류 * 전압

 

 

 

31. 다음 중 그 값이 항상 1 이상인 것은?

① 부등률

② 부하율

③ 수용률

④ 전압강하율

 

부등률은 전기를 동시에 쓰는지, 아니면 시간대를 나눠서 쓰는지를 나타내는 지표. 높을 수록, 시간대 나눠서 쓴다.

 

부등률 (Diversity Factor)

부등률은 전기를 동시에 쓰는지, 아니면 시간대를 나눠서 쓰는지를 나타내는 지표. 

부등률은 시스템의 최대 수용 전력과 각 부하의 개별 최대 전력의 합의 비율입니다. 부등률은 항상 1 이상입니다. 이유는 모든 부하가 동시에 최대 전력을 소비하는 경우는 없기 때문입니다. 따라서 분모(시스템 최대 전력)가 분자(개별 최대 전력 합)보다 작거나 같아지는 일이 없습니다.

예를 들어, 가게의 최대 손님 수용량은 50명인데, 사람들이 오전에 10명, 오후에 20명, 저녁에 30명 따로따로 온다면 (10+20+30) / 50 = 1.2

 

부하율 (Load Factor)
부하율은 평균 부하와 최대 부하의 비율입니다. 부하율은 0 이상 1 이하입니다. 이유는 평균 부하는 최대 부하보다 항상 작거나 같기 때문입니다.

수용률 (Utilization Factor)
수용률은 설비 용량에 대한 실제 최대 부하의 비율입니다. 수용률은 0 이상 1 이하입니다. 설비 용량을 초과해서 사용하지 않는 한, 최대 부하는 설비 용량보다 작거나 같아야 합니다.

전압강하율 (Voltage Drop Rate)
전압강하율은 송전 전압 대비 전압 강하의 비율입니다. 전압강하율은 0 이상이며, 이상적인 시스템에서는 작을수록 좋습니다. 일반적으로 1보다 작습니다.

 

33. 전력계통을 연계시켜서 얻는 이득이 아닌 것은?

① 배후 전력이 커져서 단락용량이 작아진다.

② 부하 증가 시 종합첨두부하가 저감된다.

③ 공급 예비력이 절감된다.

④ 공급 신뢰도가 향상된다.

 

전력계통을 연계란 전기 공급망(발전소, 송전선 등)을 여러 개 연결해서 하나의 큰 전력망으로 만드는 걸 말해.
예를 들어, 지역 A와 지역 B가 각각 전력을 공급받고 있다면, 둘을 연결해서 한쪽 전력이 부족할 때 다른 쪽에서 전기를 공급할 수 있게 만들어주는 거야. 이렇게 하면 전기를 더 안정적이고 효율적으로 쓸 수 있지.

 

배후 전력은 도와줄 수 있는 전력이라고 보면 돼. 전력계통을 연계하면 여러 지역이 연결되니까, 갑자기 전기를 많이 써야 할 상황이 오더라도 다른 지역에서 전기를 보내줄 수 있어. 이게 배후 전력이 커진다는 뜻이야. 전력계통을 연계하면 배후 전력(지원 가능한 전력)이 커지는 것은 맞지만, 이로 인해 단락용량은 오히려 증가합니다. 단락용량은 계통의 전력 크기와 관련이 있기 때문에, 연계된 계통에서 단락전류가 더 커질 수밖에 없습니다. 따라서 이 선택지는 잘못된 내용이며, 정답이 됩니다.

 

첨두부하는 가장 전기를 많이 쓰는 시간대의 전력 사용량이야. 모든 지역이 전기를 많이 쓰는 시간이 꼭 똑같지 않아. 예를 들어, A지역은 오전에, B지역은 오후에 전기를 많이 쓸 수도 있어. 전력계통을 연계하면 각 지역이 다른 시간대에 전기를 많이 쓰니까, 전체적으로 최고치(첨두부하)가 줄어드는 효과가 있어.

 

공급 예비력은 혹시 문제가 생겼을 때 대비할 수 있는 여유 전력이야. 발전소가 고장 나거나 갑자기 전기를 많이 쓰게 되면 추가로 전력을 공급할 준비가 돼 있어야 해. 전력계통을 연계하면 여러 발전소가 연결되니까, 각 지역이 따로 예비 전력을 많이 갖고 있을 필요 없이 함께 나눠서 쓸 수 있어.

 

공급 신뢰도는 전기를 끊기지 않고 안정적으로 공급할 수 있는 능력을 말해. 전력계통을 연계하면 한 지역에서 문제가 생겨도 다른 지역에서 전기를 끌어올 수 있으니까, 전기가 끊길 가능성이 줄어들어. 그래서 신뢰도가 높아지는 거야.

 

34. 한류리액터를 사용하는 가장 큰 목적은?

① 충전전류의 제한

② 접지전류의 제한

③ 누설전류의 제한

④ 단락전류의 제한

 

리액터 종류

"한류"는 큰 사고(단락사고)를 제한.

"접지"는 땅으로 흐르는 전류(접지전류)를 제한.

"분로"는 전압을 낮춰주는 역할.

"직렬"은 전류를 제한하거나 조정.

"소호"는 불꽃(아크)을 없앰.

 

한류리액터는 **전력계통에서 단락사고(짧은 회로)**가 발생했을 때, 단락전류를 제한하기 위해 설치되는 장치야. 단락사고가 나면 엄청난 전류가 흐르는데, 이걸 그대로 두면 기기나 설비가 손상되거나 화재가 발생할 수 있어. 그래서 한류리액터를 이용해 단락전류를 줄여주는 거야.

 

37. 개폐서지의 이상전압을 감쇄할 목적으로 설치하는 것은?

① 단로기

② 차단기

③ 리액터

④ 개폐저항기

 

 

개폐서지는 전력기기를 개폐(스위칭)할 때 발생하는 이상전압을 말합니다. 전력계통에서 차단기 등의 스위칭 과정에서 전압이 순간적으로 급격히 상승하거나 진동이 발생하는데, 이걸 방치하면 기기나 설비가 손상될 수 있어요. 이를 감쇄(줄이거나 완화)하기 위해 설치하는 것이 개폐저항기입니다.

 

38. 반지름 0.6cm인 경동선을 사용하는 3상 1회선 송전선에서 선간거리르 2m로 정삼각형 배치할 경우, 각 선의 인덕턴스(mH/km)는 약 얼마인가

 

L = 0.05 + 0.46051 × log₁₀(D / r) 

 

39. 수력발전소의 형식을 취수방법, 운용방법에 따라 분류할 수 있다. 다음 중 취수방법에 따른 분류가 아닌 것은?

① 댐식

② 수로식

③ 조정지식

④ 유역 변경식

 

수력발전소는 취수방법(물을 모으는 방식)이나 운용방법(운영 방식)에 따라 분류됩니다.

 

취수방법 역률을

 

• 수로식: 수로를 통해 강이나 호수에서 물을 끌어와 발전.
• 댐식: 댐에 물을 저장한 후 발전.
• 댐수로식: 댐과 수로를 결합해 물을 끌어와 발전.
• 유역변경식: 물길을 변경해 다른 지역의 물을 끌어와 발전.

 

운용방법

 

• 유입식: 강물 등 자연 유입된 물을 바로 사용해 발전.
• 저수지식: 물을 저장했다가 필요할 때 방출해 발전.
• 조정지식: 물을 단기 저장하고 시간에 따라 조절하며 발전.
• 양수식: 전력을 저장하기 위해 낮에 물을 끌어올리고 필요 시 방출해 발전.
• 조력식: 바닷물의 조수간만의 차를 이용해 발전.

 

40. 부하의 역률을 개선할 경우 배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 다른 조건을 동일하다.)

① 설비용량의 여유 증가

② 전압강하의 감소

③ 선로전류의 증가

④ 전력손실의 감소

 

역률(Power Factor)은 전력 시스템에서 전력을 얼마나 효율적으로 사용하는지를 나타내는 값입니다.

역률이 개선되면, 전력 시스템에서 흐르는 전류가 줄어들어 전력 손실(I^2R)이 감소합니다.

역률이 낮으면 전류가 크고, 이로 인해 선로에서의 전압강하가 큽니다.

역률이 높아지면, 같은 설비로 더 많은 부하를 공급할 수 있어 이용률이 증가합니다.

역률이 높아지면  무효전력이 줄어들기 때문에 선로를 흐르는 전류가 감소합니다. 무효전력이 줄어들면 피상전력이 감소하고, 같은 전압 조건에서는 선로를 흐르는 전류가 줄어들게 돼.

 

2020.08.22

 

21. 계통의 안정도 증진대책이 아닌 것은?

① 발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다.

② 선로의 회선수를 감소시킨다.

③ 중간 조상 방식을 채용한다.

④ 고속도 재폐로 방식을 채용한다.

 

중간 조상 방식은 송전선로의 중간에 조상기(무효전력을 보상하는 장치)를 설치하여 전력 계통의 전압과 안정성을 개선하는 방법이에요. 조상기는 송전선로에서 발생하는 무효 전력(reactive power)을 보상함으로써 전압 강하를 줄이고, 전력 흐름을 더 효율적으로 만들어줘요.

 

고속도 재폐로 방식은 전력 계통에 사고(단락, 고장)가 발생했을 때, 이를 빠르게 차단한 뒤 다시 회로를 재연결(재폐로)하는 방법이에요. 이 과정이 빠르게 이루어져야 계통의 안정성을 유지하고, 전력 공급을 계속할 수 있어요.

 

왜 필요할까?

• 송전 중에 전압이 낮아지거나 불안정해질 수 있어요. 전압이 안정적이지 않으면 전기기기가

 

① 발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다:

• 리액턴스를 작게 하면 임피던스가 감소하여 전력 흐름이 원활해지고, 계통의 안정도가 향상됩니다. 따라서 이는 안정도 증진대책입니다.

② 선로의 회선수를 감소시킨다:

• 선로의 회선수를 감소시키면 임피던스가 증가하고, 전력 전송 능력이 저하됩니다. 이는 계통의 안정도를 저하시키는 요인입니다. 따라서 이는 안정도 증진대책이 아닙니다.

③ 중간 조상 방식을 채용한다:

• 중간 조상 방식은 선로의 전압을 안정화하고 무효 전력을 보상하여 계통의 안정도를 향상시킵니다. 따라서 이는 안정도 증진대책입니다.

④ 고속도 재폐로 방식을 채용한다:

• 고속도 재폐로 방식은 고장 발생 시 빠르게 회로를 복구하여 계통의 안정성을 유지합니다. 따라서 이는 안정도 증진대책입니다.

 

22. 3상 3선식 송전선에서 L을 작용 인덕턴스라 하고, Le 및 Lm은 대지를 귀로로하는 1선의 자기 인덕턴스 및 상호 인덕턴스라고 할때 이들 사이의 관계식은?

 

1. 자기 인덕턴스 Le​:
   • 각 선이 대지와의 관계에서 가지는 자기 유도 성분입니다.
   • 송전선로의 전류가 생성하는 자기장에 의해 형성됩니다.
2. 상호 인덕턴스 Lm​:
   • 다른 선로 간의 자기 유도 성분입니다.
   • 각 선에서 흐르는 전류가 서로 영향을 주어 형성됩니다.
3. 작용 인덕턴스 L:
   • 송전선로 전체에서 실제로 작용하는 인덕턴스 값입니다.
   • 상호 인덕턴스가 자기 인덕턴스를 상쇄하는 효과를 반영한 값입니다.
   • L=Le​−Lm 나(자기)에서 상호 친구꺼는 빼야지​

 

23. 1상의 대지 정전용량이 0.5㎌, 주파수가 60Hz인 3상 송전선이 있다. 이 선로에 소호리액터를 설치 한다면 소호리액터의 공진 리액턴스는 약 몇 Ω이면 되는가?

 

공진 리액턴스(유도 리액턴스) 공식

 

다만 L 인덕턴스가 문제에 주어지지 않았기 때문에 다른 방법으로 해결해야 함.

 

소호리액터의 공진 리액턴스 (XL)는 대지 정전용량에 의해 설정된 용량 리액턴스 (XC​)와 동일해야 합니다.

 

정전용량 리액턴스 공식

 

 

25. 수전단 전력 원선도의 전력 방정식이 P2r+(Qr+400)2=250000으로 표현되는 전력계통에서 가능한 최대로 공급할 수 있는 부하전력(Pr)과 이때 전압을 일정하게 유지하는데 필요한 무효전력(Qr)은 각각 얼마인가?

 

원의 반지름

반지름은 방정식의 오른쪽 항의 제곱근으로 계산됩니다

 

1. 최대 부하전력 PrP 계산

최대 부하전력 Pr​은 원의 중심에서 PrP 축까지의 최대 거리로, 이는 원의 반지름과 같습니다.

 

2. 이때 필요한 무효전력 Qr​ 계산

최대 부하전력 Pr=500 MW일 때, 무효전력 Qr은 원의 중심의 Qr​ 좌표와 같습니다. 중심의 Qr 좌표는 −400

 

가능한 최대 부하전력 Pr​: 500 MW

이때 필요한 무효전력 Qr​: -400 MVAR

 

26. 송전선에서 뇌격에 대한 차폐 등을 위해 가선하는 가공지선에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 차폐각은 보통 15 ~ 30℃ 정도로 하고 있다. 결선의

② 차폐각이 클수록 벼락에 대한 차폐효과가 크다.

③ 가공지선을 2선으로 하면 차폐각이 적어진다.

④ 가공지선으로는 연동선을 주로 사용한다

 

 

차폐각은 보통 15 ~ 30° 정도로 하고 있다.

• 차폐각은 가공지선과 송전선 사이에서 하늘이 보이는 각도를 말하며, 이 각도가 35°에서 45°로 설정되는 것이 일반적입니다. 이렇게 설정해야 벼락으로부터 송전선을 효과적으로 보호할 수 있습니다.

차폐각이 클수록 벼락에 대한 차폐 효과가 크다.

• 차폐각이 작을수록 송전선을 더 잘 보호할 수 있습니다. 차폐각이 크면 송전선이 가공지선의 보호 범위를 벗어나 벼락에 더 취약해집니다.

가공지선을 2선으로 하면 차폐각이 적어진다.

• 가공지선을 두 개 설치하면 송전선을 더 넓은 범위에서 보호할 수 있어 차폐각이 작아지고, 벼락 보호 효과가 향상됩니다.

가공지선으로는 연동선을 주로 사용한다.

• 가공지선에는 주로 아연 도금 강선이나 **강심 알루미늄선(ACSR)**을 사용합니다. 연동선은 주로 전력선을 구성하는 도체로 사용됩니다.

 

27. 3상 전원에 접속된 △결선의 커패시터를 Y결선으로 바꾸면 진상 용량 Q△(kVA)는? (단, QY는 △결선된 커패시터의 진상 용량이고, QY는 Y 결선된 커패시터의 진상 d용량이다.)

 

Qy = wcV^2 = 2 πfcV^2

Q △ = 3wcV^2 = 6 πfcV^2

 

즉 3분의1

 

3상 전원에 접속된 △결선 커패시터를 Y결선으로 바꿀 때의 진상 용량을 계산하기 위해 각 결선의 특징과 전력 용량의 관계를 살펴보겠습니다.

 

1. △결선과 Y결선의 기본 관계

• △결선에서는 각 상의 커패시터가 선간 전압 VL에서 동작합니다.
• Y결선에서는 각 상의 커패시터가 상전압 VP에서 동작합니다.
• 선간 전압 VL​과 상전압 VP​의 관계는 다음과 같습니다.

 

 

2. 커패시터 용량의 관계

커패시터의 진상 용량은 무효전력(Q)으로 표현됩니다:

 

 

28. 송전 철탑에서 역섬락을 방지하기 위한 대책으로 옳은 것은?

① 가공지선의 설치

② 탑각 접지저항의 감소

③ 전력선의 연가

④ 아크혼의 설치

 

매설지선 또는 탑각의 접지저항 감소

 

역섬락(Reverse Flashover)은 송전 철탑에 벼락이 떨어졌을 때, 철탑과 접지 시스템 사이의 전위 차가 크게 발생하면서 송전선으로 방전이 일어나는 현상입니다. 이로 인해 송전선에 고장이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 철탑과 접지 저항을 조정하거나, 적절한 장치를 설치하는 대책이 필요합니다.

 

철탑의 탑각(철탑과 대지가 접촉하는 부분)의 접지 저항을 낮추면, 벼락 전류가 대지로 더 쉽게 흘러가도록 유도할 수 있습니다.

 

29. 배전선로의 전압을 3kV에서 6kV로 승압하면 전압강하율(δ)은 어떻게 되는가? (단, δ3kV는 전압이 3kV일 때 전압강하율, δ6kV는 전압이 6kV일 때 전압강하율이며, 부하는 일정하다고 한다.)

 

전압강하율(%) = [(송전단 전압 - 수전단 전압) / 송전단 전압] × 100

 

전압강하는 n배 줄어들고

전압강하율, 전력손실률, 전선의 단면적/굵기는 n^2배로 줄어들고

공급전력은 n배로 늘어남

 

30. 정격전압 6600V, Y결선, 3상 발전기의 중성점을 1선 지락시 지락전류를 100A로 제한하는 저항기로 접지하려고 한다. 저항기의 저항값은 약 몇 Ω인가?

 

옴의 법칙에 의해

V = IR

 

Y결선의 경우, 중성점 전압은 상전압입니다.
정격전압 6600 V는 선간 전압이므로, 상전압은 다음과 같이 계산됩니다:

 

따라서 3810 = 100 * R

즉 R = 38.1

 

31. 배전선의 전력손실 경감 대책으로 옳지 않은 것은?

① 다중접지 방식을 채용한다.

② 역률을 개선한다.

③ 배전 전압을 높인다.

④ 부하의 불평형을 방지한다.

 

 

1. 다중접지 방식을 채용한다.

• 다중접지 방식은 배전선의 안정성을 높이고, 사고 발생 시 보호장치가 신속히 동작하도록 하는 데 도움을 줍니다.
  하지만 전력 손실과 직접적인 연관은 없습니다.

---

2. 역률을 개선한다.

• 역률을 개선하면 무효 전력을 줄이고, 전선에 흐르는 전류를 감소시켜 전력 손실이 줄어듭니다. 역률 개선은 전력 손실 경감에 매우 효과적인 방법입니다.

---

3. 배전 전압을 높인다.

• 배전 전압을 높이면 같은 전력을 전달할 때 흐르는 전류가 감소합니다. 전류가 줄어들면 전력 손실(I2R)도 줄어듭니다. 배전 전압을 높이는 것은 전력 손실을 줄이는 효과적인 방법입니다.

---

4. 부하의 불평형을 방지한다.

• 부하가 불평형하면 선로에 전류가 고르게 분포하지 않아 전력 손실이 증가합니다. 부하의 불평형을 방지하면 전력 손실을 줄이는 데 효과적입니다.

 

32. 조속기의 폐쇄시간이 짧을수록 나타나는 현상으로 옳은 것은?

① 수격작용은 작아진다.

② 발전기의 전압 상승률은 커진다.

③ 수차의 속도 변동률은 작아진다.

④ 수압관 내의 수압 상승률은 작아진다.

 

조속기라는 것은 수력발전에서 부하가 적을 때는 회전수가 상승하고 부하가 많을 때는 회전수가 감소하는 것을 막기 위해 수차의 회전수를 일정하게 유지하도록 하는 물로 유량을 조정하는 장치 입니다.

 

조속기의 폐쇄시간이란, 수차 발전기에서 물의 흐름(유량)을 조절하는 조속기가 밸브를 닫는 데 걸리는 시간을 말해요. 폐쇄시간이 짧아질수록 물의 흐름 변화가 급격해지고, 이로 인해 특정 현상이 나타납니다. 각 선택지를 하나씩 검토해 볼게요.

 

1. 수격작용은 작아진다. (①)

• **수격작용(워터 해머)**은 수압관(물을 전달하는 관) 내에서 물의 흐름이 갑자기 변할 때 발생하는 현상이에요.
• 조속기의 폐쇄시간이 짧아지면, 물의 흐름이 갑자기 멈추거나 바뀌게 되어 수격작용은 더 커집니다.

2. 발전기의 전압 상승률은 커진다. (②)

• 조속기의 폐쇄시간은 물의 흐름과 관련이 있고, 이는 발전기의 회전 속도에 영향을 줍니다.
• 하지만 조속기의 폐쇄시간과 발전기의 전압 상승률은 직접적인 연관이 없어요.

