전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제 시험지 PDF 다운로드

(1) 배타적 논리합 회로(Exclusive-OR, XOR)

(2) $X = A \cdot \overline{B} + \overline{A} \cdot B$

(3) XOR 는 두 입력이 다를 때만 1.
① 0
② 1
③ 1
④ 0

A	B	X
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

정·역(역상제동) 제어회로이다. 주회로는 MCCB 1차 투입 후 정회전 접촉기 MC₁·역회전 접촉기 MC₂ 가 전동기에 연결되고, MC₂ 측은 3상 중 2상을 교차 결선해 역회전시킨다. EOCR 은 주회로 전류를 검출한다.

제어회로 동작:
① 기동: PB₁(a) → MC₁ 여자 → MC₁-a 자기유지, RL 점등, 정회전.
② 정지·역상제동: PB₂(b 연동) → MC₁ 소자(정지·RL 소등)와 동시에 MC₂ 여자 → MC₂ 자기유지, GL 점등, 타이머 T 여자, 역상제동(역회전).
③ 인터록: MC₁ 회로에 MC₂-b, MC₂ 회로에 MC₁-b 직렬 삽입해 동시 투입 방지.
④ 제동 완료: 타이머 한시접점 T-b 가 MC₂ 회로 차단 → 역회전 정지·GL 소등.
⑤ 보호: EOCR 트립 시 제어전원 차단으로 MC₁·MC₂ 소자, EOCR-a 로 OL 점등. 리셋 시 초기복귀.

감리기록서류 5가지:
① 설계감리일지
② 설계감리 지시부
③ 설계감리 기록부
④ 설계감리 요청서
⑤ 설계자와 협의사항 기록부

(1) 이유: 병렬 콘덴서의 진상(충전)전류가 전동기 무부하 여자전류(지상)보다 크면, 전원 차단 후 잔류자속의 발전작용으로 콘덴서 진상전류가 계자를 강화하는 정궤환이 일어나 전압이 자기적으로 상승하기 때문.

(2) 현상: 단자전압이 정격전압보다 훨씬 높은 이상전압(과전압)까지 상승해 절연 파괴·기기 손상 우려.

(1) 비율차동계전기(Ratio Differential Relay)

(2) A: 억제(제동)코일, B: 동작(차동)코일, C: 억제(제동)코일

(3) 동작코일 B에는 양측 변류기 2차 전류의 차가 흐른다.
$I_B = |i_2 - i_1|$ (또는 $|i_1 - i_2|$)
정상·외부고장 시 i₁ ≈ i₂라 동작코일 전류가 0에 가까워 무동작, 내부고장 시 i₁ ≠ i₂가 되어 차전류로 동작한다.

(1) 간선 공칭단면적
부하 큰 A상 기준, 허용 전압강하 $e = 110 \times 0.02 = 2.2$ [V].
A상 전류 $I_A = \dfrac{5{,}000}{110} = 45.45$ [A]
단상 3선식(중성선 전압강하 무시) 계수 17.8 적용:
$A = \dfrac{17.8 \times L \times I}{1{,}000 \times e} = \dfrac{17.8 \times 50 \times 45.45}{1{,}000 \times 2.2} = 18.39$ [mm²] → 그 이상인 $25$ [mm²] 선정.
(거리 60m로 본 인쇄 풀이는 22.06mm²이나 둘 다 25mm² 선정으로 동일)
답: 25 [mm²]

(2) 후강전선관 굵기
25mm² 3가닥, 피복포함 단면적 88mm²/가닥, 점유율 48% 이내:
$\dfrac{\pi D^2}{4} \times 0.48 \ge 88 \times 3$ → $D \ge \sqrt{\dfrac{88 \times 3 \times 4}{\pi \times 0.48}} = 26.46$ [mm] → 호칭 28mm 이상 선정.
답: 28 [mm]

(3) 과전류차단기
간선전류 약 45.45A 보호 → AF 125 [A], AT 125 [A] 선정.
답: AF : 125 [A], AT : 125 [A]

(4) 설비 불평형률
$\dfrac{\text{중성선과 각 전압선 간 부하차}}{\text{총부하} \times \frac{1}{2}} \times 100 = \dfrac{5{,}000 - 4{,}200}{\frac{1}{2} \times 9{,}200} \times 100 = 17.39$ [%]
답: 17.39 [%]

(1) 권상 소요동력
평형율(오버밸런스 보정계수) 0.6, 효율 0.8(2:1 로핑) 적용:
$P = \dfrac{4.9 \times \beta \times W \times V}{6{,}120 \times \eta} = \dfrac{0.6 \times 1{,}000 \times 140}{6{,}120 \times 0.8} = 17.16$ [kW]
(분자 0.6×1,000×140 은 평형율을 곱한 유효 권상하중·속도, 분모 6,120×효율)
답: 17.16 [kW]

(2) 전동기 회전수
2 : 1 로핑은 카 속도의 2배로 로프가 감기므로 회전수도 2배:
$N = \dfrac{2V}{\pi D} = \dfrac{2 \times 140}{\pi \times 0.76} = 117.27$ [rpm]
답: 117.27 [rpm]

