3상 유도전동기를 급속히 정지시키거나 감속시키고, 과속을 즉시 억제해야 할 때 가장 쉽고 효과적인 방법은 역전제동(플러깅)이다. 이는 전동기의 회전 방향과 반대되는 방향으로 회전자기장을 만들어 강한 제동 토크를 얻는 방식이다.

발전제동은 전동기를 발전기로 동작시켜 운동에너지를 저항에서 열로 소비하는 방식, 회생제동은 그 에너지를 전원측으로 되돌리는 방식, 와전류 제동은 와전류에 의한 제동력을 이용하는 방식으로, 역전제동에 비해 제동력이 즉각적이지 않거나 별도의 설비가 필요하다.

부하를 저속에서는 큰 토크로, 고속에서는 작은 토크로 구동하되 속도와 토크의 곱인 동력(출력)이 항상 일정하게 요구되는 부하를 정동력 부하라고 한다.

무거운 것을 저속으로, 가벼운 것을 고속으로 다루는 하역기계·권상기 등이 대표적인 정동력 부하의 예이며, 속도에 관계없이 토크가 일정한 정토크 부하나 속도가 일정한 정속도 부하와는 구분된다.

모든 방향으로 광도가 균일한 점광원의 경우, 반지름 r인 원형면 중심 바로 위 높이 h에서 그 원형면에 입사하는 전체 광속은 $F = 2\pi I(1-\cos\theta)$로 구할 수 있다. 여기서 $\theta$는 광원에서 원의 가장자리를 바라보는 각으로, $\tan\theta = \dfrac{r}{h} = \dfrac{1.5}{2} = 0.75$이므로 $\cos\theta = 0.8$이다.

따라서 $F = 2\pi \times 400 \times (1-0.8) \approx 502.7\ \mathrm{lm}$이고, 테이블의 면적은 $A = \pi r^2 = \pi \times 1.5^2 \approx 7.07\ \mathrm{m^2}$이다.

평균 조도는 $E_{av} = \dfrac{F}{A} \approx \dfrac{502.7}{7.07} \approx 71\ \mathrm{lx}$로 계산된다.

고체고분자형(SPEFC, 고분자전해질형) 연료전지는 고체 고분자막을 전해질로 사용하여 부식 문제가 적고, 다른 연료전지에 비해 전류밀도가 높으며 저온에서도 빠르게 기동할 수 있어, 자동차용 동력원이나 군사용 등 특수 이동형 전원으로 활용된다.

인산형(PAFC)은 약 200℃에서 동작하는 정치형 발전·열병합용이고, 용융탄산염형(MCFC)과 고체전해질형(SOFC)은 고온에서 동작하며 대용량 발전설비에 주로 사용되어, 자동차·군사용 등 소형·이동형 특수 목적에는 적합하지 않다.

$1\ \mathrm{kWh}$는 약 $860\ \mathrm{kcal}$에 해당하므로, $344\ \mathrm{kcal}$를 kWh로 환산하면 $\dfrac{344}{860} = 0.4\ \mathrm{kWh}$가 된다.

기관차의 최대 견인력은 동륜상 중량(점착중량)에 레일과 차륜 사이의 점착계수를 곱한 값으로 구한다.

$F = 90{,}000\ \mathrm{kg} \times 0.2 = 18{,}000\ \mathrm{kg}$

따라서 이 기관차가 낼 수 있는 최대 견인력은 18,000kg이다. 열차 자중 100t은 견인력 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

SCR(실리콘 제어 정류소자)는 PNPN 4층 구조로 3개의 PN 접합면을 가지며, 게이트 단자에 트리거(펄스) 신호가 인가되는 순간부터 도통을 시작해 애노드 전류가 유지 전류 이상인 동안 계속 도통 상태를 유지한다.

위상제어를 이용하면 점호각(제어각)을 조절하여 도통각을 결정하는데, 이때 제어각이 작을수록(빨리 점호할수록) 전류가 흐르는 도통각은 커진다. 이는 옳은 설명이다.

다만 SCR의 위상제어에 의한 최대 조절범위는 이론상 0°~180°까지 가능하므로, 조절범위를 0°~90°로 한정한 설명은 실제와 맞지 않아 틀린 내용이다.

n형 반도체는 순수 실리콘(4가 원소)에 5가 원소인 As(비소), P(인), Sb(안티모니)와 같은 불순물을 첨가하여 만든다. 이러한 불순물은 여분의 전자를 하나씩 내놓아 전도대에 자유전자를 늘려주는 도너(donor) 역할을 한다.

따라서 n형 반도체는 실리콘 내 전자의 수를 늘리기 위해 As, P, Sb과 같은 5가 불순물을 첨가한 것이라는 설명이 옳다.

반대로 Al, B, Ga과 같은 3가 원소를 첨가하면 정공(hole)을 늘리는 억셉터(acceptor)가 되어 p형 반도체가 되므로, 이는 n형이 아닌 p형 반도체에 대한 설명이다.

레이저 가열은 파장이 짧을수록 빛을 작은 스폿으로 집속할 수 있어 미세가공에 적합하고, 에너지를 원하는 부위에 집중적으로 고속 가열할 수 있으며, 출력(파워)과 조사 면적을 폭넓게 제어할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 레이저는 발진 과정에서 상당한 손실이 발생하여 전기-광 에너지 변환 효율이 낮은 편이며, 이 때문에 원격가공을 위해서는 별도의 광학계·집속계가 필요한 등 제약이 따른다. 따라서 "에너지 변환 효율이 높아 원격가공이 가능하다"는 설명은 실제 특성과 어긋나 틀린 내용이다.

비시감도(표준 분광 시감효율)는 인간의 눈이 빛의 파장별 밝기를 느끼는 정도를 나타내는 지표로, 명소시(밝은 곳) 조건에서 파장 약 555nm(황록색 계열)에서 최댓값을 가진다.

이보다 짧은 파장(청색 계열)이나 긴 파장(적색 계열)으로 갈수록 동일한 에너지에서도 사람이 느끼는 밝기는 낮아진다. 따라서 제시된 파장 중 555nm가 비시감도가 최대인 지점에 해당한다.

배전반·분전반은 유지보수를 위해 기구 및 전선을 쉽게 점검할 수 있어야 하고, 옥외에 시설하는 경우 빗물 등의 침입을 막기 위해 방수형을 사용해야 하며, 하나의 분전반에는 한 가지 전원(1회선의 간선)만 공급하는 것이 원칙이다.

반면 분전반의 정격은 그 분전반이 담당하는 간선의 용량을 안전하게 처리할 수 있어야 하므로, 최소간선용량 이상의 정격을 가져야 한다. 따라서 "최소간선용량보다는 작은 정격의 것이어야 한다"는 설명은 실제 시설기준과 반대되어 틀린 내용이다.

HID(High Intensity Discharge, 고휘도 방전) 램프는 방전 현상을 이용해 높은 광속을 얻는 광원으로, 고압 수은램프, 고압 나트륨램프, 메탈 할라이드램프 등이 대표적인 종류에 속한다.

반면 고압 옥소(요오드)램프는 텅스텐 필라멘트에 할로겐 가스를 봉입해 흑화를 억제하는 백열전구 계열(할로겐 전구)로, 방전 원리를 이용하는 HID 램프에는 해당하지 않는다.