3. 수차의 속도 변동률은 작아진다. (③)

• 조속기의 폐쇄시간이 짧아지면 조속기가 더 빠르게 반응해서 수차의 속도 변동률을 작게 유지할 수 있어요.

4. 수압관 내의 수압 상승률은 작아진다. (④)

• 조속기가 밸브를 빠르게 닫으면 물의 흐름이 갑자기 멈추면서 수압관 내부의 수압이 급격히 상승해요.
• 즉, 폐쇄시간이 짧아질수록 수압 상승률은 커집니다.

35. 표피효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 표피효과는 주파수에 비례한다.

② 표피효과는 전선의 단면적에 반비례한다.

③ 표피효과는 전선의 비투자율에 반비례한다.

④ 표피효과는 전선의 도전율에 반비례한다.

 

표피효과란 전선 안에서 전기가 흐를 때, 전선 중심보다는 표면 쪽으로만 전기가 흐르는 현상이야. 이로 인해 도체의 유효 저항이 증가하는 효과가 있습니다.
표피효과는 주파수, 단면적, 비투자율, 도전율에 모두 비례한다는게 맞다.

 

 

주파수가 높아질수록 전류가 더 자주 왔다 갔다 하게 돼. 전류가 자주 바뀌면 자기장이 더 강하게 생기고, 이 자기장이 전류를 중심부로 흐르지 못하게 막아.

 

 

전선의 단면적이 크면 전선 내부에서 자기장의 영향을 더 많이 받게 돼. 큰 단면적일수록 표면과 중심의 차이가 커지고, 전류가 더 표면으로 몰리게 돼.

 

비투자율은 전류에 의해 생기는 자기장의 강도를 나타내. 비투자율이 클수록 자기장이 강해져서 전류가 중심부로 못 흐르고 표면으로 더 몰려.

 

도전율은 전기가 얼마나 잘 흐르느냐를 나타내. 도전율이 클수록 전류가 중심부로도 흐를 수 있을 것 같지만, 실제로는 도전율이 클수록 전류가 표면으로 더 잘 흐르는 특성이 있어.

 

침투깊이 δ는 전류가 전선 내부로 얼마나 깊게 흐르는지를 나타내는 값이에요. 침투깊이 δ가 작을수록 전류가 전선 중심으로 흐르기 어려워지고, 표피효과가 더 강해지는 거예요. 침투깊이는 아래와 같이 계산 됨.

 

 

주파수 f가 높아질수록:

• δ가 작아져요 → 전류가 표면 쪽으로만 몰림 → 표피효과 증가.

전선의 저항률 ρ가 높을수록:

• δ가 작아져요 → 전류가 중심으로 잘 흐르지 못함 → 표피효과 증가.

투자율 μ가 높을수록:

• 자기장이 강해져서 중심으로 전류가 흐르기 더 어려워짐 → 표피효과 증가.

36. 그림과 같은 이상 변압기에서 2차 측에 5Ω의 저항 부하를 연결하였을 때 l차 측에 흐르는 전류(I)는 약 몇 A인가?

 

 

변압기는 전압을 높이거나 낮추는 기계로, 1차측(입력)과 2차측(출력) 간에 다음과 같은 관계가 있어요:

1. 전력은 1차측과 2차측이 동일하다. P1 = P2
2. 전압은 권선비와 비례한다. 
3. 전류는 권선비의 역비례 관계다.

전압이 33배면, 전류는 33분의 1

옴의 법칙에 의해 2차측 100 = I * 5

즉 2차의 I는 20

 

따라서 1차측의 전류는 20/33 = 0.6

 

 

38. 전압과 유효전력이 일정할 경우 부하 역률이 70%인 선로에서의 저항 손실(P70%)은 역률이 90%인 선로에서의 저항 손실(P90%)과 비교하면 약 얼마인가

 

전력 = V * I * 역률

전력, 전압이 일정하니, 역률을 증가 시키면 전류는 줄어들음.

 

저항 = I^2 R로, 전류 제곱에 비례.

 

 

 

40. 프란시스 수차의 특유속도(m·kW)의 한계를 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, H(m)는 유효낙차이다.)

 

수차 종류	유효낙차(H)	유량	특유속도	특징	예시
펠턴	300m 이상	적음	12 ~ 23	고낙차, 단순 구조	산악 지역 수력발전소
프란시스	20m ~ 300m	중간	(20000/H+20) + 30	중낙차, 다양한 조건에서 효율적	중규모 수력발전소
사류	10m ~ 70m	중간에서 많음	(20000/H+20) + 40	축 방향 흐름, 프란시스와 카플란 중간	하천, 운하
카플란	2m ~ 20m	많음	(20000/H+20) + 50	저낙차, 고유량, 날개 조정 가능	대규모 하천 수력발전소

 

 

유효낙차는 펠 > 프 > 사 > 카.

특유속도는 반대로 큼

 

2020.06.06

21. 중성점 직접접지방식의 발전기가 있다. 1선지락 사고시 지락전류는? (단, Z1, Z2, Z0는 각각 정상, 역상, 영상 임피던스이며, Ea는 지락된 상의 무부하 기전력이다.)

 

Ig = 3 * Ea / (Z1 + Z2 + Z0)

 

23. 4단자 정수 A=0.9918+j0.0042, B=34.17+j50.38, C=(-0.006+j3247)×10-4인 송전 선로의 송전단에 66kV를 인가하고 수전단을 개방하였을 때 수전단 선간전압은 약 몇 kV인가?

 

수전단 전압( 𝑉 𝑟  )과 송전단 전압( 𝑉 𝑠  ​ )의 관계는 다음과 같은 4단자 정수 공식으로 표현됩니다:

 

Vs​=A⋅Vr​+B⋅Ir​

𝐼𝑠=C⋅Vr​+D⋅Ir​

 

V s ​ : 송전단 선간전압 (주어진 값: 66kV) 

V r ​ : 수전단 선간전압 (구하고자 하는 값) 

I r ​ : 수전단 전류 (개방 상태이므로  I r ​ =0)

 

따라서 Vr = Vs / A = 66 / (0.9918+j0.0042) = 66.55

 

24. 댐의 부속설비가 아닌 것은?

① 수로

② 수조

③ 취수구

④ 흡출관

 

 

수로: 댐에서 물을 통과시키거나 배출하기 위한 경로로, 방류나 발전 등의 목적으로 사용됩니다. 댐의 핵심적인 부속설비 중 하나입니다.

수조: 발전용 댐에서는 수조가 물의 흐름을 조절하는 역할을 하며, 이는 댐 설비에 포함됩니다.

취수구: 물을 댐으로부터 끌어들이는 입구로, 물을 저장하거나 방출하기 위해 필수적인 장치입니다.

흡출관: 발전소의 터빈에서 배출된 물을 밖으로 배출하는 관입니다. 이는 주로 수력발전소의 부속설비로 포함되며, 댐 자체의 부속설비로는 보지 않습니다.

 

25. 다음 중 송전계통의 절연협조에 있어서 절연레벨이 가장 낮은 기기는?

① 피뢰기

② 단로기

③ 변압기

④ 차단기

 

선로애자>차단기>변압기>피뢰기

 

26. 송배전 선로에서 선택지락계전기(SGR)의 용도는?

① 다회선에서 접지 고장 회선의 선택

② 단일 회선에서 접지 전류의 대소 선택

③ 단일 회선에서 접지 전류의 방향 선택

④ 단일 회선에서 접지 사고의 지속 시간 선택

 

선택지락계전기(SGR, Selective Ground Relay)의 용도:

송배전 계통에서 다회선이 존재할 경우, 접지 고장이 발생했을 때 어떤 회선에서 접지 고장이 발생했는지 식별하는 역할을 합니다. SGR은 접지 고장의 위치를 빠르게 탐지하여 고장 회선을 선택적으로 차단함으로써, 계통의 안정성을 유지하고 사고 범위를 최소화합니다.

 

28. 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용으로 사용되는 계전기에 영상전류를 공급하는 것은?

① CT

② GPT

③ ZCT

④ PT

 

영상 전류란 전선 세 가닥(3상 전력 시스템)에 흐르는 전류의 합이 0이 아닌 경우 발생하는 전류예요. 정상적인 상황에서는 세 가닥의 전류가 균형을 이루기 때문에 합이 0이 돼요. 하지만 지락 사고(전선이 땅에 닿는 경우)나 누설 전류가 생기면 전류가 비대칭적으로 흐르면서 합이 0이 아니게 돼요. 지락 사고나 이상 상태를 감지하는 데 사용됩니다.

 

 

ZCT (Zero Current Transformer, 영상변류기)

• ZCT는 전력 시스템에서 영상전류(= 비대칭 전류)를 검출하는 장치입니다.
• 변전소에서 고압으로 수전할 때, 접지 보호 계전기에 영상전류를 공급하기 위해 사용됩니다.
• 영상전류는 주로 누설전류나 지락사고 시 발생하며, 이를 검출하여 보호 계전기가 동작하게 합니다.

CT (Current Transformer, 변류기)는 전류를 작게 만들어서 계측기(전류 측정 기계)나 보호 장치가 안전하게 사용할 수 있게 도와주는 기계예요. 그런데 "영상전류"(불균형 전류)를 찾아내는 데는 잘 안 쓰여요.

 

PT (Potential Transformer, 변압기)는 전압을 작게 만들어서 계측기나 보호 장치가 사용하도록 해주는 기계예요. 이건 전압에 관련된 거라, "영상전류"랑은 관계가 없어요.

 

GPT (Ground Potential Transformer)는 접지(땅과 연결된 선) 쪽 전압 변화를 감시하는 기계예요. "영상전류" 대신 접지 쪽의 전압을 감시하는 데 쓰여요.

 

29. 송전선로에서 가공지선을 설치하는 목적이 아닌 것은?

① 뇌(雷)의 직격을 받을 경우 송전선 보호

② 유도뢰에 의한 송전선의 고전위 방지

③ 통신선에 대한 전자유도장해 경감

④ 철탑의 접지저항 경감

 

뇌의 직격을 받을 경우 송전선 보호:
가공지선은 송전선보다 위쪽에 설치되어 낙뢰를 직접적으로 받아 송전선을 보호합니다. 이는 가공지선의 주요 목적 중 하나입니다.

유도뢰에 의한 송전선의 고전위 방지:
유도뢰는 낙뢰로 인해 발생하는 전자기 유도로 송전선에 높은 전압을 유발할 수 있습니다. 가공지선은 이를 감소시켜 송전선을 보호합니다.

통신선에 대한 전자유도장해 경감:
송전선로에서 발생하는 전자유도가 인근 통신선에 장해를 일으킬 수 있습니다. 가공지선은 이를 줄여 통신선 보호에도 기여합니다.

철탑의 접지저항 경감:
철탑의 접지저항은 철탑 자체의 접지 설계(접지극, 접지망 등)에 의해 결정됩니다. 가공지선은 철탑의 접지저항을 줄이는 역할을 하지 않습니다. 이는 가공지선의 목적과는 관련이 없습니다.

 

 

31. 30000kW의 전력을 51km 떨어진 지점에 송전하는데 필요한 전압은 약 몇 kV인가? (단, Still의 식에 의하여 산정한다.)

 

스틸 식 = 5.5 √(0.6L + P/100)  (단위는 모두 k 기준)

 

Still의 식은 송전선로 설계에서 송전 전압을 산정하는 경험적인 공식 중 하나야. 이를 만든 Still은 전력 시스템 설계와 관련된 경험적 데이터를 바탕으로 이 공식을 제안한 사람이야.

 

 

34. 단로기에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.

② 무부하 및 여자전류의 개폐에 사용된다.

③ 사용회로수에 의해 분류하면 단투형과 쌍투형이 있다.

④ 회로의 분리 또는 계통의 접속 변경 시 사용한다.

 

 

소호장치가 있어 아크를 소멸시킨다.
틀린 설명이야. 단로기는 아크(arc)를 소멸시키는 소호장치가 없다. 단로기는 단순히 회로를 열거나 닫는 역할을 하지만, 부하가 없는 상태에서만 안전하게 작동할 수 있어. 부하 전류가 흐를 때 사용하는 기기는 차단기야.

무부하 및 여자전류의 개폐에 사용된다.
맞는 설명이야. 단로기는 부하가 없는 상태(무부하)에서 회로를 열거나 닫는 데 사용돼. 또한, 변압기의 여자전류 같은 소량의 전류 개폐에도 사용될 수 있어.

사용회로수에 의해 분류하면 단투형과 쌍투형이 있다.
맞는 설명이야. 단로기는 회로의 사용 형태에 따라 단투형(단일 회로)과 쌍투형(두 개의 회로)에 따라 분류될 수 있어.

회로의 분리 또는 계통의 접속 변경 시 사용한다.
맞는 설명이야. 단로기는 회로를 물리적으로 분리하거나 계통의 접속을 변경할 때 사용돼. 이를 통해 회로 유지보수나 점검 작업이 가능해.

 

 

35. 일반회로정수가 같은 평행 2회선에서 A, B, C, D는 각각 1회선의 경우의 몇 배로 되는가?

 

일반적인 송전선의 ABCD 행렬은 다음과 같은 형태야:

그런데 평행 2회선의 경우, 전류가 두 개의 회선으로 분배되기 때문에 전류 부분이 절반으로 나뉘어 계산돼.

 

이 행렬을 전개하면:

따라서 평행 2회선의 경우, ABCD 행렬의 변화는 다음과 같아:

• A는 그대로: A → A (1배)
• B는 절반으로 감소: B → (1/2) * B (1/2배)
• C는 2배 증가: CCC → 2C (2배)
• D는 그대로: D → D (1배)

 

36. 증기터빈 출력을 P(kW), 증기량을 W(t/h), 초압 및 배기의 증기 엔탈피를 각각 i0, i1(kcal/kg)이라 하면 터빈의 효율 ηT(%)는?

 

초압 엔탈피는 터빈에 들어가는 증기의 에너지(엔탈피) 를 의미해.
즉, 고온·고압의 증기가 터빈으로 들어가기 전의 엔탈피 값이야.

 

배기 엔탈피는 터빈을 빠져나가는 증기의 에너지(엔탈피) 를 의미해.
즉, 터빈을 거쳐서 일을 한 후 배출되는 증기의 엔탈피 값이야.

 

터빈이 실제로 한 일(에너지 변환량)은 입력된 에너지(i0)에서 배출된 에너지(i1)를 뺀 값이야.
즉, 증기가 터빈을 통과하면서 얼마나 많은 에너지를 기계적 에너지로 변환했는지를 나타내는 것이 i0 - i1이야.

 

터빈을 물레방아처럼 생각해 보자.

• i0​ (초압 엔탈피): 높은 곳에서 출발하는 물의 위치 에너지
• i1(배기 엔탈피): 물레방아를 돌리고 난 후 낮은 곳에 도착한 물의 에너지
• i0−i1 (엔탈피 차이): 물이 떨어지면서 실제로 물레방아를 돌린 에너지

단위 분석

• i0,i1​ (kcal/kg) → 엔탈피는 1kg당 kcal 단위
• W (t/h) → 1톤(= 1000kg) 단위
• P(kW) → 1kW는 860 kcal/h

즉, W의 단위가 톤(t)인데, 실제 계산에서 kg 단위로 맞춰야 하므로 1t = 1000kg을 반영해야 합니다.
그래서 분모에 10^3을 곱해줘야 올바른 단위 변환이 됩니다.

 

37. 수전단의 전력원 방정식이 Pr2+(Qr+400)2=250000 으로 표현되는 전력계통에서 조상설비 없이 전압을 일정하게 유지하면서 공급할 수 있는 부하전력은? (단, 부하는 무유도성이다.)

 

조상설비(調相設備, Power Factor Correction Equipment)는 무효전력(Q)을 조정하여 전압을 일정하게 유지하는 장치야.
즉, 무효전력을 공급하거나 흡수하여 전압 변동을 조절하는 역할을 하지.

대표적인 조상설비:

• 동기 조상기 (Synchronous Condenser) → 무효전력을 공급/흡수 가능
• 고정형 콘덴서 (Shunt Capacitor) → 무효전력 공급
• 직렬 리액터 (Series Reactor) → 무효전력 흡수

조상설비가 있으면 부하에 관계없이 전압을 일정하게 유지할 수 있어.

 

"무유도성(無誘導性, non-inductive load)"이라는 말은 리액티브 전력(Qr)이 0이라는 뜻이야.

즉, 부하가 **순수한 저항성 부하(Resistive Load)**라는 의미야.

리액티브 전력(Qr)은 인덕터(코일)나 커패시터(콘덴서)와 같은 요소에서 발생하는데, 저항성 부하는 이런 성분이 없어서 Qr=0이 돼.

 

Pr^2​+(0+400)^2=250000

Pr^2​+400^2=250000

따라서 Pr = 300

 

39. 3상 배전선로의 말단에 역률 60%(늦음), 60kW의 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 부하와 병렬로 전력용 콘덴서를 접

속하여 선로손실을 최소로 하고자 할 때 콘덴서 용량(kVA)은? (단, 부하단의 전압은 일정하다.)

 

선로 손실을 최소로 한다 => 역률을 1로 하고 싶다. => 무효 전력을 0으로 하고 싶다.

Q = P * tan = P * (sin / cos)  (Q= 무효전력, P = 전력, cos = 역률)

 

Q = 60 * (sin/ 0.6) = 60 * (0.8 / 0.6) = 60 *  1.333 = 80 kVAR

즉, 80의 무효전력을 줄여야 하므로, 콘덴서의 용량은 80

 

40. 3상3선식에서 전선 한 가닥에 흐르는 전류는 단상2선식의 경우의 몇 배가 되는가? (단, 송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실 및 선간전압이 같다.)

 

단상 2선식

P=VI​cosθ

 

3상3선식

P=√3 *VI​cosθ

 

즉 I는 1/√3

 

 

 

 

 

 

 

Camel에서 HTTP/2 클라이언트를 지원하는 라이브러리를 찾고 있었다.

 

camel-netty

- 프로젝트가 camel-netty 기반이라 가장 먼저 도전

- camel-netty에서는 자체적으로 http2를 지원하지 않음

- netty 예제에서 제공하는 http2 핸들러를 이용하여 이것저것 해보았으나, 실패

 

camel-jetty

- 

 

camel-http

- httpclient 5.x 버전부터 지원하는 HTTP2를 사용하여 가능할 듯 함.

- 다만, 현재 프로젝트의 camel 3.x 버전이며, httpclient 5.x 버전은 camel 4.x 버전부터 지원

- camel 4.x 버전으로 상향하고 싶으나, 사용하고 있는 다른 camel 컴포넌트들이 4.x 부터 deprecated 되어 포기

 

camel-undertow

- camel-undertow에서 제공하는 UndertowHostOptions.http2Enabled이 존재. 다만 이건 서버 방식의 HTTP2만 지원

- 클라이언트 엔드포인트 url에 http2Enabled=true를 주어 테스트 해보려고 하였으나, 테스트 서버 인증서라, trust All을 해줘야 하지만, undertow에서는 따로 제공하는 옵션이 없음.

- 프로젝트 내의 인증서 모듈이 이미 존재하므로 해당 부분을 고쳐서 테스트하기가 어려워서 포기

 

camel-vertx-http

- netty 기반의 고수준 API vertx 

- camel-vertx-http에서는 자체적으로 http2를 지원하지는 않음

- vertx 옵션을 추가해서 해야하는데, 아주 쉽게 설정 가능

        WebClientOptions options = new WebClientOptions().setMaxRedirects(5)
            .setProtocolVersion(HttpVersion.HTTP_2)
            .setSsl(true)
            .setTrustAll(true)
            .setUseAlpn(true)
            .setVerifyHost(false);

        DataManager.getCamelContext().getRegistry().bind("options", options);

 

 

ChatGPT를 이용하여 작성하였기 때문에 참고만 하시길

 

2022.04.24

 

3. 직류 전동기의 속도 제어법이 아닌 것은?

① 극수변환

② 전압제어

③ 저항제어

④ 계자제어

 

 

 

극수변환: 직류 전동기에는 극수변환 방식이 적용되지 않습니다. 극수변환은 교류 전동기의 속도 제어 방법 중 하나로, 극수(pole)의 수를 변경하여 속도를 조절합니다. 직류 전동기는 극수와 상관없이 작동합니다.

