전기기사 실기 2023년 2회 기출유형문제 시험지 PDF 다운로드

KEC 341.13(피뢰기 설치) — 고압·특고압 전로의 다음 장소에 시설.

① 발전소·변전소 또는 이에 준하는 장소
② 특고압 가공전선로
③ 배전용
④ 수용장소
⑤ 지중전선로

「전기안전관리자 직무에 관한 고시」 점검 기록 보존 규정.

① 4년
② 1회

주택용 배선용차단기는 순시트립 범위로 형을 분류 — B형(3~5$I_n$), C형(5~10$I_n$), D형(10~20$I_n$). 부동작전류 정격의 1.13배, 동작전류 1.45배.

① B
② C
③ D
④ 1.13배
⑤ 1.45배

[TN-S 계통]
전원 한 점(중성점)을 직접 접지하고, 계통 전체에서 중성선(N)과 보호선(PE)을 분리해 배선한다. PEN(겸용선)은 쓰지 않는다.

[도면 완성]
변압기 중성점을 계통접지하고 L1·L2·L3·N·PE 5선을 부하까지 끌어간다.
N과 PE는 전 구간에서 서로 분리된 별도 도체로 배선하고, 부하 노출도전부는 PE에만 접속한다.
TN-S 계통이므로 PEN(겸용선)은 표시하지 않는다.

※ 근거: KEC 203.2 TN 계통, 그림 203.2-1(계통 내에서 별도의 중성선과 보호도체가 있는 TN-S 계통).

[2개소 기동·정지 자기유지 회로]

· 정지용 PBS-OFF(b접점) 2개 직렬 — 어느 곳에서든 정지
· 기동용 PBS-ON(a접점) 2개 병렬 — 어느 곳에서든 기동
· 기동회로와 병렬로 MC-a접점을 두어 자기유지, 그 뒤 MC 코일 접속

[동작] PBS-ON → MC 여자, MC-a로 자기유지. PBS-OFF → 직렬 b접점이 열려 MC 소자.

단상 전파(브리지) 정류회로.

(1) 다이오드 4개를 브리지로 결선. 변압기 2차 양단에서 두 다이오드는 (+)측 공통 캐소드, 나머지 둘은 (-)측 공통 애노드로 묶고 출력을 부하 R에 연결.

(2) 실효값 $V=\frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}}=220$ V.
단상 전파정류 직류 평균전압 $V_{dc}=0.9\,V=0.9\times 220=198$ V.

(3) $I=\frac{V_{dc}}{R}=\frac{198}{20}=9.9$ A.

진리표 최소항을 카르노맵으로 간이화.

(1) $Y_1$=1인 입력 (000),(100),(110) →
$Y_1=\overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C}+A\overline{B}\,\overline{C}+AB\overline{C}=\overline{C}(A+\overline{B})=A\overline{C}+\overline{B}\,\overline{C}$
$Y_2$=0인 입력 (001),(101) →
$Y_2=\overline{\overline{B}\,C}=B+\overline{C}$

(2) 무접점:
· $Y_1$ — (A OR NOT B)를 OR게이트에, 그 출력과 NOT C를 AND게이트에 입력
· $Y_2$ — B와 NOT C를 OR게이트에 입력

(3) 유접점:
· $Y_1$ — C의 b접점에 (A의 a접점 ∥ B의 b접점)을 직렬, 끝에 등 $Y_1$
· $Y_2$ — (B의 a접점 ∥ C의 b접점)에 등 $Y_2$

(1) 10[MVA] 기준 환산(%Z'=%Z×기준/원기준):
① 1차~2차: $12\times\frac{10}{25}=4.8$ [%]
② 2차~3차: $16\times\frac{10}{25}=6.4$ [%]
③ 3차~1차: $9.5\times\frac{10}{10}=9.5$ [%]