새로 제작된 전구(백열전구)는 처음 점등할 때 필라멘트가 아직 안정화되지 않아 저항 및 발광 특성이 변동을 겪는데, 이를 안정화시키기 위해 일정 시간 점등을 유지하는 초기 처리 과정을 에이징(aging)이라 한다.

에이징을 거치면 필라멘트의 결정 구조와 저항이 안정되어 이후의 점등 특성(광속·수명 등)이 일정하게 유지된다.

변압기는 자속의 통로가 되는 철심(core), 전압을 유기하는 권선(winding), 권선을 외함 밖으로 안전하게 인출하는 부싱(bushing) 등으로 구성된다.

정류자(commutator)는 교류를 직류로 정류하기 위해 직류기(전동기·발전기)의 회전자에 설치되는 부품으로, 정지형 유도기기인 변압기에는 존재하지 않는다.

송전선로의 애자련은 계통전압이 높아질수록 요구되는 절연내력이 커지므로, 한 련을 구성하는 현수애자의 개수도 함께 늘어난다. 예를 들어 154kV 계통에서는 일반적으로 9~11개 정도의 현수애자를 사용한다.

공칭전압 345kV 계통은 이보다 훨씬 큰 절연내력이 필요하여 애자련이 길어지므로, 한 련을 이루는 현수애자는 대략 20개 안팎, 즉 18~20개 수준이 된다.

접지 저감제는 접지극 주변 토양의 저항률을 낮추어 접지저항을 줄이는 재료로, 사람과 설비에 안전해야 하고 접지 전극을 부식시키지 않아야 하며, 저항을 낮추기 위해 전기적으로 양도체여야 한다는 조건을 갖추어야 한다.

또한 시간이 지나도 효과가 유지되도록 지속성이 있어야 하는데, "지속성이 없을 것"이라는 설명은 이러한 구비조건과 반대되므로 틀린 내용이다.

아크용접기의 2차측에 사용하는 용접용 케이블의 굵기는 2차 정격전류와 정격사용률(duty rate)의 조합에 따라 시설기준의 표로 정해져 있다. 사용률이 낮으면 통전이 간헐적이어서 케이블의 실효적인 발열이 줄어들기 때문에, 같은 전류라도 상대적으로 가는 굵기가 허용된다.

2차 정격전류가 100A 이하이면서 정격사용률이 50%인 조건에서는 규정상 16mm² 굵기의 용접용 케이블을 시설하면 된다.

그림은 플로어덕트 배선의 평면 약식도다. 가운데 팔각형 정션박스를 중심으로 왼쪽·오른쪽·아래쪽 세 방향에는 플로어덕트가 실제로 접속되어 있고, 박스 위쪽 접속구 두 곳만 덕트가 붙지 않은 채 비어 있는데 그 빈 접속구를 가리키는 것이 ㉯이다.

블랭크 와셔(blank washer)는 정션박스의 덕트 접속구 중 실제로 덕트를 접속하지 않는 빈 구멍을 막아 주는 부속품이다. 콘크리트 타설 시 모르타르가 박스 안으로 흘러들거나 먼지·습기가 침입하는 것을 막아 배선을 보호한다.

덕트가 박스에 물려 들어가는 접속부(㉮)나 덕트끼리 잇는 자리(㉰)에는 커플링·접속기가 쓰이고, 덕트가 끝나는 자리(㉱)에는 덕트 엔드(끝맺음 부속)를 쓴다. 따라서 덕트가 접속되지 않고 비어 있는 정션박스 위쪽 개구부가 블랭크 와셔를 사용할 부분이다.

테이블 탭은 이동 사용을 전제로 하는 배선기구이므로, 여기에 사용하는 코드는 단면적 1.5mm² 이상이어야 하고 코드 끝에는 반드시 플러그를 부속시켜야 한다.

또한 코드가 지나치게 길어지면 전압강하나 손상의 우려가 커지므로, 이러한 이동전선용 코드의 최대 길이는 3m 이내로 제한하는 것이 시설기준이다.

발열체(전열선 등)는 고온에서 사용되므로 내열성이 크고, 용융·연화·산화가 일어나는 온도가 높아야 오래 사용할 수 있다. 또한 일정한 발열 특성을 유지하기 위해 저항률이 크고 온도계수가 작을 것, 가공이 쉽도록 연성·전성이 풍부할 것 등이 요구된다.

따라서 "용융, 연화, 산화 온도가 낮을 것"이라는 설명은 발열체가 고온에서 쉽게 손상된다는 뜻이 되어 실제 구비조건과 정반대이므로 틀린 내용이다.

전력량과 열량 사이에는 $1\ \mathrm{kWh} = 3600\ \mathrm{kJ}$의 환산 관계가 있고, $1\ \mathrm{kcal} \approx 4.186\ \mathrm{kJ}$이므로 이를 이용해 열량으로 환산하면 $\dfrac{3600}{4.186} \approx 860\ \mathrm{kcal}$가 된다.

즉, 전력량 1kWh를 열량으로 환산하면 약 860kcal에 해당한다.

부하가 선로에 균등하게 분포되어 있으면 송전단에서 말단으로 갈수록 전류가 직선적으로 줄어 말단에서는 0이 된다. 송전단 전류를 I, 선로 전체저항을 R, 전체 길이를 l이라 하면 송전단에서 거리 x 지점의 전류는 $I\left(1-\dfrac{x}{l}\right)$ 이고, 단위길이당 저항은 R/l이다.

미소구간의 전압강하를 전 구간에 걸쳐 적분하면 $e=\int_{0}^{l} I\left(1-\dfrac{x}{l}\right)\dfrac{R}{l}\,dx=\dfrac{1}{2}IR$ 이 된다. 즉 말단 전압강하는 같은 크기의 부하가 말단에 집중되었을 때의 1/2이다.

함께 정리해 둘 것은 전력손실로, 균등분포부하의 손실은 집중부하의 1/3($P_{\ell}=\dfrac{1}{3}I^{2}R$)이다. 전압강하 1/2, 전력손실 1/3로 짝지어 외워두면 두 값을 바꿔 쓰는 실수를 막을 수 있다.

화력발전소에서는 보일러에서 발생시킨 증기를 터빈에서 일로 변환한 뒤 복수기(condenser)에서 다시 물로 응축시키는데, 이 과정에서 증기가 가진 잠열의 상당 부분이 냉각수로 버려진다.

화력발전소의 열손실 항목(복수기 손실, 배기가스 손실, 소내동력, 송풍기 손실 등) 중에서 복수기에서의 손실이 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 알려져 있어, 화력발전의 전체 열효율을 제한하는 주된 요인이 된다.

가공송전선로의 전선은 바람에 의해 미소 진폭·고주파의 진동(아이올리안 진동)이 지속적으로 발생할 수 있으며, 이 진동이 누적되면 전선 지지점 부근에서 소선이 단선되는 피로파괴가 일어날 수 있다.

이를 방지하기 위해 전선에 댐퍼(damper)를 설치하여 진동 에너지를 흡수·감쇠시키는데, 이것이 댐퍼를 설치하는 주된 목적이다.

차단기(NFB, OCB, VCB 등)는 정상 전류는 물론 사고전류(단락전류 등)까지 차단할 수 있는 소호 능력을 갖추고 있다.

반면 DS(단로기, Disconnecting Switch)는 전류가 흐르지 않는 무부하 상태에서 전로를 개폐하기 위한 기기로, 아크를 소호할 능력이 없어 부하전류나 사고전류를 차단할 수 없다.