전압제어: 전동기에 공급하는 전압을 조절하여 속도를 변화시키는 방법입니다. 주로 전원 장치를 사용해 전압을 높이거나 낮추며, 부드러운 속도 제어가 가능합니다.

저항제어: 전동기의 회로에 추가 저항을 삽입하여 전류를 제어함으로써 속도를 조절하는 방식입니다. 주로 초기 속도 제어나 저속에서 사용됩니다.

계자제어: 계자(자기장) 전류를 변경하여 자속(자기장의 세기)을 조절함으로써 속도를 조정합니다. 계자 전류를 약하게 하면 속도가 증가하고, 강하게 하면 속도가 감소합니다.

 

 

 

10. 휘도가 균일한 원통광원의 축 중앙 수직방향의 광도가 250cd 이다. 전 광속(lm)은 약 얼마인가?

 

한 방향에서 본 ‘밝기(candela)’인 광도랑, 모든 방향에서 나오는 ‘밝기(lumen)’ 전 광속은 다른 개념이야.

• ‘candela’는 “특정한 한 방향으로 얼마나 밝게 빛나냐”를 나타내는 단위야.
• ‘lumen은 “모든 방향을 합쳐서 얼마나 많은 빛이 나오냐”를 나타내는 단위야.

원통(길쭉한 둥근 기둥) 모양의 형광등은 한 방향에서 본 밝기(축 중심에서 본 밝기)에 특별한 숫자(π2)를 곱하면, 전체 밝기가 돼!

• 이건 수학적으로 원통 모양을 적분(복잡한 계산)하면 그렇게 나온다는 거야.
• π는 원에서 자주 나오는 3.14… 그 숫자지?
• π2^는 그걸 한 번 더 곱한 거(약 9.87)가 돼.

그래서 축에서 본 밝기가 250cd면, 전부 합친 빛은 π2×250정도야.

• π2≈9.87니까, 대략 250×9.87=2,467 정도.

 

12. 과전류차단기로 시설하는 퓨즈 중 고압전로에 사용하는 포장 퓨즈는 정격 전류의 몇 배의 전류에서 2시간 이내에 용단되지 않아야 하는가? (단, 퓨즈 이외의 과전류 차단기와 조합하여 하나의 과전류 차단기로 사용하는 것은 제외한다.)

 

 

 

1. 연축전지 (Lead-Acid Battery)

• 음극(부극): 납(Pb)
• 양극(정극): 이산화납(PbO₂)
• 전해질: 황산(H₂SO₄)
• 특징:
  • 자동차 배터리, UPS 등에서 주로 사용.
  • 무겁고 에너지 밀도가 낮지만, 고출력이 가능하며 가격이 저렴함.

---

2. 리튬이온전지 (Lithium-Ion Battery)

• 음극(부극): 흑연(Carbon 또는 Graphite)
• 양극(정극): 리튬금속산화물(LiCoO₂, LiFePO₄ 등)
• 전해질: 리튬염(LiPF₆) 용액
• 특징:
  • 스마트폰, 노트북, 전기차 등에서 사용.
  • 높은 에너지 밀도, 가볍고 수명이 길지만, 충격에 민감하고 발화 위험이 있음.

---

3. 니켈-카드뮴 전지 (Ni-Cd Battery)

• 음극(부극): 카드뮴(Cd)
• 양극(정극): 수산화니켈(NiOOH)
• 전해질: 수산화칼륨(KOH)
• 특징:
  • 오래된 충전식 배터리의 한 종류.
  • 메모리 효과(충전 용량 감소)가 단점이지만, 고온에서도 성능이 좋음.

---

4. 니켈-수소 전지 (Ni-MH Battery)

• 음극(부극): 금속 수소화물(Metal Hydride)
• 양극(정극): 수산화니켈(NiOOH)
• 전해질: 수산화칼륨(KOH)
• 특징:
  • 니켈-카드뮴 전지의 대체품.
  • 에너지 밀도가 높고 환경 친화적임.

---

5. 리튬 1차 전지 (Lithium Primary Battery)

• 음극(부극): 리튬(Li)
• 양극(정극): 이산화망간(MnO₂) 또는 불화카본(CFₓ)
• 전해질: 유기 리튬염
• 특징:
  • 재충전이 불가능한 1차 전지.
  • 소형 전자기기나 센서에 사용되며, 긴 수명을 자랑.

---

6. 알칼리 전지 (Alkaline Battery)

• 음극(부극): 아연(Zn)
• 양극(정극): 이산화망간(MnO₂)
• 전해질: 수산화칼륨(KOH)
• 특징:
  • 일회용 배터리로 가장 많이 사용.
  • 저렴하고 다양한 소형 기기에 적합.

---

7. 연료전지 (Fuel Cell)

• 음극(부극): 수소(H₂)
• 양극(정극): 산소(O₂)
• 전해질: 다양한 형태(고분자 전해질, 알칼리 전해질 등)
• 특징:
  • 수소와 산소의 화학 반응으로 전기를 생성.
  • 친환경적이며 전기차와 발전 설비에 사용.

---

8. 은-아연 전지 (Silver-Zinc Battery)

• 음극(부극): 아연(Zn)
• 양극(정극): 산화은(Ag₂O)
• 전해질: 수산화칼륨(KOH)
• 특징:
  • 고에너지 밀도를 가지며, 군사나 우주 산업에서 사용.

---

9. 초소형 전지

• 단추형 전지 (Coin Cell):
  • 음극: 리튬(Li)
  • 양극: 이산화망간(MnO₂) 또는 은화합물.
  • 손목시계, 의료기기 등에 사용.
• 집적 전지 (Micro Battery):
  • 스마트 센서나 초소형 전자기기에 사용.

10. 공기 전지

• 음극: 아연
• 양극: 공기

11. 망간 전지

• 음극: 아연
• 양극: 망간

12. 수은 전지

• 음극: 아연
• 양극: 수은 온도상

2022.03.05

 

2. 스테판 볼츠만(Stefan-Boltzmann) 법칙을 이용하여 온도를 측정하는 것은?

① 광 고온계

② 저항 온도계

③ 열전 온도계

④ 복사 고온계

 

 

광 고온계 물체의 빛의 밝기(복사광)를 측정해 온도를 계산하지만, 스테판-볼츠만 법칙 대신 플랑크의 복사 법칙을 사용합니다.

저항 온도계 금속 저항체(예: 백금)의 전기 저항이 온도에 따라 변하는 원리를 이용합니다.

열전 온도계 서로 다른 두 금속의 접점에 온도차가 있을 때 발생하는 열기전력(Seebeck 효과)을 이용합니다.

복사 고온계 스테판-볼츠만 법칙을 직접적으로 활용하여 물체의 복사 에너지를 기반으로 온도를 측정합니다.

 

 

 

3. 흑체의 온도복사 법칙 중 절대 온도가 높아질수록 파장이 짧아지는 법칙은?

① 스테판 볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙

② 빈(Wien)의 변위법칙

③ 플랑크(Planck)의 복사법칙

④ 베버 페히너(Weber-Fechner)의 법칙

 

흑체는 모든 파장의 전자기 복사를 완벽하게 흡수하고, 다시 방출하는 이상적인 물체를 의미합니다. 현실에서는 완벽한 흑체가 존재하지 않지만, 이 개념은 열복사와 관련된 물리학 법칙들을 설명하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.

 

 

스테판-볼츠만: 법칙 온도가 높아질수록 물체가 방출하는 총 복사 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례함을 나타냅니다.

빈의 변위법칙:  흑체의 최대 복사강도를 가지는 파장과 온도의 반비례 관계를 설명합니다.

플랑크의 복사법칙:  흑체의 모든 파장에서 방출되는 에너지를 온도와 파장의 함수로 표현합니다.

베버-페히너 법칙:  심리물리학 법칙으로, 자극의 강도와 그에 따른 감각의 크기 사이의 관계를 설명합니다.

 

5. 양수량 30m3/min, 총 양정 10m를 양수하는데 필요한 펌프용 3상 전동기에 전력을 공급하고자 한다. 단상 변압기를 V결선하여 전력을 공급하고자 할 때 단상 변압기 한 대의 용량(kVA)은 약 얼마인가? (단, 펌프의 효율은 70%이다.)

 

양수량: Q=30 m3/min = 30/60 = 0.5

총 양정: H=10 m

펌프 효율: η=70%=0.7

단상 변압기 V결선

 

펌프의 입력 동력(P​)은 양수량, 총 양정, 그리고 펌프 효율을 이용하여 계산됩니다. 물의 밀도(ρ)와 중력 가속도(g)는 각각 ρ=1000 kg/m3, g=9.8 m/s2로 사용합니다.

 

 

 

V결선이란?

• V결선은 3상 전력을 2대의 단상 변압기로 공급하는 방식이에요.
• 여기서 중요한 건, 각 변압기 한 대가 전체 전력의 일부만 공급한다는 점이에요.

전체 전력(3상 부하)의 일부만 공급

• 단상 변압기 한 대는 전체 3상 전력의 3/루트3
• 이 숫자는 V결선의 전력 분배 특성 때문에 생기고, 공식처럼 외우면 돼요.

계산 공식
단상 변압기 한 대의 용량을 구하려면, 전체 전력(70kVA)을 루트3​으로 나누면 됩니다:

 

 

 

V결선 (Delta-V Connection)

• 특징: 2대의 단상 변압기를 사용하여 3상 전력을 공급.
• 변압기 한 대가 담당하는 전력: 공식: 단상 변압기 한 대의 용량 = 3상 부하 용량/sqrt{3}​

델타( Δ ) 결선 (Delta Connection)

• 특징: 3대의 단상 변압기를 사용하여 3상 전력을 공급.
• 변압기 한 대가 담당하는 전력: 전체 3상 부하를 3등분하여 각 변압기가 1/3씩 담당. 3상 부하 용량/3

Y 결선 (Star Connection)

• 특징: 3대의 단상 변압기를 사용하여 3상 전력을 공급.
• 변압기 한 대가 담당하는 전력: 전체 3상 부하를 3등분하여 각 변압기가 1/3씩 담당. 3상 부하 용량/3

​

 

6. 권수비가 1:3인 변압기를 사용하여 교류 100V의 입력을 가한 후 출력 전압을 전파정류하면 출력 직류전압(V)의 크기는?

 

전파 정류(Full-Wave Rectification)는 입력 교류 신호의 모든 반주기(양쪽 반주기)를 직류로 변환. 음의 전압을 양의 전압으로 바꿔 사용.

 

반파 정류(Half-Wave Rectification)는 입력 교류 신호의 양의 반주기만 사용하고, 음의 반주기는 버림. 전력 효율이 낮음.

 

 

 

변압기의 권수비로 인해 출력 교류 전압(RMS 값)은 300 V로 증가.

교류 전압의 RMS 값을 이용해 최대 전압(Vmax= 300 * sqrt{2}) 계산.

전파 정류 후 직류 전압의 평균을 구하기 위해 2⋅Vmax/π​​를 사용해 600 * 2 / π​​로 계산됩니다.

 

 

 

왜 sqrt{2}를 곱하나?
RMS는 교류의 효과적인 값이고, 이는 최대값의 1/sqrt{2}​로 정의됩니다. 최대값을 구하려면 RMS 값에 sqrt{2}​를 곱합니다.

평균을 구할 때 2⋅Vmax/π 인가?​​
전파 정류된 사인파의 평균값은 수학적으로 한 주기를 적분하여 계산되며, 결과적으로 최대값에 2/π​를 곱한 값이 됩니다.

 

만약 반파정류였다면? 전파정류의 절반

 

 

9. 금속의 표면 열처리에 이용하며 도체에 고주파 전류를 흘릴 때 전류가 표면에 집중하는 효과는?

① 표피 효과

② 톰슨 효과

③ 핀치 효과

④ 제백 효과

 

홀(Hall) 효과

• 정의: 전류가 흐르는 도체(또는 반도체)에 자계를 가하면, 자계와 전류의 직각 방향으로 전하가 이동하여 기전력이 발생하는 현상.
• 특징: 이 기전력은 홀 전압이라 부르며, 전류와 자계 방향을 알면 홀 전압의 방향을 예측할 수 있음.

핀치(Pinch) 효과

• 정의: 플라즈마 상태에서 전류가 흐를 때, 자기장의 힘으로 플라즈마가 수축하는 현상.
• 적용: 주로 플라즈마 물리학이나 전자빔에 관련된 현상으로, 문제의 조건과 맞지 않음.

제벡(Seebeck) 효과

• 정의: 두 종류의 금속을 접합하여 온도 차이를 주었을 때, 열에 의해 기전력이 발생하는 현상.
• 적용: 열전 발전, 온도 센서 등에서 활용되며, 전류와 자계와는 무관함.

펠티에(Peltier) 효과

• 정의: 두 종류의 금속 접합부에 전류를 흘리면, 접합부에서 열의 흡수 또는 방출이 일어나는 현상.
• 적용: 냉각 장치나 열펌프에서 사용되며, 전류와 자계와는 무관함.

표피 효과: 고주파 전류가 도체 내부보다는 표면에 집중해서 흐르는 현상을 말합니다. 이 효과는 금속의 표면 열처리나 고주파 유도 가열 등에 이용됩니다.

톰슨 효과: 전류가 흐르는 단일 도체에서 온도 차이에 따라 열이 발생하거나 흡수되는 현상입니다. 이는 주로 열전 효과에 관련되며, 표면 열처리와는 관련이 없습니다. 펠티에는 두 종류

 

 

12. 경완철에 폴리머 현수 애자를 설치 할 경우 사용되는 재료가 아닌 것은?

① 볼쇄클

② 소켓아이

③ 인장클램프

④ 볼크레비스

 

경완철 폴리머 현수애자

볼크레비스는 ㄱ자형에 들어감

 

 

 

13. 형광등의 점등회로 중 필라멘트를 예열하지 않고 직접 형광등에 고전압을 가하여 순간적으로 기동하는 점등회로로써, 전극이 기동 시에는 냉음극, 동작 시에는 방전전류에 의한 열음극으로 작동하는 회로는?

① 전자 스타터 점등 회로

② 글로우 스타터 점등 회로

③ 속시 기동(래피드 스타터) 점등회로

④ 순시 기동(슬림 라인) 점등회로

 

전자 스타터

• 기존 글로우 스타터 소켓에 그대로 끼울 수 있도록 만들어진 전자식 모듈입니다.
• 내부 전자 회로로 전극을 신속하게 예열한 뒤 적절한 시점에 회로를 끊어 램프 방전을 유도합니다.
• 점등 시간 단축, 깜빡임(깜박임) 감소, 램프 수명 연장 등의 장점이 있습니다.

글로우 스타터

• 작은 방전관 안의 바이메탈(bimetal) 전극과 불활성 가스로 구성되어 있으며, 글로우 방전 → 바이메탈 접점 붙음 → 필라멘트 예열 → 바이메탈 분리 → 유도 전압에 의한 점등 과정을 거칩니다.
• 점등까지 1~2초 정도(상황에 따라 길어질 수 있음)의 시간 차가 있으며, 이때 램프 깜빡임이 생길 수 있습니다.
• 구조가 단순해 가격이 저렴하지만, 초기에 특유의 점등 ‘깜빡임’이 단점으로 꼽힙니다.

속시 기동(래피드 스타터)

• 별도의 스타터(글로우 스타터)가 없이 안정기(전원 장치) 자체가 램프 필라멘트 가열을 제어하는 방식입니다.
• 전원이 인가되면 안정기가 램프 양쪽 필라멘트에 예열 전류를 먼저 흘려 전극(필라멘트)을 달군 뒤, 충분히 가열되었을 때 방전이 시작됩니다.
• 글로우 스타터 방식보다 점등 시간이 짧고, 전극 손상이 줄어드는 편이어서 램프 수명이 길어집니다.

순시 기동(슬림 라인, Instant Start)

• 전극 예열 과정 없이 바로 방전을 일으킬 수 있을 정도로 높은 전압(개방 전압)을 램프 양단에 걸어 점등하는 방식입니다.
• 자기 누설 변압기(Leakage transformer)나 전자 안정기(Instant start ballast) 등을 이용해 순간적으로 높은 전압을 가하여 방전시키므로 점등 속도가 매우 빠릅니다.
• 구조가 단순하고 점등이 즉시 이루어지지만, 전극이 예열되지 않은 상태에서 곧바로 큰 전류가 흐르므로 전극 손상이 상대적으로 빨리 일어날 수 있어 램프 수명이 짧아지는 단점이 있습니다.

 

 

2021.09.12

1. 일정 전류를 통하는 도체의 온도상승 θ와 반지름 r의 관계는?

 

 

도체에 전류를 흘리면 열이 발생하죠. 이 열은 도체의 크기(특히 반지름 r)와 관계가 있습니다. 도체가 작으면 열이 잘 빠져나가지 못해서 온도 상승이 더 커지고, 도체가 크면 열이 잘 분산되기 때문에 온도 상승이 작아집니다.

 

열 발생
전류가 흐르면 도체의 저항 때문에 열이 발생합니다.
이 열의 양은 도체의 **저항(R)**에 비례하는데, 저항은 도체의 단면적(반지름과 관련 있음)에 따라 결정됩니다.

• 단면적이 작을수록 저항이 커지고 더 많은 열이 발생합니다. r^2에 반비례

열 발산
발생한 열은 도체 표면을 통해 공기 중으로 빠져나갑니다.

• 표면적이 클수록 열이 잘 빠져나가 온도 상승이 덜합니다.
• 반대로, 표면적이 작을수록 열이 빠져나가기 어려워 온도가 더 올라갑니다. r에 반비례

결과적으로
도체의 반지름 r이 작아질수록:

• 열 발생은 커지고,
• 열 발산은 줄어들어서
  온도 상승 θ가 반지름의 세제곱에 반비례하게 됩니다.

 

 

5. 25℃의 물 10ℓ를 그릇에 넣고 2㎾의 전열기로 가열하여 물의 온도를 80℃로 올리는 데 20분이 소요되었다. 이 전열기의 효율(%)은 약 얼마인가?

 

(80 - 25) * 10 * 4.186(물의 비열) = 2310

2 * (20 * 60) = 2400

2310 / 2400  * 100= 95.9%

 

 

8. 100W 전구를 유백색 구형 글로브에 넣었을 경우 글로브의 효율(%)은 약 얼마인가? (단, 유백색 유리의 반사율은 30%, 투과율은 40%이다.)

 

글로브 효율이란 전구에서 발생한 빛(광속) 중 실제로 외부로 나오는 빛의 비율(%)을 의미합니다.

유백색 유리는 빛의 일부를 반사하고, 일부를 투과시킵니다. 이때, 외부로 나오는 빛은 투과율과 반사율에 따라 결정됩니다.

 

글로브효율 = 투과율 / (1-반사율)

 

9. 전기철도의 매설관측에서 시설하는 전식 방지 방법은?

① 임피던스본드 설치

② 보조귀선 설치

③ 이선율 유지

④ 강제배류법 사용

 

 

보귀선도 전식 방지 역할은 하지만, 매설관측 기준에서는 강제배류법임.

 

매설관측은 지하에 매설된 금속 구조물(예: 배관, 케이블, 철도 레일 등)이 **전식(電蝕)**이라는 부식 현상을 겪는 상태를 모니터링하거나 관리하는 것을 뜻합니다.

 

 

임피던스본드 설치는 직류전화(電化)구간에서 레일을 귀선(歸線)으로 사용하는 경우, 복레일 궤도 회로의 경계에 설치한 레일 연결점 절연 지점에 전차전류를 흘리고 궤도 회로용의 전류를 통하지 않게 하기 위하여 사용하는 일종의 변압기이다.임피던스본드를 쉽게 설명하면, 전철이 다니는 레일에 전기를 흘려보내면서도 신호 장치에 방해가 가지 않도록 도와주는 장치라고 볼 수 있어요.

 

보조귀선은 전철이 사용한 전기를 안전하게 다시 돌려보내는 보조 전선이라고 생각하면 돼요.

• 전철이 움직이려면 전기를 써야 하고, 사용한 전기는 **귀선(레일)**을 통해 다시 변전소로 돌아가요.
• 하지만, 도시처럼 전기를 많이 쓰는 곳이나 오르막길처럼 전기를 더 많이 필요로 하는 구간에서는 레일만으로 전기를 다 돌려보내기 부족할 수 있어요.
• 그래서 레일 옆에 추가로 전선을 묻어서 전기를 더 쉽게 돌려보낼 수 있도록 만든 게 바로 보조귀선이에요.

