전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제 기출문제 해설 페이지

전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    1전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    차단기 명판에 BIL 150[kV], 정격 차단전류 20[kA], 차단시간 8사이클, 솔레노이드형으로 표기되어 있다. (단, BIL은 절연계급 20호 이상 비유효 접지계 기준.)

    (1) BIL의 뜻은?
    (2) 정격전압[kV]은?
    (3) 정격 차단용량[MVA]은?
    해설
    (1) BIL = 기준충격절연강도(Basic Impulse Insulation Level).
    표준충격전압파형(1.2×50[μs]) 파고값으로 나타낸 기기 절연강도 기준값.

    (2) BIL=5×절연계급+50 [kV]BIL = 5 \times 절연계급 + 50\,[kV]에서
    절연계급 =BIL−505=150−505=20 [호]= \dfrac{BIL - 50}{5} = \dfrac{150 - 50}{5} = 20\,[호]
    공칭전압 =절연계급×1.1=20×1.1=22 [kV]= 절연계급 \times 1.1 = 20 \times 1.1 = 22\,[kV]
    정격전압 =공칭전압×1.21.1=22×1.21.1=24 [kV]= 공칭전압 \times \dfrac{1.2}{1.1} = 22 \times \dfrac{1.2}{1.1} = 24\,[kV]

    (3) Ps=3 VnIs=3×24×20=831.38 [MVA]P_s = \sqrt{3}\,V_n I_s = \sqrt{3} \times 24 \times 20 = 831.38\,[MVA]

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    2전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    피뢰기 정격방전전류는 변전소 차폐 유무와 연간 뇌우일수에 좌우된다. 시설장소별 피뢰기 공칭방전전류를 표의 ①②③에 쓰시오.
    공칭 방전전류설치장소적용조건
    ①변전소154[kV] 이상의 계통 / 66[kV] 및 그 이하의 계통에서 Bank 용량이 3000[kVA]를 초과하거나 특히 중요한 곳 / 장거리 송전케이블(배전선로 인출용 단거리 케이블은 제외) 및 정전축전기 Bank를 개폐하는 곳 / 배전선로 인출측(배전 간선 인출용 장거리 케이블은 제외)
    ②변전소66[kV] 및 그 이하의 계통에서 Bank 용량이 3000[kVA] 이하인 곳
    ③선로배전선로
    해설
    ① 10000[A]
    ② 5000[A]
    ③ 2500[A]

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    3전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    그림처럼 변압기 2차를 단락하고 1차에 정격주파수 전압을 가해 단락시험을 한다. 슬라이닥스로 전압을 조정하며 임피던스 전압·와트를 측정할 때 답하시오.

    (1) KS 개방 전 슬라이닥스 위치는?
    (2) 전류계 지시값의 의미는?
    (3) 전력계 지시값의 의미는?
    (4) %Z=교류전압계지시값()×100 [%]\%Z = \dfrac{교류전압계지시값}{(\quad)} \times 100\,[\%] 식의 ( )는?
    문제이미지
    해설
    (1) 출력 0인 영(0)점. 전원 투입 시 과대전류를 막기 위함.

    (2) 1차 정격전류. 2차 단락에서 1차에 정격전류가 흐르도록 전압을 맞추므로.

    (3) 임피던스 와트(동손, 부하손). 정격전류 시 권선 저항손.

    (4) 1차 정격전압.
    %Z=임피던스전압1차정격전압×100 [%]\%Z = \dfrac{임피던스 전압}{1차 정격전압} \times 100\,[\%]이므로 ( ) = 1차 정격전압.

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    4전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    차단기의 정격전압과 차단시간[cycle] 표이다. 공칭전압에 맞는 정격전압과 차단시간을 빈 칸에 채우시오.
    공칭전압[kV]
    구분    		22.9154345
    차단기 정격전압[kV]( 1 )( 2 )( 3 )
    차단시간[cycle]( 4 )( 5 )( 6 )
    해설
    정격전압 = 공칭전압의 1.21.1\dfrac{1.2}{1.1}배.

    (1) 22.9×1.21.1=25.8 [kV]22.9 \times \dfrac{1.2}{1.1} = 25.8\,[kV]
    (2) 154×1.21.1=170 [kV]154 \times \dfrac{1.2}{1.1} = 170\,[kV]
    (3) 345×1.21.1=362 [kV]345 \times \dfrac{1.2}{1.1} = 362\,[kV] (계산상 ≒376이나 표준값 362[kV] 채택)

    차단시간(정격)
    (4) 5[cycle]
    (5) 3[cycle]
    (6) 3[cycle]

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    5전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    그림은 100[HP] 미만 고압전동기를 쓰는 고압수전설비 결선도이다. (단, 발전기 열효율 34.4[%].)

    (1) 계전기용 변류기를 차단기 전원측에 두는 것이 바람직한 이유는?
    (2) ZCT와 TC의 명칭은?
    (3) 접지개소 ①~⑤의 접지종별은?
    (4) 진상콘덴서의 방전코일 목적은?
    (5) 생략 가능한 부분은?
    문제이미지
    해설
    (1) 변류기를 차단기 전원측에 두면 차단기 자체 고장까지 보호범위에 들어와 보호범위가 넓어지므로.