소호리액터 접지방식은 중성점과 대지 사이에 리액터를 삽입하여, 지락 시 선로의 대지 정전용량과 리액터의 인덕턴스가 병렬공진 상태를 이루도록 설계한 방식이다.

이 병렬공진에 의해 리액터를 통해 흐르는 지상전류와 선로의 대지 충전전류(진상전류)가 서로 상쇄되어, 지락전류(아크 지락전류)가 최소화 또는 소멸되는 효과를 얻는다.

수력발전소의 이론출력은 $P = 9.8\,Q\,H\ [\mathrm{kW}]$(Q: 사용수량 $\mathrm{m^3/s}$, H: 유효낙차 $\mathrm{m}$)로 나타낼 수 있다.

발전용량 $P=9800\ \mathrm{kW}$, 사용수량 $Q=10\ \mathrm{m^3/s}$를 대입하면 유효낙차는 $H = \dfrac{P}{9.8\,Q} = \dfrac{9800}{9.8 \times 10} = 100\ \mathrm{m}$로 계산된다.

같은 무효전력(콘덴서 용량)을 얻는 조건으로 두 결선을 비교한다. 선간전압을 V라 할 때 △결선 콘덴서에는 선간전압 V가 그대로 걸리므로 $Q_{\Delta}=3\,\omega C_{\Delta}V^{2}$ 이다.

반면 Y결선 콘덴서에는 상전압 $V/\sqrt{3}$ 만 걸리므로 $Q_{Y}=3\,\omega C_{Y}\left(\dfrac{V}{\sqrt{3}}\right)^{2}=\omega C_{Y}V^{2}$ 이다.

두 용량을 같게 두면 $3\omega C_{\Delta}V^{2}=\omega C_{Y}V^{2}$ 에서 $C_{Y}=3\,C_{\Delta}$, 즉 △결선에 필요한 정전용량은 Y결선의 1/3이다. 실무에서 역률 개선용 콘덴서를 △로 결선하는 이유가 바로 같은 용량을 1/3의 정전용량(더 작고 싼 콘덴서)으로 얻을 수 있기 때문이다.

순저항 부하이므로 역률은 1이고, 부하전력이 P(kW) = P×10³(W)이므로 선로전류는 $I=\dfrac{P\times 10^{3}}{E}\,[\mathrm{A}]$ 이다.

단상 2선식은 왕복 2가닥에서 손실이 나므로 선로손실은 $q=2I^{2}R=2I^{2}\dfrac{\rho l}{A}\,[\mathrm{W}]$ 이다.

이 식을 단면적 A에 대해 풀면 $A=\dfrac{2\rho l I^{2}}{q}=\dfrac{2\rho l}{q}\left(\dfrac{P\times 10^{3}}{E}\right)^{2}=\dfrac{2\rho l P^{2}}{q E^{2}}\times 10^{6}\,[\mathrm{mm^{2}}]$ 이다. 단상 2선식이라 계수 2가 붙고, P를 kW로 주었기 때문에 10⁶이 붙는다는 두 가지가 이 문제의 핵심이다(3상 3선식이면 계수가 3이 된다).

3상 선로에서 각 상의 대지 정전용량이나 인덕턴스가 서로 다르면 선로정수가 불평형해지고, 이로 인해 인접한 통신선에 정전유도·전자유도 장해가 발생하기 쉽다.

이를 개선하기 위해 선로 구간을 나누어 각 상의 배치(위치)를 순환시키는 연가(transposition)를 시행하면, 각 상의 선로정수가 평형을 이루게 되어 통신선에 대한 유도장해를 효과적으로 줄일 수 있다.

단상변압기 3대로 △-△결선을 하여 운전하던 중 1대가 고장으로 이탈하면, 남은 2대로 V-V결선을 구성해 3상 전력 공급을 계속할 수 있다.

V결선의 출력용량은 변압기 1대의 정격용량 $P_1$에 대해 $P_V = \sqrt{3}\,P_1$로 주어지므로, $P_V = \sqrt{3} \times 400 \approx 693\ \mathrm{kVA}$가 되어, 고장 전 △결선 용량($3 \times 400=1200\ \mathrm{kVA}$)보다는 작지만 약 693kVA까지 부하를 걸 수 있다.

직류송전은 선로에 리액턴스나 위상각이 존재하지 않아 이를 고려할 필요가 없고, 케이블 송전 시 유전체손이 발생하지 않아 장거리 케이블 송전에서 교류방식보다 유리하며, 선로의 절연 설계도 교류보다 용이하다는 장점이 있다.

또한 직류송전은 교류 계통과 달리 주파수나 위상에 구애받지 않고 연계할 수 있어, 오히려 주파수가 서로 다른 두 교류 계통을 연결하는 비동기 연계가 가능하다는 것이 직류송전의 대표적인 장점이다. 따라서 "비동기 연계가 불가능하다"는 설명은 실제 특성과 반대되므로 틀린 내용이다.

계기용변압기(PT)는 고압을 계기·계전기가 받을 수 있는 저압 신호로 변성하는 기기이며, 어느 계기나 계전기에도 공통으로 연결할 수 있도록 2차 정격전압을 110 V로 표준화해 두었다.
이 값은 1차 전압의 크기나 계통의 결선방식과 무관하게 정해지는 것이므로, 22.9 kV Y결선이라 하여 220 V로 올리거나 √3을 곱한 값을 쓰지 않는다.

직격뢰는 뇌격이 송전선 도체에 직접 떨어지는 경우로, 이를 막기 위해 전선(도체) 위쪽에 별도의 접지된 전선인 가공지선(shield wire)을 가설하여 뇌격을 가공지선 쪽으로 유도해 대지로 방류시킨다.

서지흡수기나 정전방전기는 유도뢰나 개폐서지 등 회로에 침입한 이상전압을 억제·방전하는 설비로, 직격뢰 자체를 막는 1차적인 방호설비로는 가공지선이 가장 적합하다.

동기조상기는 무부하로 운전되는 동기전동기로, 계자전류(여자)를 조정해 전압을 연속적으로 조정할 수 있다. 중부하 시에는 과여자로 운전하여 앞선(진상) 전류를, 경부하 시에는 부족여자로 운전하여 뒤진(지상) 전류를 계통에 공급함으로써 역률과 전압을 조정한다.

또한 동기조상기는 대용량 동기기이므로 무부하 상태의 선로에 전력을 공급하는 시충전(충전운전)이 가능하다. 따라서 "시충전이 불가능하다"는 설명은 실제 특성과 반대되어 틀린 내용이다.

송전계통에 발생하는 고조파는 변압기를 △결선으로 구성해 제3고조파 등의 순환경로를 만들어 억제하거나, 능동형 필터(active filter)나 무효전력 보상장치(STATCOM 등)를 설치해 고조파 성분을 상쇄·흡수하는 방법으로 저감한다.

반면 유도전압 조정장치(induction voltage regulator)는 선로의 전압 크기를 연속적으로 조정하기 위한 설비로, 고조파를 직접 제거하는 목적의 설비는 아니다.

계전기의 한시특성 중 순한시(instantaneous) 계전기는 정정치 이상의 전류가 흐르면 즉시 동작하고, 정한시(definite time) 계전기는 전류 크기와 무관하게 일정한 시간 후에 동작한다.