 

 

이선율 유지는 신호와 통신선의 간섭을 줄이는 방법으로 전식과는 관련이 없습니다. 이선율은 전철이 달릴 때 **전기를 받는 장치(팬터그래프)**가 전선(트롤리선)에서 떨어지는 비율을 말해요.

 

강제배류법 사용은 전기철도의 매설 관측에서 발생하는 전식을 방지하기 위해, 전류를 지하로 안전하게 배출하여 전식을 예방하는 직접적인 방법입니다.

강제 배류는 지하에 묻힌 금속(예: 파이프나 전선)을 녹슬지 않게 보호하는 방법이에요.

• 금속은 전류가 흐르면서 부식(녹)될 위험이 있어요.
• 특히 지하에 묻힌 금속은 주변 환경(땅과 물) 때문에 전류가 잘 흘러서 부식이 더 빨리 일어날 수 있죠.
• 그래서 금속에서 전류가 빠져나가지 않도록, 거꾸로 전류를 넣어서 보호하는 거예요.
• 금속이 전류를 흘려서 힘이 빠지는 사람이라고 생각해요. 힘이 계속 빠지면 병들고 녹슨 상태가 되죠.
• 강제 배류는 이 사람에게 필요한 에너지를 거꾸로 넣어주는 약처럼 작용해요.
• 그래서 힘이 빠지지 않고 건강한 상태를 유지할 수 있는 거예요.

 

 

13. 한국전기설비규정에 따른 철탑의 주주재로 사용하는 강관의 두께는 몇 mm 이상이어야 하는가?

 

 

강판, 형강, 평강, 봉강

철탑 주주재 5mm

철주 주주재 4mm

기타 부재 3mm

 

강관

철탑 주주재 2.4mm

철주 주주재 2mm

기타 부재 1.6mm

 

14. 한국전기설비규정에 따른 플로어덕트공사의 시설조건 중 연선을 사용해야만 하는 전선의 최소 단면적 기준은? (단, 전선의 도체는 구리선이며 연선을 사용하지 않아도 되는 예외조건은 고려하지 않는다.)

 

232.32 플로어덕트공사
232.32.1 시설조건
1. 전선은 절연전선(옥외용 비닐절연전선을 제외한다)일 것.
2. 전선은 연선일 것. 다만, 단면적 10 ㎟(알루미늄선은 단면적 16 ㎟) 이하인 것은 그러하지 아니하다.
3. 플로어덕트 안에는 전선에 접속점이 없도록 할 것. 다만, 전선을 분기하는 경우에 접속점을 쉽게 점검할 수 있을 때에는 그러하지 아니하다. 

 

금속관 공사도 동일

 

 

18. 기계기구의 단자와 전선의 접속에 사용되는 자재는?

① 터미널 러그

② 슬리브

③ 와이어커넥터

④ T형 커넥터

 

 

터미널 러그
터미널 러그는 주로 전선을 단자에 연결할 때 사용하는 자재입니다. 전선 끝에 부착해 나사나 볼트로 고정하여 안정적으로 접속하도록 도와줍니다. 따라서 정답은 터미널 러그입니다.

슬리브
슬리브는 전선 간 접속에 사용되는 자재로, 보통 전선을 이어 붙일 때 압착기로 눌러 연결합니다. 단자보다는 전선끼리 연결할 때 더 많이 사용됩니다.

와이어커넥터
와이어커넥터는 전선끼리 쉽게 접속할 수 있는 자재로, 특히 꼬아서 연결하는 경우에 많이 쓰입니다. 단자보다는 전선 간 연결에 적합합니다.

T형 커넥터
T형 커넥터는 분기 회로를 만들 때 사용하는 자재로, 전선을 분기하여 여러 회로를 연결할 때 사용됩니다. 단자와 전선의 직접적인 연결에는 사용되지 않습니다.

 

2021.05.15

1. 형광등은 형광체의 종류에 따라 여러 가지 광색을 얻을 수 있다. 형광체가 규산아연일 때의 광색은?

 

텅스텐산 칼슘 : 청색
텅스텐산 마그네슘 : 청백색
규산아연 : 녹색

규산 아연 베릴륨 : 황색

염화 인산 카드뮴 : 오렌지색
규산카드뮴 : 등색(담홍색)
붕산카드뮴 : 핑크색

9. 총 중량이 50t 이고, 전동기 6대를 가진 전동차가 구배 20‰의 직선궤도를 올라가고 있다. 주행 속도 40km/h 일 때 각 전동기의 출력(kW)은 약 얼마인가? (단, 가속저항은 1550kg, 중량 당 주행저항은 8kg/t, 전동기 효율은 0.9 이다.)

 

20‰ 구배 → 20 kg/ton 즉 1톤당 20kg을 추가해야함.

따라서 50톤이니 50* 20 = 1000kg

 

 

(1550kg+ (50 * 8)kg + (50 * 20)kg) * 9.8 * 40 / (0.9 * 6 * 3600) 

 

11. 합성수지몰드공사에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 합성수지몰드 안에는 금속제의 조인트 박스를 사용하여 접속이 가능하다.

② 합성수지몰드 상호 간 및 합성수지 몰드와 박스 기타의 부속품과는 전선이 노출되지 아니하도록 접속해야 한다.

③ 합성수지몰드의 내면은 전선의 피복이 손상될 우려가 없도록 매끈한 것이어야 한다.

④ 합성수지몰드는 홈의 폭 및 깊이가 3.5cm 이하로 두께는 2mm 이상의 것이어야 한다.

 

합성수지몰드는 금속제 조인트 박스를 사용하지 않으며, 일체형 플라스틱 부속품을 사용해야 합니다. 금속 부품은 합성수지몰드의 절연성을 저해할 수 있기 때문입니다.

합성수지몰드의 설치 시 전선이 외부로 노출되지 않도록 밀폐되게 접속해야 합니다. 이는 안전 및 미관을 고려한 기본적인 규정입니다.

합성수지몰드는 전선 피복의 손상을 방지하기 위해 내부가 매끄럽게 제작되어야 합니다.

합성수지몰드는 홈의 폭 및 깊이가 3.5cm 이하로 두께는 2mm 이상의 것이어야 한다.

 

12. 고유 저항(20℃에서)이 가장 큰 것은?

① 텅스텐

② 백금

③ 은

④ 알루미늄

 

고유 저항은 물질 내부에서 전자의 흐름을 방해하는 정도를 나타냅니다.

 

고유 저항이 낮은 물질(예: 구리)은 전자가 "부드럽게" 흘러가며, 마치 고속도로에서 차량이 막힘 없이 달리는 것과 같습니다.

고유 저항이 높은 물질(예: 유리)은 전자가 "힘들게" 움직이며, 이는 교통체증이 심한 도로와 비슷합니다.

 

 

은 1 .59×10^8

구리 1.68×10^8

알루미늄 2.82×10−8

철 9.71×10−8

텅스텐 5,600 × 10^-8

백금 10,000 × 10^-8

유리 10^10~10^14

고무 10^13~10^16

 

 

14. 버스 덕트 공사에서 덕트 최대 폭(mm)에 따른 덕트 판의 최소 두께(mm)로 틀린 것은? (단, 덕트는 강판으로 제작된 것이다.)

① 덕트 최대 폭 100mm : 최소 두께 1.0mm

② 덕트 최대 폭 200mm : 최소 두께 1.4mm

③ 덕트 최대 폭 600mm : 최소 두께 2.0mm

④ 덕트 최대 폭 800mm : 최소 두께 2.6mm

 

덕트의 최대 폭(㎜)	덕트의 판 두께(㎜)
	강 판	알루미늄판	합성수지판
150 이하 150 초과 300 이하 300 초과 500 이하 500 초과 700 이하 700 초과하는 것	1.0 1.4 1.6 2.0 2.3	1.6 2.0 2.3 2.9 3.2	2.5 5.0 - - -

 

 

15. 전선 배열에 따라 장주를 구분할 때 수직배열에 해당되는 장주는?

① 보통 장주

② 래크 장주

③ 창출 장주

④ 편출 장주

 

 

19. 3MVA 이하 H종 건식변압기에서 절연재료로 사용하지 않는 것은?

① 명주

② 마이카

③ 유리섬유

④ 석면

 

 

3MVA = 3 Mega Volt-Ampere

절연등급

 

 

2021.03.07

2. 구리의 원자량은 63.54이고 원자가가 2일 때 전기화학당량은? (단, 구리 화학당량과 전기화학당량의 비는 약 96,494이다.)

① 0.3292 mg/C

② 0.03292 mg/C

③ 0.3292 g/C

④ 0.03292 g/C

 

 

 

 

원자량은 원자의 "몸무게"예요. 구리의 몸무게가 63.54라면, 다른 원소들도 몸무게가 각각 다르겠죠?

원자가가는 "몇 개의 손(전자)을 사용할 수 있는지"를 말해요. 구리는 손이 2개라서 전자를 2개씩 주고받을 수 있어요.

전기화학당량은 **"전기로 원소를 분리하거나 만드는 속도"**를 말해요. 전기를 흘리면 구리가 얼마나 빠르게 쌓이는지 보여주는 숫자예요.

 

 

전기화학당량 (W)= 원자량 (M)  / 원자가 (z)×패러데이 상수 (F)​

 

 

4. 형광등의 광색이 주광색일 때 색온도(K)는 약 얼마인가?

 

 

 

6. 단상 반파정류회로에서 직류전압의 평균값 150V를 얻으려면 정류소자의 피크 역전압(PIV)은 약 몇 V인가? (단, 부하는 순저항 부하이고 정류소자의 전압강하(평균값)는 7V이다.)

 

 

우리가 전기를 쭉쭉 흘려서 평균 150V를 얻고 싶어. 그런데 전기를 막아주는 스위치 같은 부품(정류소자)이 있어야 해. 이 스위치가 얼마나 강한 전기를 막을 수 있어야 안전할까? 이걸 계산하는 거야.

 

먼저, 150V가 평균 값이야. 이 평균 값은 전기의 최고 높이(피크값)를 가지고 계산돼. 최고 높이에서 평균값을 계산하는 공식이 있어.

평균값= 최고높이(피크값) / π

 

최고높이(피크값) =평균값×π

 

근데 문제에서 전기를 흐르게 할 때 7V 정도 전압이 더 필요하대. 

피크값=157V×3.14=493V

 

단상 반파정류: 직류 전압 평균값 =  입력 전압의 피크값 / π

단상 정파정류: 직류 전압 평균값 = 2 * 입력 전압의 피크값 / π

3상 반파정류: 직류 전압 평균값 = 3 * 입력 전압의 피크값 / π

3상 정파정류: 직류 전압 평균값 = 3 * 루트3 *  입력 전압의 피크값 / π

 

 

9. 일반적인 농형 유도전동기의 기동법이 아닌 것은?

① Y - △ 기동

② 전전압 기동

③ 2차 저항 기동

④ 기동보상기에 의한 기동

 

 

Y - △ 기동: 전동기의 기동 전류를 줄이기 위해 기동 시에는 Y 결선으로 시작하고, 정상 운전 시 △ 결선으로 전환하는 방식입니다.

전전압 기동: 전원 전압을 전동기에 그대로 인가하여 기동하는 방식입니다.

2차 저항 기동 : 2차 저항 기동은 권선형 유도전동기에 사용되는 방식으로, 회전자(2차) 회로에 저항을 추가하여 기동 전류를 조절합니다.

기동보상기에 의한 기동 : 기동보상기를 사용하여 전압을 낮춰 기동 전류를 줄이는 방식입니다.

 

 

11. 알칼리 축전지에서 소결식에 해당하는 초급방전형은?

① AM형 ② AMH형 ③ AL형 ④ AH-S형

 

 

알칼리 축전지(특히 Ni-Cd 등)에서 전극판 제조 방식에 따라 크게 포켓식(pocket plate) 과 소결식(sintered plate) 으로 구분하며, 사용 목적(방전 특성)에 따라 여러 형식이 존재합니다.

• 포켓식(pocket plate): 철판이나 니켈판 사이에 활물질을 넣어 봉합한 구조
• 소결식(sintered plate): 금속 분말(니켈 분말 등)을 고온에서 소결하여 기공(다공성) 구조를 만든 뒤, 그 내부에 활물질을 함침하는 방식

또한, 방전 특성(일반 방전, 고율 방전, 초(超)급방전 등)에 따라 모델 명칭에 L(저율, 장시간 방전), M(중간 정도 방전), H(고율 방전) 등이 붙기도 합니다. 소결식 전극판은 일반적으로 고율(High-rate) 방전이나 초(고속)급(하게)방전(고방전)이 필요한 용도에 많이 사용됩니다.

 

 

AM형

• ‘A’(Alkaline)의 ‘M’(Medium) 정도로 중간 방전을 주로 사용하는 형태.
• 주로 포켓식 전극인 경우가 많고, 소결식일 수도 있으나 이름만으로는 주로 “중간 정도 방전형”으로 분류됨.

AMH형

• ‘AM’보다 방전 성능(특히 고율 방전 능력)을 좀 더 개선한 형태로 보이는 명칭.
• 역시 구체적인 제조사 표준에 따라 다르지만, 일반적으로 “중·고율 방전형” 정도로 이해할 수 있음.

AL형

• ‘A’(Alkaline)의 ‘L’(Low)로, 저율 방전(장시간 방전) 용도.
• 예: 조명용 예비 전원, 장시간 소부하 공급 등에 사용.

AH-S형

• ‘A’(Alkaline)의 ‘H’(High) + ‘S’(Sintered).
• 이름에서 **“소결식 고율(초급) 방전형”**임을 직접적으로 나타냅니다.
• 소결 전극판을 사용함으로써 내부 저항이 작아, 큰 전류를 짧은 시간에 공급(초급방전) 하는 데 적합합니다.

 

 

14. 다음 중 지선에 근가를 시공할 때 사용되는 콘크리트 근가의 규격(길이)(m)은? (단, 원형지선근가는 제외한다.)

 

지선에 근가를 시공할 때 사용되는 콘크리트 근가는 다음과 같은 기능을 수행합니다. 

* 지선의 전압 강하를 줄임 

* 지선의 전류 밀도를 줄임 

* 지선의 수명을 연장함

 

전기공사 표준시방서에 따르면, 지선에 근가를 시공할 때 사용되는 콘크리트 근가의 규격은 다음과 같습니다. 

* 길이: 0.7m, 1.0m, 1.2m, 1.5m

 

16. 접지도체에 피뢰시스템이 접속되는 경우 접지도체의 최소 단면적(mm2)은? (단, 접지도체는 구리로 되어 있다.)

 

 

142.3 접지도체·보호도체
142.3.1 접지도체
1. 접지도체의 선정
가. 접지도체의 단면적은 142.3.2의 1에 의하며 큰 고장전류가 접지도체를 통하여 흐르지 않을 경우 접지도체의 최소 단면적은 다음과 같다.
(1) 구리는 6 ㎟ 이상
(2) 철제는 50 ㎟ 이상

나. 접지도체에 피뢰시스템이 접속되는 경우, 접지도체의 단면적은 구리 16 ㎟ 또는 철 50 ㎟ 이상으로 하여야 한다.

 

 

17. 셀룰러덕트의 최대 폭이 200mm를 초과할 때 셀룰러덕트의 판 두께는 몇 mm 이상이어야 하는가?

 

표 232.33-1 셀룰러덕트의 선정

덕트의 최대 폭	덕트의 판 두께
150 ㎜ 이하	1.2 ㎜
150 ㎜ 초과 200 ㎜ 이하	1.4 ㎜[KS D 3602(강제 갑판) 중 SDP2, SDP3 또는 SDP2G에 적합한 것은 1.2 ㎜]
200 ㎜ 초과하는 것	1.6 ㎜

 

18. 고압으로 수전하는 변전소에서 접지 보호용으로 사용되는 계전기의 영상전류를 공급하는 계전기는?

① CT

② PT

③ ZCT

④ GPT

 

 

영상 전류란 전선 세 가닥(3상 전력 시스템)에 흐르는 전류의 합이 0이 아닌 경우 발생하는 전류예요. 정상적인 상황에서는 세 가닥의 전류가 균형을 이루기 때문에 합이 0이 돼요. 하지만 지락 사고(전선이 땅에 닿는 경우)나 누설 전류가 생기면 전류가 비대칭적으로 흐르면서 합이 0이 아니게 돼요. 지락 사고나 이상 상태를 감지하는 데 사용됩니다.

 

 

ZCT (Zero Current Transformer, 영상변류기)

• ZCT는 전력 시스템에서 영상전류(= 비대칭 전류)를 검출하는 장치입니다.
• 변전소에서 고압으로 수전할 때, 접지 보호 계전기에 영상전류를 공급하기 위해 사용됩니다.
• 영상전류는 주로 누설전류나 지락사고 시 발생하며, 이를 검출하여 보호 계전기가 동작하게 합니다.

다른 선택지 해설:

① **CT (Current Transformer, 변류기)**는 전류를 작게 만들어서 계측기(전류 측정 기계)나 보호 장치가 안전하게 사용할 수 있게 도와주는 기계예요. 그런데 "영상전류"(불균형 전류)를 찾아내는 데는 잘 안 쓰여요.

② **PT (Potential Transformer, 변압기)**는 전압을 작게 만들어서 계측기나 보호 장치가 사용하도록 해주는 기계예요. 이건 전압에 관련된 거라, "영상전류"랑은 관계가 없어요.

④ **GPT (Ground Potential Transformer)**는 접지(땅과 연결된 선) 쪽 전압 변화를 감시하는 기계예요. "영상전류" 대신 접지 쪽의 전압을 감시하는 데 쓰여요.

 

 

 

20. KS C 8000에서 감전 보호와 관련하여 조명기구의 종류(등급)을 나누고 있다. 각 등급에 따른 기구의 설명이 틀린 것은?

① 등급 0 기구: 기초절연으로 일부분을 보호한 기구로서 접지단자를 가지고 있는 기구

② 등급Ⅰ기구: 기초절연만으로 전체를 보호한 기구로서 보호 접지단자를 가지고 있는 기구

③ 등급Ⅱ 기구: 2중 절연을 한 기구

④ 등급Ⅲ 기구: 정격전압이 교류 30V 이하인 전압의 전원에 접속하여 사용하는 기구

 

(20) 등급 0 기구

접지단자 또는 접지선을 갖지 않고 기초 절연만으로 전체가 보호된 기구

 

(21) 등급Ⅰ기구

기초절연만으로 전체를 보호한 기구로서 보호 좁지단자 혹은 보호접지선 접속부를 갖든가 또는 보호 접지선이 든 코드와 보호 접지선 접속부가 있는 플러그를 갖추고 있는 기구

 

(22) 등급Ⅱ 기구

2중절연을 한 기구 (다만, 원칙적인 2중절연이 하기 어려운 부분에는 강화절연을 한 기구를 포함한다) 또는 기구의 외곽 전체를 내구성이 있는 견고한 절연재료로 구성한 기구와 이들을 조합한 기구

 

(23) 등급 Ⅲ 기구

정격전압이 교류 30V 이하인 전압의 전원에 접속하여 사용하는 기구

 

2020.09.26

4. 직류 전동기의 속도제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?

① 계자제어

② 전압제어

③ 전기자 저항제어

④ 워드 레오나드 제어

 

 

직류 전동기의 속도 제어법

1. 계자 제어 (Field Control) : 계자 전류(자기장을 만드는 전류)를 조절하여 속도를 제어합니다.

• 계자 전류를 줄이면 자기장이 약해지고 속도가 증가합니다.
• 자기장이 약해지면 토크는 감소하지만 출력은 일정하게 유지됩니다.
• 정출력 제어 : 속도가 증가하면서 토크가 감소해도 출력은 일정하게 유지됩니다.
• 주로 고속 영역에서 사용됩니다.

2. 전기자 저항 제어 (Armature Resistance Control) : 전기자에 저항을 추가해 전류를 줄임으로써 속도를 낮춥니다.

• 속도가 느려지면 토크는 거의 유지되지만 출력은 감소합니다.
• 정토크 제어 : 저속 영역에서 일정한 토크를 유지하며 속도를 낮추는 방식입니다.
• 효율은 낮지만 저속에서의 안정성을 필요로 할 때 사용됩니다.