(2) 3권선 변압기 Y등가 변환:
① $\%Z_1=\frac{1}{2}(\%Z_{12}+\%Z_{31}-\%Z_{23})=\frac{1}{2}(4.8+9.5-6.4)=3.95$ [%]
② $\%Z_2=\frac{1}{2}(\%Z_{12}+\%Z_{23}-\%Z_{31})=\frac{1}{2}(4.8+6.4-9.5)=0.85$ [%]
③ $\%Z_3=\frac{1}{2}(\%Z_{23}+\%Z_{31}-\%Z_{12})=\frac{1}{2}(6.4+9.5-4.8)=5.55$ [%]

(3) 각 기기 10[MVA] 환산: 발전기 $25\times\frac{10}{50}=5$, T₁ $10\times\frac{10}{50}=2$, 송전선 8, 조상기 15(이미 10MVA 기준).
단락점(2차)에서 본 전원측은 [G+T₁+선로+%Z₁] 경로와 [조상기+%Z₃] 경로가 병렬, 거기에 %Z₂가 직렬.
$\%Z=\frac{(5+2+8+3.95)(5.55+15)}{(5+2+8+3.95)+(5.55+15)}+0.85=10.71$ [%]

(4) 차단용량 $P_s=\frac{100}{\%Z}\times P_n=\frac{100}{10.71}\times 10=93.37$ [MVA]

(5) 단락점은 2차(77[kV])이므로 정격전류 $I_n=\frac{10\times10^{6}}{\sqrt{3}\times77\times10^{3}}=74.98$ [A],
고장전류 $I_s=\frac{100}{\%Z}\times I_n=\frac{100}{10.71}\times\frac{10\times10^{6}}{\sqrt{3}\times77\times10^{3}}=700.1$ [A]

(1) 전력계는 1상 유효전력 $W_1=2$ [kW] 지시 → 3상 소비전력 $P=3W_1=3\times2=6$ [kW].

(2) Y결선이므로 상전압 $V_p=\frac{220}{\sqrt{3}}$ [V], 선전류=상전류 $I=20$ [A].
$R=\frac{W_1}{I^{2}}=\frac{2{,}000}{20^{2}}=5$ [Ω]
$|Z|=\frac{V_p}{I}=\frac{220/\sqrt{3}}{20}=6.35$ [Ω]
$X=\sqrt{|Z|^{2}-R^{2}}=\sqrt{6.35^{2}-5^{2}}=3.92$ [Ω]
∴ $Z=5+j3.92$ [Ω]

변류기 2대를 교차(차동)결선하면 전류계에는 두 CT 2차전류의 차가 흐르고, 그 크기는 2차전류의 $\sqrt{3}$배.

$A=\sqrt{3}\,I'$ → 2차전류 $I'=\frac{A}{\sqrt{3}}=\frac{2}{\sqrt{3}}$ [A]
1차 전류 $I_1=\frac{50}{5}\times I'=10\times\frac{2}{\sqrt{3}}=11.55$ [A]

점광원에서 꼭짓점까지 거리 $r=\sqrt{4^{2}+3^{2}}=5$ [m], 입사각 $\cos\theta=\frac{4}{\sqrt{4^{2}+3^{2}}}=\frac{4}{5}=0.8$.

전광속 $F=I\cdot\omega=I\cdot2\pi(1-\cos\theta)$ [lm].
평균조도 $E=\frac{F}{S}=\frac{I\cdot2\pi(1-\cos\theta)}{\pi R^{2}}=\frac{2I(1-\cos\theta)}{R^{2}}$ (R=밑면 반지름 3[m]).
$100=\frac{2I(1-0.8)}{3^{2}}$ → $I=\frac{100\times9}{2\times0.2}=2{,}250$ [cd]

(1) $Q_c=P\left(\frac{\sqrt{1-\cos^{2}\theta_1}}{\cos\theta_1}-\frac{\sqrt{1-\cos^{2}\theta_2}}{\cos\theta_2}\right)=7.5\left(\frac{0.6}{0.8}-\frac{\sqrt{1-0.9^{2}}}{0.9}\right)=1.99$ [kVA]