이에 비해 반한시(inverse time) 계전기는 동작전류가 클수록 동작시간이 짧아지는 특성을 가지므로, 사고전류가 클수록 더 빠르게 차단하여 설비를 보호하는 데 활용된다.

차단기의 정격 차단시간은 차단기에 트립(개극) 지령이 내려져 트립코일이 여자되는 시점부터, 접촉자가 개리되며 아크가 소호되어 전류 차단이 완료되는 시점까지의 시간으로 정의된다.

이는 개극시간(트립코일 여자~접촉자 개리)과 아크시간(접촉자 개리~아크 소호)을 합한 시간에 해당하며, 통상 3~8사이클 정도의 값을 가진다.

저압뱅킹방식은 하나의 배전용변압기가 아닌 여러 변압기의 2차측(저압측)을 저압선으로 연결해 공동으로 부하를 분담시키는 방식이다.

이 방식은 한 변압기(또는 그 보호장치)에서 고장이 발생하면 부하가 다른 인접 변압기로 옮겨가면서 과부하를 유발하고, 그 변압기의 보호장치가 연쇄적으로 차단되는 캐스케이딩(cascading) 현상이 일어날 우려가 있다.

선로의 총 정전용량은 $C = 0.01\ \mathrm{\mu F/km} \times 173.2\ \mathrm{km} = 1.732\ \mathrm{\mu F}$이다.

3상 선로의 1선당 충전전류는 상전압 $E = \dfrac{V}{\sqrt{3}} = \dfrac{60000}{\sqrt{3}} \approx 34641\ \mathrm{V}$를 이용해 $I_c = \omega C E = 2\pi \times 60 \times 1.732\times10^{-6} \times 34641 \approx 22.6\ \mathrm{A}$로 계산된다.

변압기 보호장치(비율차동계전기, 부흐홀츠계전기 등)는 변압기 내부·외부에서 발생한 사고를 신속히 검출해 변압기 자체 사고를 최소화하고, 절연내력 저하를 조기에 방지하며, 사고가 다른 계통 부분으로 확산되는 것을 막는 것을 주된 목적으로 한다.

반면 전압 불평형 개선은 부하 배분이나 무효전력 보상 등을 통해 이루어지는 것으로, 사고를 검출·차단하는 보호장치의 목적과는 직접적인 관련이 없다.

두 동기발전기를 병렬 운전할 때 기전력 크기는 같고 위상만 A가 B보다 앞서면, 두 기전력의 위상차로 인해 동기화력이 발생하고 이 힘이 유효전류인 동기화전류를 흐르게 하여 위상 차이를 줄이는 방향으로 작용한다. 이 순환전류로 인해 전기자 동손이 증가하고 과열의 원인이 될 수 있다.

반면 무효순환전류(고조파 포함)는 두 발전기의 기전력 크기(진폭)가 서로 다를 때 발생하는 현상으로, 위상차에 의해 발생하는 현상이 아니므로 이 경우에는 나타나지 않는다.

불평형 전압으로 3상 유도전동기를 운전하면 상전류가 불균형해져 전류(특히 최대상전류)는 증가하지만 발생 토크는 오히려 감소하며, 원선도를 작성하려면 무부하시험·구속시험과 1차 권선저항 측정이 필요하다. 또한 권선형 유도전동기의 회전자 3선 중 1선이 단선되면 동기속도의 절반(50%) 부근에서 더 이상 가속되지 못하는 게르게스현상이 나타난다.

그러나 농형 유도전동기는 구조가 간단하고 견고하지만, 회전자 저항을 조정할 수 없어 대형·고토크 용도보다는 중소형 전동기에 널리 사용된다. 오히려 회전자 저항 조정으로 기동특성 제어가 가능한 권선형이 대형 전동기에 주로 사용되므로, "농형이 권선형에 비해 대형전동기로 널리 사용된다"는 설명은 틀린 내용이다.

맥동률은 직류 출력전압에 포함된 교류분(리플)이 직류분에 대해 차지하는 비율로 정의되며, $\text{맥동률} = \dfrac{\text{교류분}}{\text{직류분}} \times 100\ (\%)$로 나타낸다.

직류분 전압 50V, 맥동률 3%인 경우 교류분은 $50 \times 0.03 = 1.5\ \mathrm{V}$로 계산된다.

저항부하를 갖는 단상 반파정류회로에서 직류분 전압과 입력 실효전압 E 사이에는 $E_d = \dfrac{\sqrt{2}\,E}{\pi} = 0.45E$의 관계가 있고, 다이오드에 걸리는 첨두역전압은 $\mathrm{PIV} = \sqrt{2}\,E$로 주어진다.

두 식에서 E를 소거하면 $\mathrm{PIV} = \pi E_d$가 되므로, 직류분 전압 200V를 대입하면 $\mathrm{PIV} = \pi \times 200 \approx 628\ \mathrm{V}$이다. 중간탭을 이용한 전파정류회로 역시 $E_d = 0.9E$, $\mathrm{PIV} = 2\sqrt{2}\,E$이므로 같은 관계가 성립해 결과는 동일하다.

동기발전기의 전기자 권선을 여러 슬롯에 나누어 감는 분포권으로 하면, 각 코일에서 발생하는 기전력의 고조파 성분이 서로 상쇄되어 기전력의 파형이 정현파에 가깝게 개선된다.

다만 분포권은 집중권에 비해 합성 유기기전력의 크기가 다소 작아지고(분포계수 감소), 누설 리액턴스도 집중권보다 작아지는 경향이 있어 난조 방지 효과나 리액턴스 증가와는 관련이 적다.

권선형 유도전동기는 비례추이 특성을 가져 2차 저항과 슬립의 비 $\dfrac{r_2}{s}$가 같으면 같은 토크를 낸다. 전부하시(슬립 5%)의 토크와 기동시($s=1$)의 토크가 같아지려면 $\dfrac{r_2}{s}=\dfrac{r_2+R}{1}$ 조건을 만족해야 한다.

이를 풀면 외부 삽입저항은 $R=r_2\left(\dfrac{1}{s}-1\right)=0.5\times\left(\dfrac{1}{0.05}-1\right)=0.5\times19=9.5\ \Omega$로 계산된다.

그림에서 위쪽 1은 3상 모선이고, 2와 4는 이 모선에 3선으로 접속되어 있으며 2·3·4는 커플링으로 하나의 축에 직결되어 있다.
3은 모선에 연결되어 있지 않고, 축 위에 브러시가 접한 원통형 정류자가 그려져 있으며 그 위아래 브러시에서 나온 두 가닥이 왼쪽으로 돌아가 축 위의 링을 거쳐 2로 들어간다.
이는 교류가 아니라 직류를 뽑아내어 다른 기기의 계자권선에 넣어 준다는 뜻이고, 동기발전기는 계자에 직류를 받아야만 자속을 만들 수 있다.
따라서 축에 직결되어 발전기 계자에 직류 여자전류를 공급하는 3은 여자기다.

3상(m상) 수은정류기에서 직류 평균 부하전류 $I_d$와 1상(1개 양극) 전류의 실효값 사이에는 $I_{a}=\dfrac{I_d}{\sqrt{m}}$의 관계가 성립한다. 여기서 m은 상수(3상이므로 3)이다.

주어진 값을 대입하면 $I_a=\dfrac{50}{\sqrt{3}}\approx28.9\ \mathrm{A}\approx29\ \mathrm{A}$로 계산된다.