3. 전압 제어 (Armature Voltage Control) : 전기자에 공급되는 전압을 직접 조절해 속도를 제어합니다.

• 전압이 증가하면 속도와 출력이 증가하고, 전압이 감소하면 속도와 출력이 감소합니다.
• 속도가 바뀌어도 토크는 일정하게 유지됩니다.
• 정토크 제어 : 속도에 관계없이 일정한 토크를 유지합니다.
• 고속과 저속 모두에서 정밀한 제어가 가능합니다.

4.워드-레오나드 제어 (Ward-Leonard Control): 별도의 발전기 시스템을 사용하여 전기자에 공급되는 전압을 조절해 속도를 제어합니다.

정토크 제어 : 속도에 관계없이 일정한 토크를 유지합니다

직류발전기를 이용해 전기자 전압을 변경하면 속도가 조절됩니다. 속도가 증가하면 토크는 일정하게 유지되면서 출력도 증가합니다. 이 방식은 정밀한 제어가 가능하여 다양한 속도 영역에서 활용됩니다. 주로 대형 설비나 고정밀 제어가 요구되던 과거 시스템에서 사용되었으나, 현대에는 전력전자 기술로 대체되었습니다.

 

교류 전동기의 속도 제어법

1. 주파수 제어 (Frequency Control)

2. 전압 제어 (Voltage Control)

3. 극수 제어 (Pole Changing Control)

4. 로터 저항 제어 (Rotor Resistance Control)

5. 슬립 제어법

 

10. 방전개시 전압과 관계되는 법칙은?

① 스토크스의 법칙

② 페닝의 법칙

③ 파센의 법칙

④ 탈보트의 법칙

 

파센의 법칙(Paschen's Law)

**방전개시 전압(방전이 시작되는 데 필요한 최소 전압)**과 관련된 법칙입니다.

이 법칙은 전극 간의 거리와 가스 압력의 곱(p × d)에 따라 방전개시 전압이 달라진다는 것을 설명합니다.

간단히 말해, 특정 압력과 거리에서 전압이 최소가 되는 조건을 찾을 수 있다는 뜻입니다.

 

스토크스, 탈보트는 아예 전기공사랑 관련 없음

페닝은 방전이랑 관련은 있지만, 방전개시 전압이랑은 관련 x

 

11. 케이블의 약호 중 EE의 품명은?

 

1. 전선 약호의 의미
V: 비닐 (Vinyl)
R: 고무 (Rubber)
B: 부틸 고무 (Butyl Rubber)
E: 폴리에틸렌 (Polyethylene)
O: 옥외용 (Outdoor)
C: 가교 폴리에틸렌 (Cross-linked Polyethylene)

2. 전선 약호
A : 연동선(구리선)
H : 경동선(구리+주석선)
ACSR : 강심 알류미늄 연선
OW : 옥외용 비닐 절연전선
OE : 옥외용 폴리에틸렌 절연전선
OC : 옥외용 가교폴리에틸렌 절연전선
DV : 인입용 비닐 절연전선
FL : 형광 방전등용 비닐전선
N-V : 비닐절연 네온전선
N-RV : 고무절연 비닐 시스 네온전선
N-RC : 고무절연 클로로프렌 시스 네온전선
N-EV : 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 네온전선

3. 케이블 약호

EE : 폴리에틸렌절연 폴리에틸렌 시스케이블
EV : 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 케이블
MI : 미네랄 인슈레이션 케이블
VCT: 비닐 절연 비닐 캡타이거 케이블
VV: 비닐 절연 비닐 시스 케이블
CVV 비닐 절연 비닐 시스 제어 케이블
CV 가교 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 케이블
CE 가교 폴리에틸렌 절연 폴리에틸렌 시스 케이블
CNCV 동심중성선 차수형 전력 케이블
CNCV-W 동심중성선 수밀형 전력케이블
TR CNCV-W 동심중성선 트리억제형 전력 케이블

 

13. 가선 금구 중 완금에 특고압 전선의 조수가 3일 때 완금의 길이(mm)는?

 

 

900 1400 1800 2400 만 외우자

| 전선의 조수 | 특고압 | 고압 | 저압 |

|---|---|---|---|

| 2 | 1800 | 1400 | 900 |

| 3 | 2400 | 1800 | 1400 |

 

비슷한 문제

15. 다음 중 경완철의 표준규격(길이)이 아닌 것은?

17. 특고압, 고압, 저압에 사용되는 완금(완철)의 표준길이(mm)에 해당되지 않는 것은?

| 전압 | 완금 길이(mm) |
|---|---|
| 특고압 | 900, 1800, 2400 |
| 고압 | 900, 1400, 1800, 2400 |
| 저압 | 900 |

 

14. 콘크리트 매입 금속관 공사에 사용하는 금속관의 두께는 최소 몇 mm 이상이어야 하는가?

 

나. 관의 두께는 다음에 의할 것.

(1) 콘크리트에 매입하는 것은 1.2 ㎜ 이상

(2) (1) 이외의 것은 1 ㎜ 이상. 다만, 이음매가 없는 길이 4 m 이하인 것을 건조하고 전개된 곳에 시설하는 경우에는 0.5 ㎜까지로 감할 수 있다.

 

15. 옥내배선용 공구 중 리머의 사용 목적으로 옳은 것은?

① 로크너트 또는 부싱을 견고히 조일 때

② 커넥터 또는 터미널을 압착하는 공구

③ 금속관 절단에 따른 절단면 다듬기

④ 금속관의 굽힘

 

리머는 금속관이나 배관을 절단한 후에, 그 절단면에 생기는 거친 면이나 날카로운 모서리를 부드럽게 다듬는 공구입니다.

금속관을 절단하면 내부에 **버(Burr)**라는 날카로운 찌꺼기나 돌기가 생기는데, 이것을 제거하여 전선이 손상되지 않도록 하는 것이 주요 목적입니다.

 

 

① 로크너트 또는 부싱을 견고히 조일 때

• 이 작업에는 렌치나 플라이어 같은 조임용 공구를 사용합니다.

② 커넥터 또는 터미널을 압착하는 공구

• 커넥터나 터미널을 압착할 때는 **압착기(크림퍼)**를 사용합니다.

④ 금속관의 굽힘

• 금속관을 굽히는 작업에는 **벤더(Bender)**라는 별도의 공구를 사용합니다.

 

 

 

18. 300W 이상의 백열전구에 사용되는 베이스의 크기는?

 

전구의 베이스 크기는 E10, E17, E26, E39 등으로 구분되며, 숫자는 베이스의 직경을 나타냅니다. E10은 10mm, E17은 17mm, E26은 26mm, E39는 39mm입니다.

 

E10: 장식용 회전등으로 사용되는 작은 전구용

E12: 배전반 표시등

E17: 샤인 전구용

E26: 250V 이하 병형 전구용

E39: 300V 이상 대형 전구용

 

19. 배전반 및 분전반을 넣은 함이 내아크성, 난연성의 합성수지로 되어 있을 때 함의 최소 두께(mm)는?

 

배전반 및 분전반의 재질별 두께

목재: 12[mm] 이상

내아크성, 난연성의 합성수지: 1.5[mm] 이상

강판재: 1.2[mm] 이상 (30cm 이하는 1.0[mm])

 

 

2020.08.22

1. 다음 중 쌍방향 2단자 사이리스터인 것은?

① SCR

② TRIAC

③ SSS

④ SCS

 

SCR

• 단방향.
• 2단자로만 쓸 수도 있지만(게이트 무시 시), 기본적으로는 3단자 소자이며 단방향이다.

TRIAC

• 쌍방향(양 방향) 전류 제어 가능.
• 3단자(MT1, MT2, G)이지만,
• 문제에서 “쌍방향 사이리스터”라고 하면 가장 대표적인 것이 TRIAC이다.

SSS

• 2극 양방향 소자

SCS

• 실리콘 제어 스위치(Silicon Controlled Switch).
• 4단자(애노드·캐소드 외에 2개의 게이트).

단방향 : SCR, LASCR, GTO, SCS

쌍방향 : DIAC, TRIAC, SSS

 

2극(단자) : DIAC, SSS, DIODE

3극(단자) : SCR, LASCR, GTO, TRIAC

4극(단자) : SSS

 

3층 구조 : DIAC

4층 구조 : SCR, GTO, SCS

5층 구조 : SSS

 

3. 저항용접에 속하는 것은?

① TIG 용접

② 탄소 아크 용접

③ 유니온벨트 용접

④ 프로젝션 용접

 

**저항용접(Resistance Welding)**은 전기 저항에 의해 발생하는 열을 사용하여 금속을 용접하는 방식입니다.
금속 접촉부에 전류를 흘리면, 접촉 면에서 저항으로 인해 열이 발생하고, 이 열로 금속이 녹아 서로 접합됩니다.

 

 

TIG 용접 (①):

• Tungsten Inert Gas Welding의 약자로, 텅스텐 전극과 아르곤 같은 보호가스를 사용하여 용접합니다.
• 주로 아크 용접 방식에 속하며, 저항용접이 아닙니다.

탄소 아크 용접 (②):

• 아크 용접 방식 중 하나로, 탄소 전극을 사용하여 아크 방전을 통해 금속을 용접합니다.
• 전극과 금속 사이에서 발생하는 고온의 아크를 사용하므로, 저항용접이 아닙니다.

유니온벨트 용접 (③):

• 특수한 방식의 용접으로, 저항용접 방식이 아닌 특수 접합 방식에 가깝습니다.
• 주로 특정 산업 장비에서 사용됩니다.

돌기용접(Projection Welding)④): 

• 저항용접의 한 종류로, 용접할 금속 표면에 돌출부(Projection)를 만들어 전류가 그 부분에 집중되도록 설계한 방식입니다.
• 자동차 부품, 전자 부품 등의 대량 생산에 주로 사용됩니다.

 

점용접(Spot Welding)
두 금속판을 겹친 후 전극을 통해 전류를 흘려 특정 점에서만 용접하는 방식입니다. 주로 자동차 제조나 얇은 판재를 접합하는 데 사용됩니다. 마치 스테이플러로 종이를 찍는 것처럼 특정 지점만 붙인다고 생각하면 됩니다.

심용접(Seam Welding)
점용접과 비슷하지만, 연속적으로 움직이며 선형으로 용접하는 방식입니다. 금속 통이나 연료탱크처럼 누수가 없어야 하는 제품에 사용됩니다. 테이프 붙이듯이 금속을 이어 붙이는 모습이라고 상상해보세요.

업셋 용접(Upset Welding)
금속의 끝부분을 맞대고 전류와 압력을 가해 접합하는 방식입니다. 봉이나 와이어 같은 긴 금속을 연결하는 데 적합합니다. 두 연필 끝을 불로 녹여 이어 붙이는 것과 비슷한 개념이라고 보면 됩니다.

 

 

6. 전원전압 100V인 단상 전파제어정류에서 점호각이 30°일 때 직류전압은 약 몇 V인가?

 

 

 

문제에서 주어진 “단상 전파제어정류”는 보통 두 가지 대표적인 형태가 있습니다.

1. 브리지(Bridge) 방식의 전파정류회로
2. 중심탭(Center-Tapped) 변압기를 사용한 전파정류회로

이 두 방식은 모두 ‘전파정류(Full-Wave Rectification)’이지만,
**제어각 α**를 고려할 때 평균출력전압 식이 서로 다릅니다.

 

문제에 특정한 조건이 없기 때문에 둘 중에 하나가 정답이다.

 

브리지(Bridge) 방식의 전파정류회로

 

• 다이오드 4개 + SCR(또는 사이리스터) 2~4개로 구성되는 전형적인 브리지 구조
• 평균 출력전압(순수 저항 부하 RRR 가정)은 다음 공식이 자주 쓰입니다.

 

 

중심탭(Center-Tapped) 변압기를 사용한 전파정류회로

 

• 변압기의 2차 측에 중심탭(중점)을 두고, SCR(또는 사이리스터) 2개를 양쪽에 배치하여 각각 반주기마다 전류가 흐르도록 구성
• 이 회로는 각 반주기마다 “한 쌍의 SCR 중 하나만” 도통하므로,
  실제로는 각 반주기에 대해 ‘반파제어정류’가 2번 일어난다고 볼 수 있습니다.
• 하지만 전체 주기로 보았을 때는 전파정류 결과가 얻어집니다.

 

 

계산하기 힘들다면 간단 공식14

 

 

10. 열전대를 이용한 열전 온도계의 원리로 옳은 것은?

 

 

열전대(Thermocouple)** 즉, 써모커플(Thermocouple)은 서로 다른 종류의 금속선을 접합한 온도 센서로, 열전기쌍이라고도 합니다. 온도차이가 있는 두 금속선의 양단을 접합해 폐회로를 만들면, 이 회로에 열기전력이 발생합니다. 즉 제백효과

 

12. 다음 중 배전반 및 분전반을 넣은 함의 요건으로 옳지 않은 것은?

① 반의 옆쪽 또는 뒤쪽에 설치하는 분배전반의 소형 덕트는 강판제이어야 한다.

② 난연성 합성수지로 된 것은 두께가 최소 1.6mm이상으로 내(耐)수지성인 것이어야 한다.

③ 강판제의 것은 두께 1.2mm 이상이어야 한다. 다만, 가로 또는 세로의 길이가 30cm 이하인 것은 두께 1.0mm 이상으로 할 수 있다.

④ 절연저항 측정 및 전선접속단자의 점검이 용이한 구조이어야 한다.

 

 

분배전반은 전력을 분배하기 위해 사용하는 전기 설비의 한 부분이에요. 쉽게 말해서, 배전반에서 받은 전력을 여러 개의 소규모 회로로 나누어 공급하는 장치입니다.

 

 

배전반 및 분전반의 재질별 두께

목재: 12[mm] 이상

내아크성, 난연성의 합성수지: 1.5[mm] 이상

강판재: 1.2[mm] 이상 (30cm 이하는 1.0[mm])

 

13. 라인포스트 애자는 다음 중 어떤 종류의 애자인가?

① 핀애자

② 현수애자

③ 장간애자

④ 지지애자

 

 

라인포스트 애자는 전선을 지지하기 위해 전봇대나 철탑에 설치하는 애자의 한 종류입니다. 고압 전력선에서 주로 사용되며, 전선이 기둥(지지체)에 고정된 상태로 안정적으로 전력을 전달할 수 있도록 돕습니다.

 

 

 

 

 

① 핀애자(Pin Insulator):

• 전봇대 위에 수직으로 설치되는 작은 애자입니다.
• 저압 또는 중압 전력선에서 전선을 지지하는 데 사용됩니다.
• 주로 전봇대의 상단에 설치됩니다
• 특고압의 핀애자는 적색

② 현수애자(Suspension Insulator):

• 전선을 매다는 형태로 사용하는 애자입니다.
• 전선의 장력을 지지(인류개소)하기 위해 철탑이나 전봇대에 설치됩니다.
• 고압 또는 초고압 전력선에서 많이 사용됩니다.

③ 장간애자(Strain Insulator):

• 전선이 끊어질 위험이 있거나 전선의 방향이 급격히 바뀌는 곳에서 사용됩니다.
• 전선에 걸리는 장력을 견디도록 설계된 애자입니다.

④ 지지애자(Post Insulator):

• 전선을 기둥(지지체)에 고정하여 지지하는 역할을 합니다.
• 라인포스트 애자는 지지애자의 한 종류로 분류됩니다.
• 전봇대의 측면에 설치되며, 전선을 수평 또는 경사지게 지지하는 데 사용됩니다.

 

 

15. KS C IEC 62305-3에 의해 피뢰침의 재료로 테이프형 단선 형상의 알루미늄을 사용하는 경우 최소단 면적(mm2)은?

 

표 6 - 수뢰도체, 피뢰침과 인하도선의 재료, 형상과 최소단면적

재 료	형 상	최소단면적 mm2	해 설10)
구리	테이프형 단선 원형 단선7) 연선 원형 단선3), 4)	50 8) 50 8) 50 8) 2008)	최소 두께 2 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
주석도금한 구리1)	테이프형 단선 원형 단선7) 연선	50 8) 50 8) 50 8)	최소 두께 2 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm
알루미늄	테이프형 단선 원형 단선 연선	70 8) 50 8) 50 8)	최소 두께 3 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm
알루미늄합금	테이프형 단선 원형 단선 연선 원형 단선3)	50 8) 50 50 8) 2008)	최소 두께 2.5 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
용융아연도금강2)	테이프형 단선 원형 단선9) 연선 원형 단선3), 4), 9)	50 8) 50 50 8) 200 8)	최소 두께 2.5 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
스테인리스강5)	테이프형 단선6) 원형 단선6) 연선 원형 단선3), 4)	50 8) 50 70 8) 2008)	최소 두께 2 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
1) 용융 또는 전기도금피복의 최소두께는 1 ㎛ 이상이다. 2) 피복은 최소 50 ㎛의 두께로 매끄럽고, 연속적이며 녹슬지 않도록 한다. 3) 단지 피뢰침에 적용할 수 있다. 풍압하중과 같은 기계적 응력이 크게 작용하지 않는 경우에는 직경 10 mm, 최대길이가 1 m인 피뢰침을 부가적인 고정을 하여 사용할 수 있다. 4) 단지 대지에 인입하는 봉으로 사용할 수 있다. 5) 크롬≥16 %, 니켈≥8 %, 탄소≤0.07 %. 6) 가연성 물질과 직접 접촉하는 콘크리트에 매입된 스테인리스강의 최소크기는 원형 단선은 78 mm2(직경 10 mm), 테이프형 단선은 75 mm2 (최소두께 3 mm)이상으로 한다. 7) 기계적 강도가 요구되지 않는 경우 단면적 50 mm2 (직경 8 mm)를 28 mm2 (직경 6 mm)로 줄여도 된다. 이 경우 죔쇠 사이의 간격도 줄인다. 8) 열적/기계적 고려가 중요하다면 이들 치수를 테이프형 단선은 60 mm2로 원형 단선은 78 mm2로 증가시킬 수 있다. 9) 10 000 kJ/Ω의 비에너지에 대하여 용융되지 않는 최소단면적은 구리 16 mm2, 알루미늄 25 mm2, 강선 50 mm2, 스테인리스강 50 mm2이며, 상세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다. 10) 두께, 폭, 직경은 ±10 %로 정의된다.

 

18. 지선밴드에서 2방 밴드의 규격이 아닌 것은?

① 150 × 203mm

② 180 × 240mm

③ 200 × 260mm

④ 240 × 300mm

 

지선을 연결하기 위하여 전주에 설치하는 자재이다. 지선밴드의 종류로는 2방, 3방, 4방용이 있으며 주로 2방용 지선밴드가 사용되고 있다.

 

옛날 버전이니 참고

 

 

19. 석유류 등의 위험물을 제조하거나 저장하는 장소에 저압 옥내 전기설비를 시설하고자 할 때 사용 가능한 이동전선은? (단, 이동전선은 접속점이 없다.)

① 0.6 / 1kV EP 고무절연 클로로프렌 캡타이어 케이블

② 0.6 / 1kV EP 고무절연 클로로프렌 시스 케이블

③ 0.6 / 1kV EP 고무절연 비닐시스 케이블

④ 0.6 / 1kV 비닐절연 비닐시스 케이블

 

석유류 및 위험물 제조/저장 장소:

• 이러한 장소는 폭발성 환경이 형성될 가능성이 높으므로, 전기설비의 안전성이 가장 중요합니다.
• 특히 전선은 내구성, 내열성, 내화학성, 그리고 절연성이 뛰어나야 합니다.

① 0.6 / 1kV EP 고무절연 클로로프렌 캡타이어 케이블:

• EP 고무절연: 내열성과 절연성이 우수.
• 클로로프렌 캡타이어 케이블:
  • 내구성과 유연성이 뛰어나며, 화학적 안정성(기름, 화학물질, 습기 등)에 강함.
  • 이동 전선으로 많이 사용.
• 적합성: 위험물 제조/저장 장소에 적합.

② 0.6 / 1kV EP 고무절연 클로로프렌 시스 케이블:

• 클로로프렌 시스는 화학적 안정성이 있지만, 캡타이어 구조가 아니므로 이동전선으로는 부적합.
• 적합성: 이동 전선으로 부적합.

③ 0.6 / 1kV EP 고무절연 비닐시스 케이블:

• 비닐 시스(Vinyl Sheath): 기름 및 화학물질에 대한 내성이 약함.
• 적합성: 위험물 장소에는 부적합.