변압기 1대 용량 20 [kVA]. 3상 부하 45 [kW], 역률 0.8 이므로 변압기 1대 분담 3상분 유효전력 $\frac{45}{3}$ [kW], 무효전력 $\frac{45}{3} \times \frac{0.6}{0.8}$ [kVar]. 여기에 단상 전등부하 P 를 더했을 때 한 변압기 용량이 20 [kVA]를 넘지 않아야 하므로:
$20^2 = \left(\dfrac{45}{3} + P\right)^2 + \left(\dfrac{45}{3} \times \dfrac{0.6}{0.8}\right)^2$
$P = \sqrt{20^2 - \left(\dfrac{45}{3} \times \dfrac{0.6}{0.8}\right)^2} - \dfrac{45}{3} = 1.54$ [kW]
전등은 n-a, n-b 두 변압기에 걸치므로 점등 가능한 총 전등용량은 $\Delta P = 1.54 \times \dfrac{3}{2} = 2.31$ [kW].
전구 1개 60 [W] 이므로:
$n = \dfrac{2.31 \times 10^3}{60} = 38.4$ → 38등
답: 38등

총 부하용량 $P = 100 \times 10 = 1{,}000$ [VA].
전류감소율 0.7 보정 후 간선 최소 허용전류:
$I = \dfrac{P}{V \times 0.7} = \dfrac{1{,}000}{220 \times 0.7} = 6.49$ [A]
답: 6.49 [A]

(1) 정격전류 $I_n = \dfrac{5{,}000 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 6{,}000} = 481.13$ [A]
단락비 $K_s = \dfrac{I_s}{I_n} = \dfrac{700}{481.13} = 1.45$
답: 1.45

(2) 단락비가 큰 기계(철기계)는 동기리액턴스가 작아:
① 크다고
② 높다고
③ 크다고
④ 높다고
⑤ 작다고
⑥ 낮다고

대칭배열(맞보기 배열)이라 한 등이 담당하는 도로면적은 $A = \dfrac{S \times B}{2} = \dfrac{20 \times 15}{2}$ [m²] (양쪽 배열이라 1/2).
평균조도 $E = \dfrac{F \times U \times N}{A} = \dfrac{3{,}000 \times 0.45 \times 1}{\frac{1}{2} \times 15 \times 20} = 9$ [lx]
(보수율 미제시라 1 로 봄)
답: 9 [lx]

1 [HP] = 746 [W], 전압 380 [V], 3상.

(1) 20 [HP] 정격전류
$I_n = \dfrac{20 \times 746 \times 0.65}{\sqrt{3} \times 380 \times 0.9 \times 0.8} = 20.46$ [A]
케이블 허용전류는 정격의 1.25배 이상:
$I_a = 20.46 \times 1.25 = 25.58$ [A]
답: 25.58 [A]

(2) 변압기 용량(전동기 합 7.5+15+20+25 = 67.5 [HP], 수용률 0.65):
$P_T = \dfrac{(7.5 + 15 + 20 + 25) \times 746 \times 0.65}{0.9 \times 0.8} = 45.46$ [kVA] → 표준 50 [kVA] 선정.
답: 50 [kVA]

(3) 25 [HP] 농형 Y-Δ 기동 3선 결선도: 기동 시 MC-M(주)+MC-S(Y결선 단락) 투입으로 Y결선 기동, 일정시간 후 MC-S 개방·MC-D 투입으로 Δ결선 운전. (도면 별도)

(4) CONTROL TR 설치 목적: 전동기 제어회로(시퀀스)에 조작용 저압 제어전원을 공급하기 위함.

병행 2회선에서 휴전선의 정전유도전압(상전압 기준):
$E_n = \dfrac{\sqrt{C_a(C_a - C_b) + C_b(C_b - C_c) + C_c(C_c - C_a)}}{C_a + C_b + C_c + C_s} \times \dfrac{V}{\sqrt{3}}$
$= \dfrac{\sqrt{0.0001(0.0001 - 0.0006) + 0.0006(0.0006 - 0.0004) + 0.0004(0.0004 - 0.0001)}}{0.0001 + 0.0006 + 0.0004 + 0.0048} \times \dfrac{154{,}000}{\sqrt{3}}$
$= 6{,}568.72$ [V]
답: 6,568.72 [V]

각 전동기 전류를 유효·무효 성분으로 분해해 벡터 합산한다(380V, 3상).
$I_M = \dfrac{3{,}750}{\sqrt{3} \times 380 \times 0.88}(0.88 - j\sqrt{1 - 0.88^2}) + \dfrac{2{,}200}{\sqrt{3} \times 380 \times 0.85}(0.85 - j\sqrt{1 - 0.85^2}) + \dfrac{7{,}500}{\sqrt{3} \times 380 \times 0.75}(0.75 - j\sqrt{1 - 0.75^2})$
$= 20.44 - j15.2$ [A]
전동기 전류 크기 $|I_M| = \sqrt{20.44^2 + 15.2^2} = 25.47$ [A].
전동기 부하 1.25배 여유, 전열부하(역률 1) 20 [A] 가산:
$I_o = \sqrt{20.44^2 + 15.2^2} \times 1.25 + 20 = 51.84$ [A]
답: 51.84 [A]