직류기에서 전기각은 기계각에 극쌍수($\dfrac{P}{2}$)를 곱한 값이다. 즉 $\theta_{elec}=\theta_{mech}\times\dfrac{P}{2}$의 관계가 성립한다.

이를 반대로 기계각을 전기각으로 나타내면 $\theta_{mech}=\theta_{elec}\times\dfrac{2}{P}$가 되며, 극수가 2극일 때 전기각과 기계각이 일치하고 극수가 많아질수록 기계각 한 바퀴 동안 전기각이 여러 주기 반복된다.

2차 여자 제어는 유도전동기의 회전자(2차) 회로에 2차 주파수와 같은 주파수를 갖는 적당한 크기·위상의 전압을 외부에서 가해 슬립을 조정하는 속도제어법으로, 크레머 방식·셀비우스 방식 등이 대표적이다.

1차 전압 제어는 고정자 전압의 크기만 조정하는 방식이고, 2차 저항 제어는 저항값만 바꾸는 방식이며, 극수 변환 제어는 고정자 권선의 결선을 바꿔 극수를 변화시키는 방식이라 위상까지 맞춘 전압을 별도로 주입하는 방식과는 다르다.

직류발전기의 유기기전력은 $E=\dfrac{pZ\Phi N}{60a}$로 주어지며, 극수 p·도체수 Z·자속 Φ·회전수 N에는 비례하고 병렬회로수 a에는 반비례한다.

같은 자속·회전수·총 도체수 조건이라도 병렬회로수가 늘어나면 한 회로에 직렬로 연결되는 도체수가 $\dfrac{Z}{a}$로 줄어들어 기전력이 낮아진다.

손실이 없는 이상적인 변압기의 경우 무부하 여자전류는 순수 자화전류만으로 이루어지며, 이는 철심의 자속과 같은 위상을 갖는다.

반면 인가전압과 1차 유기기전력은 크기가 같고 위상이 180° 반대여서 90° 차이가 아니며, 자속은 인가전압보다 90° 뒤진다(앞서지 않는다). 또 1차 유기기전력과 2차 유기기전력은 서로 같은 위상이므로, 나머지 위상 관계 설명은 모두 옳지 않다.

동손은 전류의 제곱에 비례하는 손실이므로 $P_c=I^2R$로 나타낼 수 있다.

부하전류가 2배로 늘면 동손은 $2^2=4$배로 증가한다.

파권(wave winding)은 극수에 관계없이 병렬회로수 $a=2$이다. 분권발전기의 유기기전력식 $E=\dfrac{pZ\Phi N}{60a}$를 자속에 대해 정리하면 $\Phi=\dfrac{60aE}{pZN}$이다.

주어진 값을 대입하면 $\Phi=\dfrac{60\times2\times220}{4\times600\times600}=\dfrac{26400}{1440000}\approx0.0183\ \mathrm{Wb}$로 계산된다.

3상 변압기에서 한쪽이 Y결선, 다른 쪽이 Δ결선이면 상전압과 선간전압의 관계가 서로 달라 1차·2차 선간전압 사이에 위상차가 발생하며, 그 크기는 30°이다.

같은 결선(Y-Y 또는 Δ-Δ) 조합이면 위상차가 없고, Y-Δ 또는 Δ-Y 조합에서만 30°의 위상차가 나타난다.

철손은 히스테리시스손과 와전류손 두 가지로 구성되며, 저항손(동손)은 전기자 권선의 저항에 의한 손실로 철손과는 별개의 손실이다. 풍손 역시 회전 부분의 마찰에 의한 기계손이므로 철손이 아니다. 따라서 "철손에는 풍손과 와전류손 및 저항손이 있다"는 설명은 옳지 않다.

성층철심과 규소강판을 사용하는 것은 각각 와전류손과 히스테리시스손을 줄이기 위한 대표적인 방법으로, 나머지 설명들은 옳은 내용이다.

효율이 90%이므로 1차 입력은 $P_1=\dfrac{50}{0.9}\approx55.56\ \mathrm{kW}$이고, 2차 효율은 슬립을 이용해 $\eta_2=1-s=1-0.04=0.96=96\%$로 계산된다.

회전자입력(공극을 통과하는 2차 입력)은 $P_2=\dfrac{P_{out}}{1-s}=\dfrac{50}{0.96}\approx52.08\ \mathrm{kW}$가 되므로, 47.9kW라는 값은 실제 계산값과 맞지 않아 틀린 설명이다.

회전자동손은 $P_2-P_{out}\approx52.08-50\approx2.08\ \mathrm{kW}$로 옳게 제시되어 있다.

전부하에서 역률이 1이 되도록 계자전류를 맞춘 뒤, 공급전압과 계자전류를 그대로 두고 부하를 줄이면 감소된 부하에 비해 여자(계자전류)가 상대적으로 과여자 상태가 되어 전동기는 앞선(진상) 역률로 운전된다.

이 상태에서 부하가 더 줄어들수록 실제 부하 대비 과여자 정도가 커지므로, 역률은 1에서 점점 멀어져 낮아지는 경향을 보인다.

1차가 Y결선이므로 1차 상전압은 $\dfrac{3300}{\sqrt{3}}\approx1905.3\ \mathrm{V}$이다.

전압비 30:1을 적용하면 2차 상전압은 $\dfrac{1905.3}{30}\approx63.5\ \mathrm{V}$이며, 2차가 Δ결선이므로 상전압이 곧 선간전압이 되어 무부하 2차 선간전압은 약 63.5V이다.

한 상의 임피던스는 유도리액턴스와 용량리액턴스가 상쇄되어 $Z=10+j(15-5)=10+j10\,[\Omega]$ 이고, 그 크기는 $|Z|=\sqrt{10^{2}+10^{2}}=10\sqrt{2}\,[\Omega]$ 이다.

△결선에서는 상전압이 선간전압과 같으므로 상전류는 $I_{p}=\dfrac{200}{10\sqrt{2}}=10\sqrt{2}\,[\mathrm{A}]$ 이고, 선로전류는 상전류의 √3배이므로 $I_{\ell}=\sqrt{3}\times 10\sqrt{2}=10\sqrt{6}\approx 24.5\,[\mathrm{A}]$ 이다.

전력은 저항에서만 소비되므로 $P_{3}=3\,I_{p}^{2}R=3\times(10\sqrt{2})^{2}\times 10=3\times 200\times 10=6000\,[\mathrm{W}]$ 이다. 따라서 선로전류 10√6 A, 3상 전력 6000W가 된다.

그림 (a)는 4mH 인덕터와 5$\mu$F 커패시터의 병렬 회로, 그림 (b)는 L과 2$\mu$F 커패시터의 직렬 회로다.
역회로가 되려면 두 회로의 임피던스 곱이 주파수에 무관한 상수 $K^2$이어야 하고, 이때 대응 소자끼리 $\frac{L_1}{C_2}=\frac{L_2}{C_1}=K^2$의 관계가 성립한다.
(a)의 인덕턴스와 (b)의 커패시턴스로부터 $K^2=\frac{4\times 10^{-3}}{2\times 10^{-6}}=2000$이다.
따라서 $L=K^2 C_1=2000\times 5\times 10^{-6}=1\times 10^{-2}\,[H]=10\,[mH]$이다.