④ 0.6 / 1kV 비닐절연 비닐시스 케이블:

• 비닐 절연: 내구성, 내열성, 내화학성이 낮아 화재 및 화학물질에 취약.
• 적합성: 위험물 장소에 절대 부적합.

 

2020.06.06

1. 전기 화학 반응을 실제로 일으키기 위해 필요한 전극 전위에서 그 반응의 평형 전위를 뺀 값을 과전압이라고 한다. 과전압의 원인으로 틀린 것은?

① 농도 분극

② 화학 분극

③ 전류 분극

④ 활성화 분극

 

농(농도) 경(결정) 활(활성화) 활(화학) : 농경이 활활 불탄다.

 

과전압이란?
전기화학 반응이 실제로 일어나려면, 평형 전위보다 더 높은 전압이 필요할 때 이 추가 전압을 과전압이라고 불러요. 이건 반응이 방해를 받거나 쉽게 일어나지 않는 이유 때문에 발생해요.

문장에서 말하는 "원인"이란?
여기서 "과전압의 원인"이란, 왜 평형 전위보다 더 높은 전압(즉, 과전압)이 필요한지를 설명하는 거예요. 즉, 반응을 방해하거나 어렵게 만드는 요인들을 말합니다.

 

 

전위: 특정 지점의 전기적 에너지.

전압: 두 지점 사이의 전위 차이.

분극: 전극 주변에서 반응 조건이 바뀌어 반응이 방해받는 현상.

 

1. 농도 분극
   반응물질(예: 이온)이 전극 근처에서 부족하거나 과잉되면 반응 속도가 느려져요. 그래서 더 큰 전압이 필요해요.
   → 예: 빨대로 음료수를 빨 때, 빨대 끝에 음료수가 부족하면 더 세게 빨아야 하는 상황.
2. 화학 분극
   전극에서 화학 반응 자체가 느릴 때 발생해요. 반응을 빠르게 하기 위해 추가 전압이 필요해요.
   → 예: 불이 붙기 힘든 젖은 장작에 불을 붙이려면 더 뜨거운 불씨가 필요하죠.
3. 활성화 분극
   반응이 시작되려면 에너지를 추가로 넣어야 하는데, 그걸 전압으로 더 주는 거예요.
   → 예: 멈춰 있는 자전거를 처음 밀기 위해 더 큰 힘이 필요한 상황.
4. 결정화 분극

 

2. 자기소호 기능이 가장 좋은 소자는?

① GTO

② SCR

③ DIAC

④ TRIAC

 

자기소호는 전력 전자 소자가 스스로 꺼질 수 있는 능력을 말해요.
즉, 외부에서 특별한 회로나 장치를 사용하지 않고도 소자가 스스로 도통(ON) 상태에서 차단(OFF) 상태로 전환할 수 있는 기능이에요.

 

**GTO (Gate Turn-Off Thyristor)**는 자기소호 기능이 가장 뛰어난 소자입니다.
GTO는 게이트 전류를 조작하여 스스로 도통(ON) 상태에서 차단(OFF) 상태로 전환할 수 있습니다.

 

SCR (Silicon Controlled Rectifier)

• 게이트 신호로만 켜질 수 있지만, 꺼질 때는 외부 회로를 통해 전류를 차단해야 합니다.
• 즉, 자기소호 기능이 없습니다.

DIAC (Diode for Alternating Current)

• 교류 전압에서 일정 전압 이상일 때 양방향으로 도통되지만, 소호 기능은 없습니다.
• 주로 TRIAC의 트리거 용도로 사용됩니다.

TRIAC (Triode for Alternating Current)

• 교류 전압에서 양방향으로 도통이 가능하지만, 역시 소호 기능은 없습니다.
• 꺼질 때는 전류가 0이 되어야 자동으로 꺼집니다.

3. 플라이휠 효과 1kg·m2인 플라이휠 회전속도가 1500rpm에서 1200rpm으로 떨어졌다. 방출에너지는 약 몇 J인가?

 

GD^2(N2^2-N1^2)/730 =  1^2*(1500^2-1200^2)/730=1109.59=1.11*10^3

 

6. 서미스터(Thermistor)의 주된 용도는?

① 온도 보상용

② 잡음 제거용

③ 전압 증폭용

④ 출력 전류 조절용

 

 

**서미스터(Thermistor)**는 온도에 따라 저항값이 변하는 반도체 소자입니다.

주로 온도 보상(Temperature Compensation)이나 온도 측정에 사용됩니다.

• 온도 보상: 온도 변화에 의한 전자 장치의 특성 변화를 보정하는 역할.
• 온도 센서: 정확한 온도 감지를 위해 활용.

 

 

8. 직류 전동기 중 공급전원의 극성이 바뀌면 회전방향이 바뀌는 것은?

① 분권기

② 평복권기

③ 직권기

④ 타여자기

 

 

 

분권기에서는 병렬로 연결되어 있어 전원의 극성이 바뀌더라도 계자 자기장의 방향과 전기자 전류의 방향이 동시에 반대로 바뀝니다. 두 변화가 서로 상쇄되어 회전 방향이 변하지 않습니다.

 

평복권기: 분권기와 마찬가지로 평복권기(平複捲機, Shunt Wound DC Motor)는 직류 전동기의 한 종류로, 전기자 권선과 계자 권선이 서로 병렬로 연결된 구조를 가지고 있습니다

 

직권기: 계자 코일과 전기자 코일이 직렬로 연결되어 전류가 한 방향으로 흐릅니다. 공급 전원의 극성이 바뀌면, 계자와 전기자 둘 다 동시에 극성이 반대로 바뀌게 됩니다.

 

타여자기 : 공급전원의 극성이 바뀌면 전기자 전류의 방향이 반대로 되어 회전자의 방향이 반대로 된다.

 

9. 철도차량이 운행하는 곡선부의 종류가 아닌 것은?

① 단곡선

② 복곡선

③ 반향곡선

④ 완화곡선

 

복합(복합)건물 반대(반대)로 단(단곡선)식합니다. 완화(완화)해주세요. 배(배향)고파요

 

단곡선 : 곡선의 반지름은 일정한 구간이며 설계 속도에 따라 그 길이가 정해진다.

복합(복심) 곡선 : 반지름이 서로 다른 두 개 이상의 곡선을 같은 방향으로 차례로 이은 곡선.

반대(반향) 곡선 : 방향이 서로 다른 두 개의 이웃한 곡선

배향곡선 : 동일한 접속점을 가지면서 방향이 반대인 두 개의 곡선. 

완화 곡선 : 도로나 철로의 직선 부분과 곡선 부분 사이에 넣는 곡선. 열차 따위가 직선 철로에서 곡선 철로로 움직일 때 곡선 반경이 무한대에서 갑자기 일정치로 바뀌어 흔들림이 심해지므로 이를 막기 위하여 중간에 넣는다.

 

 

11. 후강 전선관에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 관의 호칭은 바깥지름의 크기에 가깝다.

② 후강전선관의 두께는 박강전선관의 두께보다 두껍다.

③ 콘크리트에 매입할 경우 관의 두께는 1.2mm 이상으로 해야 한다.

④ 관의 호칭은 16mm에서 104mm까지 10종이다.

 

금속관 설치 조건

1) 전선은 절연전선(옥외용 비닐절연전선을 제외한다)일 것.

2) 전선은 연선일 것. 다만, 단면적 10 mm²(알루미늄선은 단면적 16 mm²) 이하의 것은 적용하지 않는다.

3) 전선은 금속관 안에서 접속점이 없도록 할 것.

4) 전선의 절연체 및 피복을 포함한 단면적이 관 내부 단면적의 1/3 이하가 되도록 한다.

후강 전선관 - 공장등의 배관에서 특히 강도를 필요로 하는 경우 또는 폭발성가스나 부식성가스가 있는 장소에 사용하며 관의 호칭은 안지름의 근사값을 짝수로 표시한다. 일명 스틸전선관이라고 하며, 철로된 전선관입니다. 강제전선관이라고도 하는데 강제전선관=후강전선관,  즉 같은 의미입니다. 철로된 전선관이기 때문에 부식이 생길 수 있으므로 표면을 아연도금하고 있습니다

 

박강전선관 - 일반적인 장소에 사용하며 관의 호칭은 바깥지름의 근사값을 홀수로 표시한다. 후강전선관과 같은 스틸전선관이지만 후강전선관보다 두께가 얇아서 무게가 가볍고, 유지보수에 용이하고 빠른 시공이 요구되는 곳에서 주로사용이 되어집니다. 

 

스테인리스 스틸전선관 - 스테인리스 스틸전선관은 부식에 강한 환경이나 청결이 요구되는 현장에서 주로 사용이 되어 집니다. 후강전선관이나 박강전선관은 표면에 아연 도금이 되어 있지만 부식에 완벽한 스틸관은 아닙니다. 그러나 스테인리스 스틸전선관은 부식에 매우 강하기 때문에 수명이 훨씬 깁니다. 다만 가격이 비싸다는 단점이 있음

 

16. 저압 전선로 등의 중성선 또는 접지측 전선의 식별에서 애자의 빛깔에 의하여 식별하는 경우에는 어떤 색의 애자를 접지측으로 사용하는가?

① 청색 애자

② 백색 애자

③ 황색 애자

④ 흑색 애자

 

빛깔에 의하여 식별하는 경우 - 청색표시를 한 애자를 접지측으로 사용

전선 피복의 식별에 의하는 경우 백색 또는 녹색을 중성선 또는 접지측으로 사용

 

17. 지선으로 사용되는 전선의 종류는?

 

지선은 전봇대나 송전탑 같은 구조물이 넘어지지 않도록 지지하는 역할을 하는 철선이에요.
쉽게 말하면, 전봇대가 바람이나 외부 힘에 쓰러지지 않도록 잡아주는 줄이라고 생각하면 돼요.

지선은 **내식성이 우수하고, 저렴한 가격**으로 인해 **아연**이 많이 사용됩니다.

 

아연도철선, 아연도철연선, 아연도강연선

 

18. 자심재료의 구비조건으로 틀린 것은?

① 저항률이 클 것

② 투자율이 작을 것

③ 히스테리시스 면적이 작을 것

④ 잔류자기가 크고 보자력이 작을 것

 

 

20. 강판으로 된 금속 버스덕트 재료의 최소 두께(mm)는? (단, 버스덕트의 최대 폭은 150mm 이하이다.)

 

덕트의 최대 폭(㎜)	덕트의 판 두께(㎜)
	강 판	알루미늄판	합성수지판
150 이하 150 초과 300 이하 300 초과 500 이하 500 초과 700 이하 700 초과하는 것	1.0 1.4 1.6 2.0 2.3	1.6 2.0 2.3 2.9 3.2	2.5 5.0 - - -

 

 

2019.04.27

 

 

4. 극수 P의 3상 유도전동기가 주파수 f(Hz), 슬립 s, 토크 T(N·m)로 회전하고 있을 때의 기계적 출력(W)은?

 

 

주파수 f: 전원이 주는 신호의 반복 속도 (초당 몇 번 진동하는지).

극수 P: 전동기의 자석 극의 개수(짝수로 존재함, 2극, 4극 등).

슬립 s: 실제 회전 속도가 이상적인 속도보다 얼마나 느린지 나타내는 값.

토크 T: 전동기가 회전할 때 내는 힘.

 

 

6. 전기철도에서 귀선의 누설전류에 의해 전식은 어디서 발생하는가?

① 궤도로 전류가 유입하는 곳

② 궤도에서 전류가 유출하는 곳

③ 지중관로로 전류가 유입하는 곳

④ 지중관로에서 전류가 유출하는 곳

 

궤도 : 선로

지중관로 : 지하 케이블을 안전하게 보호하기 위해서 지중에 설치한 관형 통로. 콘크리트관, 철관, 도관 따위가 있다.

 

전기가 지나가는곳이니 지중관로, 그리고 유출되어야지 전식이 일어나니 4번

 

8. 아크의 전압과 전류의 관계를 그래프로 나타낸 것으로 맞는 것은?

 

 

2아크 방전: 비선형 관계

• 아크 방전은 플라즈마 상태에서 전류가 흐르는 현상입니다.
  • 플라즈마는 전자와 이온으로 구성된 고온 상태의 기체라서 일반적인 저항체와 다릅니다.
  • 아크 방전은 전류가 증가할수록 전압이 감소하는 비선형 특성을 가집니다.

이유:

1. 전압 감소:
   • 전류가 커질수록 아크의 온도가 높아지고, 플라즈마 상태가 더 잘 형성됩니다.
   • 플라즈마가 잘 형성되면 전하 입자가 자유롭게 움직일 수 있어 전기 저항이 낮아지고, 전압이 감소합니다.
2. 부의 저항 특성:
   • 전류가 증가하면서 저항이 줄어드는 현상을 부의 저항이라 합니다.
   • 이는 아크 방전의 고유한 특성입니다.

일반적인 회로(옴의 법칙): 전압 높음 → 전류 높음

• 물이 좁은 파이프(저항)를 통과하는 모습과 비슷합니다.

아크 방전: 전류 높음 → 전압 낮음

• 플라즈마 상태는 물이 넓은 강을 흐르는 것처럼, 저항이 줄어드는 모습과 비슷합니다.

 

 

12. 옥내에서 전선을 병렬로 사용할 때의 시설방법으로 틀린 것은?

① 전선은 동일한 도체이어야 한다.

② 전선은 동일한 굵기, 동일한 길이이어야 한다.

③ 전선의 굵기는 동 40mm2 이상 또는 알루미늄 90 mm2이상이어야 한다.

④ 관내에 전류의 불평형이 생기지 아니하도록 시설하여야 한다.

 

1. 전선의 굵기는 동 50[mm2], 알루미늄 70[mm2]이상일 것

2. 동일한 도체, 동일한 굵기, 동일한 길이 일것

3. 병렬로 사용하는 전선은 각각의 퓨즈를 장착하지 말아야 한다

4. 각 전선에 흐르는 전류는 불평형을 초래하지 않도록 할것

5. 같은 극의 각 전선은 동일한 터미널러그에 완전히 접속 할 것

 

 

13. 가교폴리에틸렌(XLPE) 절연물의 최대허용온도(℃)는?

 

가교폴리에틸렌은 Y종

 

15. 합성수지관 상호 간 및 간과 박스 접속 시에 삽입하는 최소 깊이는? (단, 접착제를 사용하는 경우는 제외한다.)

 

242.2.2 가연성 먼지 위험장소
가연성 먼지(소맥분·전분·유황 기타 가연성의 먼지로 공중에 떠다니는 상태에서 착화하였을 때에 폭발할 우려가 있는 것을 말하며 폭연성 먼지를 제외한다. 이하 같다)에 전기설비가 발화원이 되어 폭발할 우려가 있는 곳에 시설하는 저압 옥내 전기설비는 242.2.1의“마”, “사” 및 “아”에 준하여 시설하는 이외에 다음에 따르고 또한 위험의 우려가 없도록 시설하여야 한다. 
가. 저압 옥내배선 등은 합성수지관공사(두께 2 ㎜ 미만의 합성수지 전선관 및 난연성이 없는 콤바인 덕트관을 사용하는 것을 제외한다)ㆍ금속관공사 또는 케이블공사에 의할 것.
나. 합성수지관공사에 의하는 때에는 다음에 의하여 시설할 것.
(1) 합성수지관 및 박스 기타의 부속품은 손상을 받을 우려가 없도록 시설할 것.
(2) 박스 기타의 부속품 및 풀 박스는 쉽게 마모·부식 기타의 손상이 생길 우려가 없는 패킹을 사용하는 방법, 틈새의 깊이를 길게 하는 방법, 기타 방법에 의하여 먼지가 내부에 침입하지 아니하도록 시설할 것.
(3) 관과 전기기계기구는 관 상호간 및 박스와는 관을 삽입하는 깊이를 관의 바깥지름의 1.2배(접착제를 사용하는 경우에는 0.8배) 이상으로 하고 또한 꽂음 접속에 의하여 견고하게 접속할 것. 
(4) 전동기에 접속하는 부분에서 가요성을 필요로 하는 부분의 배선에는 232.11.2의 1의“가”의 단서에 규정하는 분진 방폭형 유연성 부속을 사용할 것.

 

 

16. 저압 배전반의 주 차단기로 주로 사용되는 보호기기는?

① GCB

② VCB

③ ACB

④ OCB

 

 

GOV 고브는 고압

A는 맨앞이니 저압

 

 

① GCB(Gas Circuit Breaker)

• SF₆ 가스(Sulfur Hexafluoride)를 절연 매체로 사용하는 고압 차단기입니다.
• 고압 송배전선로에서 주로 사용되며, 저압 배전반에는 사용되지 않습니다.

② VCB(Vacuum Circuit Breaker)

• 진공을 절연 매체로 사용하는 고압 차단기입니다.
• 고압 설비에서 사용되며, 저압 배전반에는 부적합합니다.

③ ACB(Air Circuit Breaker) (정답)

• 공기를 절연 매체로 사용하는 차단기로, 저압 전압(380V/220V)에서 사용하기 적합합니다.
• 저압 배전반의 주 차단기로 널리 사용됩니다.

④ OCB(Oil Circuit Breaker)

• 절연유를 사용하는 차단기로, 주로 고압 전력 설비에서 사용됩니다.
• 저압 배전반에는 사용되지 않습니다.

18. 변압기 철심용 강판의 두께는 대력 몇 mm 인가?

 

변압기 철심용 강판은 히스테리시스 손실을 줄이기 위해 얇게 만들어집니다. 일반적으로 0.35~0.37mm 두께의 규소함량 3.5%의 규소강판을 사용합니다.

 

 

2019.03.03

2. 지름 40cm 인 완전 확산성 구형 글로브의 중심에 모든 방향의 광도가 균일하게 110 cd 되는 전구를 넣고 탁상 2m의 높이에서 점등하였다. 탁상 위의 조도는 약 몇 lx 인가? (단, 글로브 내면의 반사율은 40%, 투과율은 50% 이다.)

 

글로브 효율이란 전구에서 발생한 빛(광속) 중 실제로 외부로 나오는 빛의 비율(%)을 의미합니다.

유백색 유리는 빛의 일부를 반사하고, 일부를 투과시킵니다. 이때, 외부로 나오는 빛은 투과율과 반사율에 따라 결정됩니다.

 

조도: E = I / r²
수평면 조도: E = (I / r²) * cosθ
수직면 조도: E = (I / r²) * sinθ

글로브의 효율 = 투과율 / (1 - 반사율)

조도 = (광도 / r²) × 글로브의 효율
= (광도 / r²) × (투과율 / (1 - 반사율))
= (110 / 2²) × (0.5 / (1 - 0.4))
= (110 / 4) × (0.5 / 0.6)
= 27.5 × 0.833
= 23 [lx]

 

5. 수은전지의 특징이 아닌 것은?

① 소형이고 수명이 길다.

② 방전전압의 변화가 적다.

③ 전해액은 염화암모늄(NH4Cl)용액을 사용한다.

④ 양극에 산화수은(HgO), 음극에 아연(Zn)을 사용한다.

 

 

 

소형이고 수명이 길다.
이건 수은전지의 특징에 해당합니다. 수은전지는 크기가 작고, 안정적으로 오래 사용할 수 있어 시계나 소형 전자기기에 적합합니다.

방전전압의 변화가 적다.
이것도 수은전지의 특징입니다. 수은전지는 방전 중에도 일정한 전압을 유지하는 안정적인 성능이 장점입니다.

전해액은 염화암모늄(NH4Cl)용액을 사용한다.
이건 수은전지의 특징이 아닙니다. 염화암모늄은 아연-탄소 전지(건전지)에서 사용되는 전해액입니다. 수은전지는 염화암모늄 대신 수산화칼륨(KOH) 같은 알칼리성 전해액을 사용합니다.

양극에 산화수은(HgO), 음극에 아연(Zn)을 사용한다.
이건 수은전지의 특징입니다. 산화수은(HgO)이 양극, 아연(Zn)이 음극으로 사용됩니다.

 

 

6. 발열체의 구비조건 중 틀린 것은?

① 내열성이 클 것

② 내식성이 클 것

③ 가공이 용이할 것

④ 저항률이 비교적 작고 온도계수가 높을 것

 

내열성이 클 것
발열체는 높은 온도에서 견딜 수 있어야 하므로, 내열성이 큰 것은 필수 조건입니다. 따라서 발열체의 조건에 해당합니다.