(2) Δ결선 콘덴서는 1상에 선간전압이 걸리므로 $Q_c=3\cdot2\pi f C V^{2}$.
$C=\frac{Q_c}{3\cdot2\pi f V^{2}}=\frac{1.99\times10^{3}}{3\times2\pi\times60\times380^{2}}\times10^{6}=12.19$ [μF]

3상 3선식 전압강하 $e=\frac{30.8\,L\,I}{1{,}000\,A}$에서
$A=\frac{30.8\,L\,I}{1{,}000\,e}=\frac{30.8\times50\times75}{1{,}000\times5}=23.1$ [mm²].

계산값 23.1[mm²]보다 큰 표준 규격 선정 → $A=25$ [mm²]

(1) 수용률 = (최대수용전력/설비용량)×100
A: 최대 8[kW] → $\frac{8}{10}\times100=80$ [%]
B: 최대 6[kW] → $\frac{6}{10}\times100=60$ [%]

(2) 부하율 = (평균전력/최대전력)×100
A: $\frac{(2+6+8+2)\times6}{8\times24}\times100=56.25$ [%]
B: $\frac{(2+4+2+6)\times6}{6\times24}\times100=58.33$ [%]

(3) 부등률 = 각 부하 최대전력의 합/합성 최대전력. 12~18시(A 8)와 18~24시(B 6) 등을 합산해 합성 최대전력이 10[kW]가 되는 시간대 기준 → $\frac{8+6}{10}=1.4$

대칭분 합성식: $I_a=I_0+I_1+I_2$, $I_b=I_0+a^{2}I_1+aI_2$, $I_c=I_0+aI_1+a^{2}I_2$ (단 $a=1\angle{120^{\circ}}$).

(1) $I_a=1.8\angle{-159.17^{\circ}}+8.95\angle{1.14^{\circ}}+2.51\angle{96.55^{\circ}}=7.27\angle{16.23^{\circ}}$ [A]

(2) $I_b=1.8\angle{-159.17^{\circ}}+(1\angle{240^{\circ}})(8.95\angle{1.14^{\circ}})+(1\angle{120^{\circ}})(2.51\angle{96.55^{\circ}})=12.80\angle{-128.80^{\circ}}$ [A]

(3) $I_c=1.8\angle{-159.17^{\circ}}+(1\angle{120^{\circ}})(8.95\angle{1.14^{\circ}})+(1\angle{240^{\circ}})(2.51\angle{96.55^{\circ}})=7.23\angle{123.65^{\circ}}$ [A]

변압기 용량 $=\frac{\text{설비용량}\times\text{수용률}}{\text{부등률}\times\cos\theta}$ (역률 1).

(1) A군: $\frac{50\times0.6}{1.2}=25$ [kVA]
(2) B군: $\frac{30\times0.5}{1.2}=12.5$ [kVA]
(3) 고압간선 최대부하 = (변압기 용량 합)/변압기간 부등률 = $\frac{25+12.5}{1.3}=28.85$ [kW]

병렬운전 시 부하분담은 정격용량에 비례, %임피던스에 반비례.

$\frac{P_a}{P_b}=\frac{P_A/\%Z_a}{P_B/\%Z_b}=\frac{250/2.7}{200/3}=\frac{25}{18}$
분담비 큰 A변압기가 먼저 정격(250[kVA]) 도달.
이때 B의 분담 $P_b=\frac{18}{25}\times250=180$ [kVA].
∴ 합성 용량 $=250+180=430$ [kVA]

중성점 접지(고저압 혼촉 방지)에서 1초 초과 2초 이내 자동 차단장치 설치 시 접지저항 $R=\frac{300}{I_g}$ 이하.

$R=\frac{300}{I_g}=\frac{300}{100}=3$ [Ω] 이하