공간적으로 $\dfrac{2\pi}{n}$ [rad]씩 균등하게 벌려 배치한 n개의 코일에, 시간적으로도 $\dfrac{2\pi}{n}$ 씩 위상이 어긋난 대칭 n상 교류를 흘리면, 각 코일이 만드는 교번자계의 벡터합이 크기는 그대로인 채 회전하게 된다.

이때 합성 자계의 크기는 코일 하나가 만드는 최대 자계의 n/2배로 일정하고 각속도 ω로 회전하므로, 자계 벡터의 끝이 그리는 자취는 원형 회전자계가 된다.

반대로 각 상의 크기나 위상이 어긋난 비대칭 n상을 흘리면 정상분과 역상분이 함께 생겨 회전 위치에 따라 크기가 변하는 타원형 회전자계가 되고, 단상만 흘리면 회전하지 않는 교번자계가 된다. 대칭이면 원형, 비대칭이면 타원형으로 구분해 기억하면 된다.

2전력계법에서 한쪽 지시($P_1$)가 다른 쪽($P_2$)의 3배이면, 역률각은 $\tan\theta=\sqrt{3}\,\dfrac{P_1-P_2}{P_1+P_2}$ 식으로 구할 수 있다.

$P_1=3P_2$를 대입하면 $\tan\theta=\sqrt{3}\times\dfrac{3P_2-P_2}{3P_2+P_2}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\approx0.866$이 되어 $\theta\approx40.9^\circ$, 따라서 역률은 $\cos\theta\approx0.76$이다.

전압 $v=100\sqrt{2}\cos\left(314t-\dfrac{\pi}{6}\right)$ [V], 전류 $i=3\sqrt{2}\cos\left(314t+\dfrac{\pi}{6}\right)$ [A]이므로, 최대값을 √2로 나눈 실효값은 V = 100V, I = 3A이다.

두 파형의 위상차는 $\theta=\left(-\dfrac{\pi}{6}\right)-\left(+\dfrac{\pi}{6}\right)=-\dfrac{\pi}{3}$ 즉 크기로 60°이며(전류가 전압보다 60° 앞선 진상), 역률은 $\cos 60^{\circ}=0.5$ 이다. 진상·지상 여부는 유효전력 크기에 영향을 주지 않는다.

따라서 소비전력(유효전력)은 $P=VI\cos\theta=100\times 3\times 0.5=150\,[\mathrm{W}]$ 이다. 실효값 환산과 위상차 계산 두 단계만 정확히 하면 되는 문제로, 최대값 100√2·3√2를 그대로 곱하는 실수를 조심해야 한다.

주어진 함수는 $F(s)=\dfrac{1}{s(s+a)}$ 이다. 부분분수 전개를 하면 $\dfrac{1}{s(s+a)}=\dfrac{1}{a}\left(\dfrac{1}{s}-\dfrac{1}{s+a}\right)$ 로 두 개의 1차 항으로 분리된다. 계수 $\dfrac{1}{a}$ 는 극점 $s=0$ 과 $s=-a$ 에서의 유수가 각각 $\dfrac{1}{a}$, $-\dfrac{1}{a}$ 이기 때문에 나온다.

기본 변환쌍 $\dfrac{1}{s}\leftrightarrow u(t)$, $\dfrac{1}{s+a}\leftrightarrow e^{-at}$ 를 각각 적용하면 역변환은 $f(t)=\dfrac{1}{a}\left(1-e^{-at}\right)$ 가 된다.

검산하면 $t=0$ 에서 0, $t\to\infty$ 에서 $\dfrac{1}{a}$ 로 수렴하는데 이는 최종값 정리 $\lim_{s\to0}sF(s)=\dfrac{1}{a}$ 와 일치한다. 지수항 하나만 있는 형태는 정상값이 0이 되고, 계수 $\dfrac{1}{a}$ 가 빠진 $1-e^{-at}$ 형태는 정상값이 1, $a$ 가 분자에 곱해진 형태는 정상값이 $a$ 가 되어 모두 이 최종값 조건을 만족하지 못한다.

피상전력은 유효전력과 무효전력으로부터 $S=\sqrt{P^2+Q^2}=\sqrt{230^2+345^2}\approx414.6\ \mathrm{VA}$로 구할 수 있다.

전류는 $I=\dfrac{S}{V}=\dfrac{414.6}{115}\approx3.6\ \mathrm{A}$이다.

선로의 전파정수는 $\gamma=\alpha+j\beta=\sqrt{(R+j\omega L)(G+j\omega C)}$ 로 주어진다. 여기서 $\alpha$ 는 감쇠정수, $\beta$ 는 위상정수이다.

무손실 선로란 저항과 누설 컨덕턴스가 없는 선로, 즉 $R=0$, $G=0$ 인 경우다. 이를 대입하면 $\gamma=\sqrt{j\omega L\cdot j\omega C}=\sqrt{(j\omega)^2LC}=j\omega\sqrt{LC}$ 가 되어 실수부가 0인 순허수가 된다.

따라서 $\alpha=0$, $\beta=\omega\sqrt{LC}$ 이다. 손실이 없으니 진폭 감쇠가 일어나지 않아 감쇠정수가 0이 되고, 위상만 $\omega\sqrt{LC}$ 의 비율로 지연된다는 뜻이다. 참고로 무왜형 선로는 $RC=LG$ 조건에서 $\alpha=\sqrt{RG}$, $\beta=\omega\sqrt{LC}$ 가 되므로 두 조건을 구분해 두어야 한다.

시정수(τ)는 과도 기간 중 변화해야 할 양의 63.2%가 변화하는 데 걸리는 시간으로 정의되며, 단위는 초(sec)이다. 시정수가 클수록 정상상태에 도달하는 데 시간이 오래 걸리고, 작을수록 과도현상이 빨리 사라진다.

제시된 설명 중 "변화해야 할 양의 0.632%가 변화하는데 소요된 시간"이라는 표현은 63.2%를 잘못 옮긴 것이므로 틀린 설명이다.

공진 상태이므로 $X_L=X_C=100\ \Omega$이 되어 리액턴스 성분이 서로 상쇄되고, 회로의 임피던스는 저항 R만 남는다.

이때 흐르는 전류는 $I=\dfrac{E}{R}=\dfrac{100}{100}=1\ \mathrm{A}$이고, L의 단자전압은 $E_L=I\times X_L=1\times100=100\ \mathrm{V}$이다.

루프전달함수 $G(s)H(s)=\dfrac{K}{(s+1)(s+3)}$ 에 $s=j\omega$ 를 대입하면 분모가 $(1+j\omega)(3+j\omega)=(3-\omega^2)+j4\omega$ 로 정리된다.

이득여유는 허수부가 0이 되는 주파수(위상교차 주파수)에서 정의한다. 허수부 $4\omega=0$ 에서 $\omega=0$ 이므로 이때의 크기는 $|G(j0)H(j0)|=\dfrac{K}{3}$ 이다.

이득여유는 $GM=20\log_{10}\dfrac{1}{|GH|}=20\log_{10}\dfrac{3}{K}$ 이고, 여기에 20dB를 대입하면 $\dfrac{3}{K}=10$ 이 되어 $K=\dfrac{3}{10}=0.3$ 을 얻는다.