내식성이 클 것
발열체는 사용 중 부식되지 않아야 하므로, 내식성이 큰 것도 중요한 조건입니다. 이것도 발열체의 조건에 맞습니다.

가공이 용이할 것
발열체는 다양한 형태로 제작될 필요가 있으므로, 가공이 용이한 것도 중요한 조건입니다. 따라서 이 역시 맞는 조건입니다.

저항률이 비교적 작고 온도계수가 높을 것
이 부분이 틀린 조건입니다. 발열체는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 역할을 하므로, 저항률이 비교적 크고 온도계수가 낮은 것이 적합합니다. 저항률이 커야 열이 잘 발생하며, 온도계수가 낮아야 온도 변화에 따른 저항의 변화가 작아서 안정적으로 사용할 수 있습니다.

 

9. 전자빔으로 용해하는 고융점, 활성금속 재료는?

① 탄화규소

② 니크롬 제2종

③ 탄탈, 니오브

④ 철-크롬 제1종

 

 

고융점

 

일반적인 금속 기준: 약 2000°C 이상
대표적인 고융점 금속에는 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb) 등이 포함됩니다.
예) 텅스텐 3422°C, 탄탈 2996°C, 몰리브덴 2623°C 등

비금속 재료의 경우: 고융점 비금속은 더 높은 온도를 기준으로 삼을 수 있으며, 일부 세라믹 재료(탄화규소, 질화붕소 등)는 3000°C 이상에서도 견딜 수 있습니다.

 

 

탄화규소 (①)
탄화규소는 매우 높은 경도와 내열성을 가지지만, 금속 재료가 아닌 세라믹 성질의 비금속 화합물입니다. 전자빔 용해와는 관련이 없습니다.

니크롬 제2종 (②)
니크롬 합금은 고온에서 산화 저항성이 뛰어난 발열체 재료로 사용되지만, 고융점의 활성금속이라기보다는 발열체나 저항 재료로 적합합니다. 전자빔 용해와는 관련이 없습니다.

탄탈, 니오브 (③)
탄탈(Ta)과 니오브(Nb)는 대표적인 고융점 금속으로, 전자빔 용해법(EBM, Electron Beam Melting)으로 가공되는 금속입니다. 특히 이들 금속은 높은 융점(탄탈: 약 2996°C, 니오브: 약 2477°C)과 화학적 활성 특성 때문에 전자빔 용해를 이용하여 가공됩니다. 정답입니다.

철-크롬 제1종 (④)
철-크롬 합금은 내식성과 내열성이 뛰어나 주로 스테인리스 강으로 사용됩니다. 하지만 고융점, 활성금속 재료로는 분류되지 않으며, 전자빔 용해와는 관련이 없습니다.

 

 

11. 단로기의 구조와 관계가 없는 것은?

① 핀치

② 베이스

③ 플레이트

④ 리클로저

 

* 단로기의 구조 

* 핀치: 접촉자를 잡아주는 장치 

* 베이스: 단로기의 지지대 역할을 하는 장치 

* 플레이트: 접촉자를 이루는 장치 

 

핀치로 잡고 베이스로 구성하고 플레이트로 마지막 장식

 

* 리클로저 * 단로기의 개폐를 자동으로 제어하는 장치

 

 

13. 옥외용 비닐전연전선의 약호 명칭은?

 

1. 전선 약호의 의미
V: 비닐 (Vinyl)
R: 고무 (Rubber)
B: 부틸 고무 (Butyl Rubber)
E: 폴리에틸렌 (Polyethylene)
O: 옥외용 (Outdoor)
C: 가교 폴리에틸렌 (Cross-linked Polyethylene)

2. 전선 약호
A : 연동선(구리선)
H : 경동선(구리+주석선)
ACSR : 강심 알류미늄 연선
OW : 옥외용 비닐 절연전선
OE : 옥외용 폴리에틸렌 절연전선
OC : 옥외용 가교폴리에틸렌 절연전선
DV : 인입용 비닐 절연전선
FL : 형광 방전등용 비닐전선
N-V : 비닐절연 네온전선
N-RV : 고무절연 비닐 시스 네온전선
N-RC : 고무절연 클로로프렌 시스 네온전선
N-EV : 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 네온전선

3. 케이블 약호

EE : 폴리에틸렌절연 폴리에틸렌 시스케이블
EV : 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 케이블
MI : 미네랄 인슈레이션 케이블
VCT: 비닐 절연 비닐 캡타이거 케이블
VV: 비닐 절연 비닐 시스 케이블
CVV 비닐 절연 비닐 시스 제어 케이블
CV 가교 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 케이블
CE 가교 폴리에틸렌 절연 폴리에틸렌 시스 케이블
CNCV 동심중성선 차수형 전력 케이블
CNCV-W 동심중성선 수밀형 전력케이블
TR CNCV-W 동심중성선 트리억제형 전력 케이블

 

15. 옥내배선의 애자사용 공사에 많이 사용하는 특대 높 애자의 높이(mm)는?

 

특대 65

중 50

 

17. 개폐기 중에서 부하 전류의 차단능력이 없는 것은?
① OCB
② OS
③ DS
④ ACB

개폐 장치에는 세 가지가 존재
단로기(Disconnecting Switch), 개폐기, 차단기(Circuit Breaker)

1. OCB (Oil Circuit Breaker): 유입 차단기
절연유(oil)를 사용하여 전기 회로의 과부하나 단락 전류를 차단하는 장치입니다. 차단 과정에서 발생하는 아크(전기 스파크)를 절연유로 소멸시키는 특징이 있습니다.

2. OS (Oil Switch): 유입 개폐기
절연유(Oil)를 사용하여 아크 소멸과 절연을 수행하는 개폐기입니다. 주로 부하 전류를 차단하거나 연결하는 데 사용되며, 고장 전류를 차단할 수 없는 것이 특징입니다.

3. DS (Disconnecting Switch): 단로기
송전선이나 변전소에서 차단기를 연 채 부하(負荷)가 없는 상태에서 주 회로의 접속을 변경하기 위하여 전기 회로를 개폐하는 장치. 전압만 걸려 있고 전류는 흐르지 않는 상태에서만 개폐할 수 있다.
단로기를 수도관의 밸브로 생각할 수 있습니다. 밸브를 잠그면 물이 흐르지 않듯이, 단로기는 전류가 흐르지 않도록 회로를 열어주는 역할을 합니다. 하지만 밸브가 터지는 압력을 막을 수 없듯이, 단로기는 고장 전류를 처리할 수 없습니다.

4. ACB (Air Circuit Breaker): 기중 차단기
전력을 공급하는 회로에서 과전류, 단락전류, 지락 등의 고장을 감지하고 회로를 안전하게 차단하는 역할을 하는 장치입니다. 공기(대기)를 절연 매체로 사용하여 아크(전기 스파크)를 소멸시킨다는 특징이 있습니다. 

 

항목	개폐기	차단기
차단 가능 전류	부하 전류	부하 및 고장 전류
주요 기능	회로 개폐	회로 개폐 및 보호
절연 매체	절연유	절연유, 공기, 가스 등

 

 

18. 가공전선로의 저압주에서 보안공사의 경우 목주 말구 굵기의 최소 지름(cm)은?
① 10
② 12
③ 14
④ 15

 

공중에 설치된 전깃줄(가공전선로)을 지탱하는 저압용 나무 전봇대(목주)의 밑동(땅속에 묻히는 부분)은 최소 얼마나 두꺼워야 할까요?

 

아래는 전기설비 기술기준 89조에 관한 내용이다.

단, 2015년에 개정되어 89조는 삭제 됨.

21년부터는 개정 된 내용으로만 문제를 출제하므로, 더 이상 해당 문제는 출제 되지 않음

 

전기설비 기술기준 89조  저압 보안공사 규정

1. 전선 규격
   • 보안공사에서 사용하는 전선은 다음 중 하나여야 합니다:
     • 지름 3.5mm 이상의 동복강선
     • 지름 5mm 이상의 경동선 (단, 사용 전압이 400V 미만인 경우 4mm 가능)
   • 또는, 위와 동등 이상의 강도와 굵기를 가진 전선이어야 합니다.
2. 목주의 조건
   • 나무로 만든 전봇대(목주)는 다음 요건을 충족해야 합니다:
     • 풍압 하중에 대한 안전율: 최소 1.5 이상일 것.
     • 목주의 말구 지름(땅에 묻히는 부분): 12cm 이상일 것.
3. 경간 제한
   • **전봇대 사이의 거리(경간)**는 다음을 초과하면 안 됩니다:
     • 목주, A종 철주, A종 철근 콘크리트주: 최대 100m
     • B종 철주, B종 철근 콘크리트주: 최대 150m
     • 철탑: 최대 400m
   • 단, 22㎟ 경동연선 이상 사용 시 별도 규정에 따를 수 있습니다.

 

19. 무거운 조명기구를 파이프로 매달 때 사용하는 것은?
① 노멀밴드
② 파이프행거
③ 엔트런스 캡
④ 픽스쳐 스터드와 하키

 

무거운 조명기구를 파이프에 매달 때는 이를 안전하게 고정하기 위한 장치가 필요합니다. "픽스쳐 스터드와 하키"는 이러한 용도로 설계된 부속으로, 조명을 안정적으로 지지하고 흔들림을 방지할 수 있습니다.

 

• 픽스쳐 스터드를 파이프 또는 전기 박스에 나사로 고정.
• 하키를 픽스쳐 스터드에 결합.
• 하키의 나사산을 이용해 조명기구를 연결하고 높이나 각도를 조정.

 

1. 노멀밴드: 일반적으로 배선이나 전선을 묶는 데 사용되는 고정 밴드입니다. 무거운 조명기구를 지탱하는 용도로는 부적합합니다.
2. 파이프행거: 파이프를 고정하거나 매다는 데 사용하는 부품이지만, 주로 파이프 자체를 고정하기 위한 것으로, 조명기구 지지에는 적합하지 않습니다.
3. 엔트런스 캡: 전선이 관을 통과할 때 마감하거나 보호하는 캡으로, 조명기구를 매다는 것과는 관련이 없습니다.

 

20. 전원을 넣자마자 곧바로 점등되는 형광등용의 안정기는?
① 점등관식
② 래피드스타트식
③ 글로우스타트식
④ 필라멘트 단락식

형광등용 안정기(Ballast)는 형광등이 안정적으로 작동할 수 있도록 전류와 전압을 제어하는 장치입니다. 형광등은 점등 시 고압이 필요하고, 점등 후에는 전류를 제한해야 하기 때문에 안정기가 필수적으로 사용됩니다.

 

래피드스타트식(Rapid Start Type) 안정기는 형광등의 필라멘트를 예열하는 방식으로, 전원을 넣자마자 바로 점등되는 특징이 있습니다. 점등 시 별도의 점등관(Starter)을 필요로 하지 않으며, 빠르게 점등되는 것이 장점입니다.

 

점등관식:

• 점등관(Starter)이 있어야 형광등이 점등됩니다.
• 점등관이 동작하면서 필라멘트를 예열한 뒤 점등되기 때문에 시간이 걸립니다.

글로우스타트식:

• 점등관식과 유사한 방식으로, 점등관을 사용합니다.
• 예열 시간이 필요하여 전원을 넣자마자 바로 점등되지 않습니다.

필라멘트 단락식:

• 형광등의 필라멘트를 단락하여 점등하는 방식입니다.
• 사용 사례가 드물며, 즉시 점등과는 관계가 없습니다.

 

2018.09.15

1. 출력 P[㎾], 속도 N[rpm]인 3상 유도전동기의 토크[㎏·m]는?

 

 

P=ωT

P : 모터 출력  W
ω : (각)속도  rad/s 
T : 토크  N·m

 

T = P / ω

ω=2πn: 각속도 [rad/s], n은 초당 회전수.

초당 회전수를 N/60으로 변환하면

 

토크의 기본 단위는 N⋅m(뉴턴미터)입니다. 이를 ㎏⋅m 변환하기 위해 중력가속도 g=9.8 m/s를 사용합니다

따라서 최종 결과는

 

 

2. 리튬전지의 특징이 아닌 것은?

① 자기방전이 크다.

② 에너지 밀도가 높다.

③ 기전력이 약 3V 정도로 높다.

④ 동작온도범위가 넓고 장기간 사용이 가능하다.

 

 

리튬전지의 특징

• 자기방전이 적다: 리튬전지는 자기방전율이 매우 낮아 장기간 보관해도 충전 상태를 비교적 잘 유지합니다.
• 에너지 밀도가 높다: 크기에 비해 많은 에너지를 저장할 수 있어 효율이 높습니다.
• 기전력이 높다: 리튬전지는 일반적으로 약 3V 이상의 높은 전압을 제공합니다.
  • 기전력은 전지에서 전자를 이동시키는 "원동력"이자 전압의 근원입니다. 리튬전지는 높은 기전력을 제공하므로, 작고 가벼우면서도 강력한 전원을 제공하는 데 적합합니다.
  • 리튬전지의 경우, 화학 반응 특성상 약 3V 정도의 기전력을 가집니다. 이는 일반적인 알칼라인 전지(약 1.5V)보다 높아, 리튬전지가 더 높은 전압을 제공할 수 있다는 특징을 보여줍니다.
• 넓은 동작 온도 범위: 영하 및 고온 환경에서도 동작이 가능하며, 장기간 사용에 유리합니다.

 

3. 트랜지스터의 안정도가 제일 좋은 바이어스법은?

① 고정 바이어스

② 조합 바이어스

③ 전압궤환 바이어스

④ 전류궤환 바이어스

 

 

바이어스는 트랜지스터를 제대로 작동시키기 위해 특정한 전압이나 전류를 미리 걸어주는 것이에요.
쉽게 말하면, 트랜지스터를 예열하는 과정이라고 생각하면 돼요.

 

바이어스 전압이 안정적이어야 트랜지스터의 출력(전류나 전압)이 원하는 대로 일정하게 유지됩니다.

만약 바이어스 전압이 외부 요인(온도, 전원 변화 등)으로 변하면, 트랜지스터의 출력도 변하게 되는데, 이때 출력이 얼마나 변하느냐가 안정도를 판단하는 기준이 됩니다.

 

조합 바이어스는 트랜지스터 회로 바이어스법의 일종으로, 전류 궤환 바이어스법과 전압 궤환 바이어스법을 조합시킨 것. 전류 전압 궤환 바이어스라고도 한다. 안정도는 좋으나 전압 궤환 회로의 문제점인 부하가 저항이 아니면 사용할 수 없다는 것과, 교류 동작에도 부궤환이 걸린다는 것이 문제점으로 남아 있다.

2018.04.28

 

2. 하역 기계에서 무거운 것은 저속으로, 가벼운 것은 고속으로 작업하여 고속이나 저속에서 다 같이 동일한 동력이 요구되는 부하는?

① 정토크 부하

② 정동력 부하

③ 정속도 부하

④ 제곱토크 부하

 

 

 

정토크 부하는 속도와 관계없이 항상 일정한 토크가 필요한 부하입니다. 예를 들어, 엘리베이터가 해당됩니다.

정동력 부하는 속도와 관계없이 항상 일정한 동력이 필요한 부하를 말합니다. 하역 기계는 이 경우에 해당하며, 속도가 변해도 일정한 동력을 유지해야 합니다.

정속도 부하는 일정한 속도로 운전되어야 하는 부하를 의미합니다. 예를 들어, 공작기계나 벨트 컨베이어 등이 이에 해당합니다.

제곱토크 부하는 속도에 따라 토크가 제곱에 비례하여 증가하는 부하를 말합니다. 예를 들어, 팬이나 펌프가 대표적입니다.

 

 

동력(P)는 토크(T)와 회전 속도(N)로 표현됩니다:

 

속도가 증가하면 토크는 감소합니다.

속도가 감소하면 토크는 증가합니다.

 

이 공식은 정동력 부하의 원리를 이해하는 데 매우 중요한데, 하역 기계처럼 속도와 토크의 관계를 최적화하여 일정한 동력을 유지하는 시스템에서 사용됩니다.

 

 

3. 모든 방향에 400cd의 광도를 갖고 있는 전등을 지름 3m의 테이블 중심 바로 위 2m 위치에 달아 놓았다면 테이블의 평균 조도는 약 몇 lx인가?

① 35

② 53

③ 71

④ 90

 

광도 I = 400

고체각 w = 2π(1−cosθ)

 

cosθ = 잇접변/빗변 = 2 / 2.5 = 0.8

 

• θ는 전등과 테이블 가장자리 사이의 광선이 이루는 각도입니다.
• 인접변 (h): 전등과 테이블 간의 수직 거리 (높이).
• 빗변 (r′): 전등에서 테이블 가장자리까지의 직선 거리.

 

광속 F = I * w 

면적 S = πr^2

조도 E = F / S =  I * w / S = 400 * 2π(1−cosθ) / ( πr1.5^2)

                        = 400 * 2π(1−0.8) / ( πr1.5^2)

                        = 71.111111

 

 

5. 344kcal를 kWh의 단위로 표시하면?

1cal=4.184J

1kWh=3,600,000J

 

344kcal=344×1000cal=344,000cal = 4.184 * 344,000 J = 1,440,896J

1,440,896J÷3,600,000J/kWh≈0.4kWh

 

또는 1kWh = 840kcal 외우기

 

 

6. 열차의 자중이 100t이고, 동륜상의 중량이 90t인 기관차의 최대 견인력(kg)은? (단, 레일의 점착계수는 0.2로 한다.)

 

자중(自重): 열차의 전체 무게를 말합니다.

동륜(動輪): 열차의 구동력을 직접 전달하는 바퀴를 말합니다. 열차의 견인력을 발생시키는 바퀴입니다.

동륜상의 중량: 열차의 전체 무게 중에서 동륜에 실리는 무게를 말합니다. 즉, 구동력(견인력)을 발생시키는 바퀴가 받는 하중입니다.

점착계수: 열차의 구동 바퀴(동륜)가 레일과 접촉할 때 마찰력을 나타내는 비율입니다. 이는 마찰계수와 비슷한 개념으로, 열차의 견인력(traction force)을 결정하는 중요한 요소입니다.

 

최대 견인력 F=μ⋅W

• μ: 점착계수 (문제에서 0.2)
• W: 동륜상의 중량(kg) (문제에서 90t = 90,000kg)

왜 동륜상의 중량을 사용하는가?

열차의 견인력(최대 견인력)은 동륜이 레일과 접촉하면서 발생하는 마찰력으로 결정됩니다.
이 마찰력은 동륜이 레일을 얼마나 강하게 누르고 있는지(즉, 동륜상의 중량)와 레일과의 점착계수에 따라 달라집니다.

 

 

7. SCR에 대한 설명 중 틀린 것은?

① 위상제어의 최대 조절범위는 0°~90°이다.

② 3개 접합면을 가진 4층 다이오드 형태로 되어있다.

③ 게이트단자에 펄스신호가 입력되는 순간부터 도통된다.

④ 제어각이 작을수록 부하에 흐르는 전류도통각이 커진다.

 

 

 

위상제어: 교류 전압의 위상(시간 축)을 조절해 SCR이 도통되는 시점을 조정하는 기술. SCR의 위상제어(Phase Control)는 0°부터 180°까지 조절 가능합니다.

제어각: 교류 전압이 시작된 후 SCR이 도통되기까지의 시간(각도)을 나타냄.

도통각: SCR이 도통 상태로 있는 시간(또는 각도)을 나타냅니다.

 

위상제어는 제어각(α)을 조절하여 부하에 전달되는 전력을 조정하는 기술입니다.

예를 들어:

• α=0 : SCR은 교류 전압이 시작되자마자 도통 → 최대 전압 전달.
• α=90: SCR은 사인파의 절반 시점에서 도통 → 전압이 절반으로 감소.
• α=180: SCR은 사인파 끝에서 도통 → 전압이 거의 전달되지 않음.

제어각(α)이 작을수록, 도통각(θ)이 커집니다.

• 예: α=30∘ → θ=180∘−30∘=150 ∘

 

 

8. n형 반도체에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 순수 실리콘 내에 종공의 수를 늘리기 위해 As, P, Sb과 같은 불순물 원자를 첨가한 것

② 순수 실리콘 내에 종공의 수를 늘리기 위해 Al, B, Ga과 같은 불순물 원자를 첨가한 것

③ 순수 실리콘 내에 전자의 수를 늘리기 위해 As, P, Sb과 같은 불순물 원자를 첨가한 것

④ 순수 실리콘 내에 전자의 수를 늘리기 위해 Al, B, Ga과 같은 불순물 원자를 첨가한 것

 

As(비소), P(인), Sb(안티몬)은 전자 제공 원자(전자 준동체)로, 전자의 수를 늘리는 역할을 합니다.

Al(알루미늄), B(붕소), Ga(갈륨)은 전자 받는 원자(전자 흡수체)로, 종공의 수를 늘리는 역할을 합니다.

 

n형 반도체는 전자의 수를 늘리기 위해 As, P, Sb과 같은 5족 원소를 불순물로 첨가합니다.

p형 반도체는 중곡의 수를 늘리기 위해 Al, B, Ga과 같은 불순물로 첨가합니다.

 

중공 (양공, Hole)

• 반도체 내부에서는 전자와 전자가 빠져나간 자리인 종공이 항상 쌍으로 존재합니다.
• 전자가 이동하면, 전자가 떠난 빈자리(종공)는 마치 양전하가 이동하는 것처럼 작용합니다.
• 종공은 실제 입자가 아니라, 전자 부족으로 인해 생긴 효과적인 양전하입니다.

 

 

12. HID램프의 종류가 아닌 것은?

① 고압 수은램프

② 고압 옥소램프

③ 고압 나트륨램프

④ 메탈 할라이드램프

 

 

HID 램프는 고압 방전을 이용하여 강한 빛을 생성하는 램프입니다. 이 램프는 고효율, 고광량, 긴 수명이 특징이며, 주로 거리 조명, 공장 조명, 스포츠 경기장 조명 등에 사용됩니다.

 

 

 

14. 변압기의 부속품이 아닌 것은?

① 철심

② 권선

③ 부싱

④ 정류자

 

철심(Core):

• 자속(자기장)을 전달하는 역할을 하며, 효율을 높이기 위해 실리콘강판으로 만듭니다.

권선(Winding):

• 전류가 흐르는 구리선으로, 1차 권선과 2차 권선으로 나뉩니다.

부싱(Bushing):

• 내부 전류를 외부와 연결하는 절연 장치입니다.

절연유(Insulating Oil):

• 열을 제거하고 절연을 돕는 역할을 합니다(대형 변압기에서 사용).

 

 

15. 공칭전압 345kV인 경우 현수애자 일련의 개수는?

 

 

 

공칭전압(kV)	현수애자 일련의개수
22.9	2~3
66	4
154	9~11
345	18~23
765	38~43

 

 

16. 접지 저감제의 구비조건으로 틀린 것은?

 

접지 저감제는 접지 시스템에서 접지 저항을 낮추기 위해 사용하는 물질입니다. 주로 전기 설비의 안정성과 보호를 위해 사용됩니다. 접지 저감제는 흙과 접지 전극의 접촉 저항을 감소시켜 접지 효과를 향상시킵니다.

접지 저감제는 인체와 환경에 무해하고, 독성이나 폭발성이 없어야 합니다. 장기간 효과가 유지되어야 하며 전류가 잘 흐를 수 있도록 좋은 도체여야 합니다. 또한 전극을 부식시키지 않아야 접지 시스템 수명이 길어지고 안정성을 유지할 수 있습니다.

 

 

17. 아크용접기의 2차 전류가 100A 이하일 때 정격 사용률이 50%인 경우 용접용 케이블 또는 기타의 케이블 굵기는 몇 mm2를 시설하여야 하는가?

 

 

정격 사용률이 50%라는 것은, 용접기가 10분 동안 5분은 사용되고 5분은 쉬는 상태를 의미합니다.

그냥 외우면 됨

 

 

2차전류(A) .......................케이블 굵기(mm^2)

100이하...................................16

150이하.....................................25

250이하.......................................35

400이하.........................................70

600이하.........................................95

 

 

 

18. 플로어 덕트 설치 그림(약식) 중 블랭크 와셔가 사용되어야 할 부분은?

 

플로어 덕트(Floor Duct) 설치에서 블랭크 와셔(Blank Washer)란, 플로어 덕트의 사용하지 않는 구멍(출구)을 막는 데 사용하는 부품입니다. 이를 통해 불필요한 공간을 차단하고, 덕트 내부의 선을 정리하며, 외부로의 노출을 방지할 수 있습니다.

 

 

 

19. 테이블 탭 에는 단면적 1.5mm2 이상의 코드를 사용하고 플러그를 부속시켜야한다. 이 경우 코드의 최대 길이(m)는?

 

 

. 전기기구의 전원선은 단면적이 1.5㎟ 이상의 전선으로 하여야 한다.

. 이동식 전기기구의 전원선은 3m 이하로 하여야 한다.

 

 

2018.03.04

 

1. 정류방식 중 정류 효율이 가장 높은 것은? (단, 저항부하를 사용한 경우이다.)

① 단상 반파방식

② 단상 전파방식

③ 3상 반파방식

④ 3상 전파방식

 

 

 

단상 반파방식: 단상 교류에서 한 주기의 절반만 정류하는 방식으로, 효율이 낮습니다. 출력이 적고, 많은 에너지가 낭비됩니다. 약 40.6%

단상 전파방식: 단상 교류에서 양쪽 주기를 모두 사용해 정류하는 방식입니다. 반파방식보다는 효율이 높지만, 3상 방식보다는 낮습니다. 약 81.2%

3상 반파방식: 3상 교류의 한 주기에서 절반만 정류하는 방식으로, 단상 반파방식보다는 효율이 높지만 여전히 한계가 있습니다. 약 95%

3상 전파방식: 3상 교류를 이용해 모든 주기를 정류하는 방식으로, 가장 높은 효율을 보입니다. 저항 부하를 사용하는 경우, 출력 전압과 전력 손실 면에서 가장 유리합니다. 약 96~98%

 

 

 

2. 전기용접부의 비파괴검사와 관계없는 것은?

① X선 검사

② 자기 검사

③ 고주파 검사

④ 초음파 탐상시험

 

비파괴검사는 재료나 구조물을 파괴하지 않고 품질이나 결함을 확인하는 검사 방법으로, 주로 X선 검사, Y선 검사, 자기 검사, 초음파 검사, 침투 탐상검사 등이 사용됩니다. 이 방법은 제품의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 필수적입니다.

 

고주파 검사는 일반적으로 통신, 전자기기, 유도 가열 등에 사용되며, 비파괴검사에서 용접부의 결함 탐지 목적으로 사용되지 않습니다. 따라서 비파괴검사와 관계없습니다.

 

 

 

3. 합판 및 비닐막의 접착에 적당한 가열방식은?

① 유도가열

② 적외선가열

③ 직접 저항가열

④ 고주파 유전가열

 

 

합판과 비닐막은 열전도율이 낮고 전기가 통하지 않는 절연체입니다. 고주파 유전가열은 이러한 재료의 분자 운동을 유도하여 재료 내부까지 균일하게 가열할 수 있어 접착 효율이 높습니다.

 

 

유도가열: 금속처럼 전도성이 높은 물질을 가열하는 데 사용됩니다. 합판이나 비닐막 같은 절연체에는 적합하지 않습니다.

적외선가열: 적외선 복사를 이용해 표면을 가열하는 방식으로, 주로 얇은 표면이나 특정 부위를 빠르게 가열할 때 사용됩니다. 하지만 합판 및 비닐막의 균일한 내부 가열에는 적합하지 않습니다.

직접 저항가열: 전류를 직접 재료에 흘려 내부 저항에 의해 발생하는 열로 가열하는 방식입니다. 주로 금속이나 전도성 재료에 사용되며, 비닐막 같은 비전도성 재료에는 적합하지 않습니다.

고주파 유전가열: 고주파 전기장을 이용하여 비전도성 재료(예: 비닐, 플라스틱, 합판 등) 내부에서 분자의 진동에 의해 열을 발생시키는 방식입니다. 재료의 내부까지 균일하게 가열할 수 있어 접착 작업에 적합합니다.

 

 

4. 전지의 자기방전이 일어나는 국부작용의 방지대책으로 틀린 것은?

① 순환전류를 발생시킨다.

② 고순도의 전극재료를 사용한다.

③ 전극에 수은도금(아말감)을 한다.

④ 전해액에 불순물 혼입을 억제시킨다.

 

 

 

순환전류를 발생시킨다:

• 순환전류는 전지 내부에서 불필요한 에너지 손실을 초래하고, 자기방전을 증가시키는 요인이 됩니다. 따라서 자기방전을 방지하기 위해서는 순환전류를 억제해야 하므로 이 선택지는 틀린 대책입니다.

고순도의 전극재료를 사용한다:

• 전극재료에 포함된 불순물은 전지 내부에서 전기화학적 반응을 일으켜 자기방전을 유발할 수 있습니다. 고순도의 전극재료를 사용하면 이러한 문제를 줄일 수 있습니다. 올바른 대책입니다.

전극에 수은도금(아말감)을 한다:

• 전극 표면에 수은도금을 하면 전극의 표면 반응성을 낮추고 불순물로 인한 부식과 반응을 억제할 수 있습니다. 이는 자기방전 방지에 효과적인 방법입니다.

전해액에 불순물 혼입을 억제시킨다:

• 전해액 내 불순물은 자기방전을 유발하는 중요한 원인 중 하나입니다. 불순물을 억제하면 전지의 안정성을 높이고 자기방전을 방지할 수 있습니다. 올바른 대책입니다.

 

자기방전 (Self-discharge)은 전지를 사용하지 않아도 내부에서 전기가 저절로 소모되는 현상입니다. 이는 전지 내부의 화학적 반응이나 불순물 때문에 발생합니다. 자기방전의 원인으로는 아래와 같습니다.

• 전해액의 불순물: 전해액에 포함된 불순물이 전극과 반응하여 전류가 흐르게 만듭니다.
• 전극 재료의 불순물: 전극 자체의 불순물도 화학 반응을 유발합니다.
• 온도 상승: 높은 온도에서 화학 반응이 빨라져 자기방전이 증가합니다.

국부작용 (Local action) 전지의 사용 여부와 관계없이, 전극 표면에서 발생하는 불필요한 국소적인 화학 반응입니다. 주로 불순물이 전극 표면에서 작은 전지처럼 작동해 전류를 소모시키는 현상입니다.

 

 

5. 루소선도가 그림과 같이 표시되는 광원의 하반구 광속은 약 몇 lm인가? (단, 여기서 곡선 BC는 4분원이다.)

 

 

왜 하반구는 100*100인지 모르겠음

 

△ 루소 선도

(1) 광원의 전광속

F = 루소 선도 면적 × (2π)/r[lm]

F = a⦁S(a=상수)

(2) 루소 선도에 의한 광속 계산

① 하반구 광속

F = (2π)/r × S = (2π)/100 × (100×100) = 628[lm]

② 상반구 광속

면적 S = πr²/4 (원의 면적의 1/4)

F = (2π)/r × πr²/4 = 1/2π²r = 493[lm] (r=100)

 

 

 

8. 플라이휠을 이용하여 변동이 심한 부하에 사용되고 가역 운전에 알맞은 속도제어 방식은?

① 일그너 방식

② 워드 래너드 방식

③ 극수를 바꾸는 방식

④ 전원주파수를 바꾸는 방식

 

 

 

플라이휠은 회전 관성을 이용해 에너지를 저장/방출하며, 부하 변동을 줄여주는 장치.

가역 운전은 회전 방향을 자유롭게 바꾸는 운전 방식.

일그너는 독일 엔지니어 이름에서 유래된 속도 제어 기술 방식으로 플라이휠을 활용하여 안정적인 속도 제어와 가역 운전이 가능하게 만든 시스템입니다.

 

② 워드 래너드 방식:
이 방식은 직류 전동기의 속도를 제어하는데 사용됩니다. 교류 발전기와 직류 발전기를 조합하여 직류 전동기로 안정적인 전원을 공급하고 속도 제어를 가능하게 합니다. 부하 변동에 적응하기는 하지만 플라이휠을 사용하지는 않습니다.

③ 극수를 바꾸는 방식:
이 방식은 모터의 극수(회전 자기장의 수)를 변경하여 속도를 제어합니다. 일반적으로 단순한 속도 제어에는 유용하지만, 부하 변동에 대응하거나 가역 운전에는 적합하지 않습니다.

④ 전원주파수를 바꾸는 방식:
전원 주파수를 변경하여 모터의 속도를 제어하는 방식으로, 주로 인버터를 사용합니다. 정밀한 속도 제어가 가능하지만, 플라이휠 같은 기계적인 부하 안정화는 제공하지 않습니다.

 

 

 

10. 전차의 경제적인 운전방법이 아닌 것은?

① 가속도를 크게 한다.

② 감속도를 크게 한다.

③ 표정속도를 작게 한다.

④ 가속도ㆍ감속도를 작게 한다.

 

 

운전방법에 의한 전력소비량 감소
1. 가속도를 크게한다.
가속이 크면 빠른 전류차단 가능
전동기 과부하, 변전소 및 급전선 첨두부하 발생

2. 감속도를 크게 한다.
제동력이 크면 빠른 전류차단 가능
전동기 과부하는 없지만 브레이크의 제동능력과 점착계수가 문제

3. 표정속도를 작게 한다.

표정속도는 전차가 한 구간을 이동하는 데 걸리는 전체 평균 속도를 말합니다.
동일거리를 장시간 운전(정차시간을 줄이고, 정차장 간의 거리를 늘림)
긴 타행시간, 빠른 전류차단

 

 

20. 플로어덕트 배선에 사용하는 절연전선이 연선일 때 단면적은 최소 몇 mm2를 초과하여야 하는가?

 

 

플로어덕트(Floor Duct) 배선은 바닥에 설치된 덕트(전선이 지나가는 통로)를 통해 전선을 배치하는 방식입니다. 이 방식은 주로 사무실이나 상업 시설에서 사용되며, 안전성과 효율성을 위해 전선의 최소 단면적 기준이 정해져 있습니다.

 

① 전선은 절연전선(옥외용 비닐 절연전선을 제외)일 것

② 전선은 연선일 것. 다만, 단면적 10[㎟](알루미늄선을 단면적 16[㎟])은 초과해야 한다.

③ 플로어 덕트 안에는 전선에 접속점이 없도록 할 것. 다만, 전선을 분기하는 경우에 접속점을 쉽게 점

검할 수 있을 때에는 그러하지 아니하다.

 

연선: 여러 가닥의 가는 전선을 꼬아 만든 형태로, 유연성이 높아 플로어덕트처럼 설치 환경이 복잡한 경우에 적합합니다.

 

 

2017.09.23

 

3. 경사각, 미끄럼 마찰계수 μ의 경사면위에서 중량 M(kg)의 물체를 경사면과 평행하게 속도ｖ(m/s)로 끌어올리는 데 필요한 힘 는?

 

물체를 끌어올리기 위해서는 중량의 경사면 방향 성분(Mgsin⁡θ)과 마찰력(Mgμcos⁡θ)을 모두 극복해야 합니다.

 

물체가 경사면 위에 있을 때, 물체의 무게 MgMgMg (중력)는 항상 아래 방향으로 작용합니다. 하지만 경사면 위에서 힘을 분석하려면, 중력을 경사면과 평행한 방향과 경사면에 수직한 방향으로 나눠서 계산해야 합니다. 이 과정에서 삼각비 sin⁡θ와 cos⁡θ가 사용됩니다.

 

1. 경사면에 평행한 힘 (Mgsin⁡θ)
   • 물체가 아래로 미끄러지려는 힘입니다.
   • 삼각비에서 sin⁡θ는 경사각 θ에서 대변(평행 방향)의 비율을 나타냅니다.
   • 따라서 Mgsin⁡θ 가 평행한 방향의 힘이 됩니다.
2. 경사면에 수직한 힘 (Mgcos⁡θ)
   • 물체를 경사면 쪽으로 누르는 힘입니다.
   • 삼각비에서 cos⁡θ는 경사각 θ에서 인접변(수직 방향)의 비율을 나타냅니다.
   • 따라서 Mgcos⁡θ 가 수직한 방향의 힘이 됩니다.

마찰력은 물체가 표면에 가하는 수직 방향의 힘(즉, Mgcos⁡θ)에 마찰계수 μ를 곱한 값으로 계산됩니다:

 

 

5. 반경 r, 휘도가 B 인 완전 확산성 구면 광원의 중심에서 h되는 거리의 점 P에서 이 광원 의 중심으로 향하는 조도의 크기는 얼마인가?

 

우리는 구 모양의 빛나는 공(구면 광원)이 있다고 생각해 보세요. 이 공의 크기(반경 r)와 얼마나 밝은지(휘도 B)가 주어져 있어요. 그리고, 이 공에서 h만큼 떨어진 점에서 빛의 밝기(조도)를 구하려고 하는 거예요.

 

조도는 얼마나 많은 빛이 특정한 위치에 도달했는지를 나타내는 값이에요.

• 예를 들어, 태양빛이 강하면 땅이 밝고, 조도가 높아요.
• 구에서 나오는 빛이 점점 멀리 퍼지면, 빛이 약해져서 조도는 작아져요.

따라서 πBr²/h²

 

 

6. 교류식 전기 철도에서 전압불평형을 경감시키기 위해서 사용하는 변압기 결선방식은?

① Y-결선

② Δ-결선

③ V-결선

④ 스코트 결선

 

 

 

전기철도는 기차를 움직이기 위해 전기를 사용하는데, 전기를 한 방향(단상)으로 사용하는 경우가 많아요. 하지만 우리가 집에서 쓰는 전기나 공장에서 쓰는 전기는 보통 세 방향(삼상)으로 나눠져 있어요. 삼상 전기에서 단상 전기를 쓰면, 한쪽에만 너무 많은 전기가 몰리게 돼요. 이를 "전압 불평형"이라고 해요.

 

 

"스코트 결선"은 전기 배분을 공평하게 해주는 특별한 방법이에요. 변압기(전기의 세기를 바꾸는 기계)를 두 개 사용해서 삼상 전기를 단상 전기로 나눠줄 때, 전기가 한쪽으로 몰리지 않게 균형을 맞춰주는 역할을 해요.

 

다른 방식들(예: Y-결선, Δ-결선)은 삼상 전기에서 사용하는 기본적인 연결 방법이에요. 하지만 전기를 공평하게 나누는 데에는 스코트 결선처럼 특별히 균형을 맞추는 역할을 하지는 못해요.

 

 

16. 누전차단기의 동작시간 중 틀린 것은?

① 고감도 고속형: 정격감도전류에서 0.1초 이내

② 중감도 고속형: 정격감도전류에서 0.2초 이내

③ 고감도 고속형: 인체감전보호용은 0.03초 이내

④ 중감도 시연형: 정격감도전류에서 0.1초를 초과하고 2초 이내

 

구분		정격 감도 전류[mA]	동작시간
고감도형	고속형	5 10 15 30	⦁ 정격 감도 전류에서 0.1초 이내, 인체 감전 보호용은 0.03초 이내
	시연형		⦁ 정격 감도 전류에서 0.1초 초과하고 2초 이내
	반한시형		⦁ 정격 감도 전류에서 0.2초 초과하고 1초 이내 ⦁ 정격 감도 전류 1.4배의 전류에서 0.1초를 초과하고 0.5초 이내 ⦁ 정격 감도 전류 4.4배의 전류에서 0.05초 이내
중감도형	고속형	50, 100, 200, 500, 1000	⦁ 정격 감도 전류에서 0.1초 이내
	시연형		⦁ 정격 감도 전류에서 0.1초 초과하고 2초 이내
저감도형	고속형	3000, 5000, 10000, 20000	⦁ 정격 감도 전류에서 0.1초 이내
	시연형		⦁ 정격 감도 전류에서 0.1초 초과하고 2초 이내

 

 

19. 금속관 공사에서 절연부싱을 쓰는 목적은?

① 관의 끝이 터지는 것을 방지

② 관의 단구에서 전선 손상을 방지

③ 박스 내에서 전선의 접속을 방지

④ 관의 단구에서 조영재의 접속을 방지

 

 

 

관: 전선을 보호하는 튜브.

단구: 전선관의 끝부분.

박스: 전선이 모이거나 연결되는 접속함.

조영재: 건물의 기본 구조를 이루는 재료.

 

절연부싱의 주된 목적은 금속관 끝의 날카로운 부분으로부터 전선의 피복을 보호하는 것입니다