블록선도에서 전향경로가 $\frac{8}{(s+2)^{3}}$이고 부호가 음인 단위 궤환이므로, 이득을 $K$로 두면 특성방정식은 $(s+2)^{3}+K=0$이다.
$s=j\omega$를 넣으면 $(8-6\omega^{2}+K)+j(12\omega-\omega^{3})=0$이므로 허수부에서 $\omega^{2}=12$, 실수부에서 $K=6\omega^{2}-8=64$를 얻는다. 근궤적에서 가지가 허수축을 지나는 점에 $K=64$가 적혀 있는 것과 맞는다.
실제 이득은 분자의 8이며, $K=8$일 때의 근 $s=-4$와 $s=-1\pm j\sqrt{3}$가 그림에 표시되어 있다.
이득여유는 안정한계가 되는 이득과 현재 이득의 비이므로 $64/8=8$이다.

프로세스 제어계는 온도·압력·유량 등 공정량을 제어량으로 하며, 검출부는 제어량을 측정해 신호로 변환하는 요소이다. 노내 온도를 검출하는 대표적인 소자는 열전대(thermocouple)이다.

노(爐)는 제어대상, 밸브는 조작부, 증폭기는 신호를 처리·증폭하는 요소이므로 검출부로 보기 어렵다.

발문의 미분방정식은 $\ddot c(t)+5\dot c(t)+4c(t)=r(t)$ 이다. 상태변수를 $x_1=c(t)$, $x_2=\dot c(t)$ 로 잡으면 $\dot x_1=x_2$ 이고, 원식을 최고차 미분항에 대해 풀면 $\dot x_2=\ddot c=-4x_1-5x_2+r(t)$ 가 된다.

두 식을 $\dot X=AX+Br$ 형태로 묶으면 $A=\begin{bmatrix}0&1\\-4&-5\end{bmatrix}$, $B=\begin{bmatrix}0\\1\end{bmatrix}$ 이다. 이런 위상변수 표준형에서는 A의 첫 행이 $[0\ \ 1]$, 마지막 행이 특성방정식 계수를 부호를 바꿔 낮은 차수부터 나열한 형태가 된다.

검산하면 $|sI-A|=s^2+5s+4$ 로 원래 미분방정식의 특성방정식과 정확히 같다. 부호가 양수인 배열은 극점이 우반평면으로 가서 불안정해지고, −4와 −5의 자리가 뒤바뀐 배열은 $s^2+4s+5$ 가 되어 계수 5와 4의 대응이 어긋난다.

임펄스 입력 $r(t)=\delta(t)$ 의 라플라스 변환은 $R(s)=1$ 이므로 출력은 $C(s)=G(s)\cdot1=\dfrac{1}{s+a}$ 가 된다. 즉 임펄스응답은 전달함수를 그대로 역변환한 것이다.

역변환하면 $c(t)=e^{-at}$ 이므로 파형은 $t=0$ 에서 값이 1 이고 시간이 지나면서 0을 향해 지수적으로 단조 감소하는 곡선이 된다.

세로축 시작값이 $a$ 인 곡선은 $c(t)=ae^{-at}$, 즉 전달함수가 $\dfrac{a}{s+a}$ 인 계의 임펄스응답이고, 1의 값을 계속 유지하는 수평선은 $G(s)=\dfrac{1}{s}$ 처럼 극점이 원점에 있는 적분요소의 임펄스응답이며, 진동하며 감쇠하는 파형은 극점이 공액복소수인 2차 지연계의 응답이다. 극점이 $s=-a$ 하나뿐인 1차 지연계에서는 진동이 생기지 않는다.

그림은 천장에 매단 스프링(스프링상수 K)에 질량 M이 달리고 아래로 힘 f(t)가 작용하는 계로, 댐퍼(점성마찰)는 그려져 있지 않다.
변위를 y(t)라 하면 운동방정식은 $M\frac{d^2 y}{dt^2}+K\,y=f(t)$이다.
힘-전압 대응(직렬 등가)에서는 f↔v, 속도 $\frac{dy}{dt}$↔i 이므로 M↔L, K↔$\frac{1}{C}$, 점성마찰↔R로 옮겨가고, 전기계 방정식은 $L\frac{di}{dt}+\frac{1}{C}\int i\,dt=v(t)$가 된다.
즉 질량은 인덕턴스, 스프링은 커패시턴스로 바뀌며 마찰요소가 없으니 저항은 나타나지 않는다.
따라서 대응 회로는 저항 없이 C와 L만 직렬로 이어진 회로이다.

궤환(피드백) 제어는 출력을 입력측으로 되돌려 비교함으로써 정확성을 높이고, 계의 특성 변화에 대한 입력 대 출력비의 감도를 줄이며, 대역폭도 넓어지는 특징이 있다.

다만 출력을 검출해 되돌리는 요소(센서, 비교부 등)가 추가로 필요해 개루프 제어에 비해 구조가 복잡해지고 설치비가 늘어나므로, "구조가 간단하고 설치비가 저렴하다"는 설명은 궤환제어계의 특징이 아니다.

$s=j\omega$ 를 대입하면 $G(j\omega)=\dfrac{1}{0.005\,j\omega\,(1+j0.1\omega)^2}$ 이다. $\omega=10\,\mathrm{rad/s}$ 를 넣으면 앞항은 $0.005\times10=0.05$, 뒷항은 $1+j0.1\times10=1+j1$ 이 되고 그 크기는 $|1+j1|=\sqrt2$, 제곱하면 2이다.

따라서 $|G(j10)|=\dfrac{1}{0.05\times2}=10$ 이고, 이득은 $g=20\log_{10}10=20\,\mathrm{dB}$ 이다.

위상은 분모 각 요소의 각을 더한 뒤 부호를 바꿔 구한다. 분모의 $j\omega$ 항이 $-90^\circ$, $(1+j1)^2$ 항이 $-2\times45^\circ=-90^\circ$ 를 만들므로 전체 위상각은 $-180^\circ$ 가 된다. 적분요소 하나와 1차 지연요소 두 개가 각각 90°씩 지연을 만드는 구조다.

그림은 유접점 시퀀스 회로로, 접점 A와 B가 위·아래 같은 두 마디 사이에 나란히 걸려 병렬로 접속되어 있고 그 아래에 출력인 램프가 직렬로 이어져 있다.
병렬 접점은 A와 B 중 어느 하나만 닫혀도 회로가 이어져 출력이 나오므로 논리식은 $X=A+B$가 된다.
둘 다 열려 있을 때만 출력이 없으므로 이 회로는 OR 회로다.

연속시스템의 s평면 좌반면 안정 조건이 이산시스템에서는 z평면으로 사상되어, 특성방정식의 모든 근이 z평면의 단위원 내부에 위치할 때 시스템이 안정하다.

근이 단위원 위에 있으면 임계안정, 단위원 밖에 있으면 불안정으로 판별한다.

특고압을 옥내에 시설하는 경우(케이블트레이공사는 제외) 사용전압의 최대 한도는 100kV 이하로 제한된다. (출제 당시 기준)

제1종 접지공사의 접지극은 동결 깊이를 감안하여 지표면으로부터 75cm 이상의 깊이로 매설하도록 정하고 있다. (출제 당시 기준이며, 접지공사 종별 구분은 이후 KEC 개정으로 폐지되었다.)

저압 및 고압 가공전선의 높이는 도로를 횡단하는 경우 지표상 6m 이상, 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우 레일면상 6.5m 이상을 확보하도록 정하고 있다. (출제 당시 기준)

발전기 등의 보호장치 규정에서는 발전기에 과전류·과전압이 생긴 경우, 500kVA 이상 발전기 구동 수차의 압유장치 유압 저하, 2000kVA 이상 수차발전기의 스러스트 베어링 온도 상승 등에 대해 자동 차단장치 시설을 의무화한다.

다만 발전기 내부고장에 대한 자동차단 의무는 훨씬 큰 용량(10,000kVA 이상, 출제 당시 기준) 발전기에 적용되므로, 문항의 5,000kVA급 발전기 내부고장은 이 의무 대상에 해당하지 않는다.

전력계통의 일부가 계통전원과 전기적으로 분리된 상태에서 분산형전원에 의해서만 가압되는 상태를 단독운전(islanding)이라 하며, 이 경우 계통 보호와 안전을 위해 신속히 분산형전원을 계통에서 분리해야 한다.

샤워시설이 있는 욕실 등 인체가 물에 젖어 있는 상태에서 사용하는 콘센트에는 인체감전보호용 누전차단기를 시설해야 하며, 그 정격감도전류는 15mA 이하(동작시간 0.03초 이하의 전류동작형)로 정하고 있다. (출제 당시 기준)

발문 지문은 유희용 전차에 전기를 공급하는 전로의 사용전압 한도를 묻고 있다. 유원지·유회장 구내에 시설하는 유희용 전차 규정에서 전원장치(변압기) 2차측 단자의 최대사용전압은 직류는 60V 이하, 교류는 40V 이하로 정해져 있다.

따라서 Ⓐ에는 60, Ⓑ에는 40이 들어간다. 같은 크기의 전압이라도 교류가 인체에 미치는 위험이 더 크기 때문에 교류 쪽 허용값을 더 낮게 잡는다는 점을 함께 기억하면 두 숫자가 헷갈리지 않는다.

같은 조문에서 유희용 전차에 전기를 공급하기 위해 사용하는 변압기의 1차 전압은 400V 미만이어야 한다는 규정도 함께 출제되므로 60·40·400 세 숫자를 묶어 정리해 두는 것이 좋다.

중성점을 직접접지한 전로에 접속하는 변압기 중 사용전압이 100,000V(100kV) 이상인 것을 설치하는 곳에는 절연유가 구외로 유출되거나 지하로 침투하는 것을 방지하는 설비를 하도록 정하고 있다. (출제 당시 기준)

전로의 사용전압이 400V 미만인 옥내전로에서 절연저항 기준은 대지전압 구간별로 다르며, 대지전압이 150V를 넘고 300V 이하인 구간(문항의 220V가 이에 해당)의 절연저항 값은 0.2MΩ 이상이다. (출제 당시 기준이며, 현행 KEC는 전압 구분별 절연저항 기준이 다르게 규정되어 있다.)

전기울타리용 전원장치에 전기를 공급하는 전로의 사용전압은 250V 이하로 제한된다. (출제 당시 기준)

가반형(이동형) 용접전극을 사용하는 아크 용접장치에서 용접변압기의 1차측 전로 대지전압은 300V 이하로 제한된다. (출제 당시 기준)

22.9kV 중성선 다중접지식 특고압 가공전선로가 다른 특고압 가공전선로와 상호 접근·교차할 때의 이격거리는 사용 전선의 종류에 따라 달라진다. 어느 한쪽이라도 나전선이면 1.5m 이상, 양쪽 모두 특고압 절연전선이면 1.0m 이상, 한쪽이 케이블이고 다른 쪽이 케이블 또는 특고압 절연전선이면 0.5m 이상으로 정하고 있다.

문항은 양쪽 모두 케이블인 경우이므로 이격거리는 0.5m 이상이면 된다. (출제 당시 기준)

필댐 본체에 사용하는 토질재료는 묽은 진흙 상태가 아니고, 댐의 안정에 필요한 강도와 수밀성을 갖추며, 안정에 지장을 줄 팽창성·수축성이 없어야 한다. 아울러 유기물을 포함하지 않아야 하고 광물성분은 불용성이어야 한다.

따라서 "유기물을 포함하고 있으며 광물성분은 불용성일 것"이라는 설명은 유기물 포함을 요구하는 부분이 실제 요건과 반대되어 적합하지 않은 설명이다.

이 문항은 출제 당시 법령을 기준으로 한 문항입니다. 이후 관련 규정이 개정되어 현행 기준과 다를 수 있으니, 시험을 준비하실 때는 최신 법령을 함께 확인하시기 바랍니다.

특고압 가공전선이 도로 등과 교차하여 도로 상부에 시설되는 경우 함께 시설하는 보호망은 제1종 접지공사로 접지하도록 정하고 있다. (출제 당시 기준이며, 접지공사 종별 구분은 이후 KEC 개정으로 폐지되었다.)

2021년 개정 KEC 기준에 따르면 지중전선로를 직접매설식으로 시설할 때 매설 깊이는 차량 등 중량물의 압력을 받을 우려가 있는 장소에서는 1.0m 이상, 그러한 우려가 없는 장소에서는 0.6m 이상으로 정하고 있다.

문항은 압력을 받을 우려가 없는 장소를 물었으므로, 매설 깊이는 60cm 이상이면 된다.

특고압의 기계기구·모선 등을 옥외에 시설하는 변전소 구내에 취급자 이외의 사람이 들어가지 못하도록 하는 울타리·담 등의 높이는 2m 이상으로 정하고 있다. (출제 당시 기준)

이 문항은 출제 당시 법령을 기준으로 한 문항입니다. 이후 관련 규정이 개정되어 현행 기준과 다를 수 있으니, 시험을 준비하실 때는 최신 법령을 함께 확인하시기 바랍니다.

버스덕트 공사에서 저압 옥내배선에 사용하는 덕트는 접지공사를 하여야 하며, 사용전압 구간에 따라 접지공사의 종류가 나뉜다. 사용전압이 400V 미만인 경우에는 제3종 접지공사를 하도록 정하고 있다(출제 당시 기준).

사용전압이 400V 이상인 경우에는 특별 제3종 접지공사가 적용되며, 제1종·제2종 접지공사는 고압·특고압 기기의 외함이나 변압기 중성점 등 별도 용도에 적용되는 접지방식이라 이 문항의 저압 옥내배선용 버스덕트에는 해당하지 않는다.

애자사용공사에 사용하는 전선은 절연전선이어야 하지만, 옥외용 비닐절연전선(OW)과 인입용 비닐절연전선(DV)은 제외된다는 것이 원칙이므로, 인입용 비닐 절연전선을 사용한다는 서술은 틀린 내용이다.

나머지 항목들은 옳다. 전선 상호 간 간격은 6cm 이상, 조영재 윗면을 따라 시설할 때 지지점 간 거리는 2m 이하, 사용전압이 400V 미만인 경우 전선과 조영재의 이격거리는 2.5cm 이상으로 정해져 있다(출제 당시 기준).

철탑의 기초에 대한 안전율은 원칙적으로 상정하중에 대해 2.0 이상을 확보하도록 하고 있다.

다만 이상 시 상정하중이 가해지는 경우에는 이 기준이 완화되어 1.33 이상이면 되도록 정하고 있다(출제 당시 기준).

고압 가공인입선은 케이블을 사용하는 경우를 제외하면 원칙적으로 지표상 높이가 5m 이상이어야 한다.

다만 도로를 횡단하지 않는 등 일정 조건에서 전선 아래쪽에 위험표시를 한 경우에는 예외적으로 지표상 높이를 3.5m까지 감할 수 있도록 정하고 있다(출제 당시 기준).