    (2) ZCT: 영상변류기(Zero-phase-sequence Current Transformer)
    TC: 트립코일(Trip Coil)

    (3) 출제 당시(舊 판단기준) 기준
    ① 제1종 접지공사
    ② 제1종 접지공사
    ③ 제1종 접지공사
    ④ 제3종 접지공사
    ⑤ 제1종 접지공사

    (4) 콘덴서 개방 시 잔류전하를 방전해 감전사고 예방.

    (5) LA(피뢰기)용 DS(단로기). 22.9[kV-Y] 수전에서는 LA용 단로기 생략 가능.

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    6전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    가스절연개폐장치(GIS)의 장점과 단점을 쓰시오.
    해설
    [장점]
    ① 절연거리가 짧아 설치 면적이 작다.
    ② 조작 소음이 작다.
    ③ 전기적 충격·화재 위험이 적다.
    ④ 주위 환경(미관)과 잘 어울린다.
    ⑤ 설치 공기가 짧다.
    ⑥ 충전부 밀폐로 안전하고 보수·점검 주기가 길다.

    [단점]
    ① 밀폐형이라 내부를 직접 볼 수 없다.
    ② 내부 점검·부품 교환이 번거롭다.
    ③ 가스압력·수분 등을 엄중히 감시해야 한다.
    ④ 기기 가격이 비싸다.
    ⑤ 한랭지·산악지방에서는 SF6 가스 액화방지 대책이 필요하다.

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    7전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    반사율 ρ\rho, 투과율 τ\tau, 반지름 rr인 완전 확산성 구형 글로브 중심에 광도 II의 점광원을 켰을 때 광속발산도 식을 표현하시오.
    해설
    점광원 광속이 글로브 내면에서 반사·투과를 거듭해 외부로 방사되는 광속발산도 R은

    R=τIr2(1−ρ) [rlx]R = \dfrac{\tau I}{r^{2}(1-\rho)}\,[\mathrm{rlx}]

    여기서 τ\tau=투과율, ρ\rho=반사율, rr=글로브 반지름, II=점광원 광도.

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    8전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    참값 1.0183[V]를 측정했더니 1.0092[V]가 나왔다. (단, 소수점 넷째 자리까지)

    (1) 오차
    (2) 오차율
    (3) 보정(값)
    (4) 보정률
    해설
    (1) 오차 = 측정값 - 참값
    =1.0092−1.0183=−0.0091 [V]= 1.0092 - 1.0183 = -0.0091\,[V]

    (2) 오차율 =오차참값=−0.00911.0183=−0.0089= \dfrac{오차}{참값} = \dfrac{-0.0091}{1.0183} = -0.0089

    (3) 보정값 = 참값 - 측정값
    =1.0183−1.0092=0.0091 [V]= 1.0183 - 1.0092 = 0.0091\,[V]

    (4) 보정률 =보정값측정값=0.00911.0092=0.0090= \dfrac{보정값}{측정값} = \dfrac{0.0091}{1.0092} = 0.0090

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    9전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    그림과 같이 50[kW], 30[kW], 15[kW], 25[kW] 부하설비의 수용률이 각각 50[%], 65[%], 75[%], 60[%]일 때 변압기 용량[kVA]을 선정하시오. (단, 부등률 1.2, 종합 부하율 80[%])

    변압기 표준용량[kVA]: 25 / 30 / 50 / 75 / 100 / 150 / 200
    문제이미지
    해설
    변압기 용량 = 합성 최대수용전력 ÷ 종합 부하율.

    합성 최대수용전력 =∑(설비용량×수용률)부등률= \dfrac{\sum (설비용량 \times 수용률)}{부등률}

    변압기 용량 =50×0.5+30×0.65+15×0.75+25×0.61.2×0.8=70.750.96=73.7 [kVA]= \dfrac{50 \times 0.5 + 30 \times 0.65 + 15 \times 0.75 + 25 \times 0.6}{1.2 \times 0.8} = \dfrac{70.75}{0.96} = 73.7\,[kVA]

    ∴ 바로 위 표준용량 75 [kVA]75\,[kVA] 선정.

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    10전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    단자전압 3,000[V] 선로에 전압비 3,000/210[V] 승압기 2대를 접속해 40[kW], 역률 0.75 부하에 공급할 때 승압기 1대의 용량[kVA]은?
    해설
    승압 후 부하측 전압 E2=3000+210=3210 [V]E_2 = 3000 + 210 = 3210\,[V]
    부하 피상전력 Pa=400.75=53.33 [kVA]P_a = \dfrac{40}{0.75} = 53.33\,[kVA]

    부하전류 I2=Pa3 E2=53.33×1033×3210=9.59 [A]I_2 = \dfrac{P_a}{\sqrt{3}\,E_2} = \dfrac{53.33 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 3210} = 9.59\,[A]

    승압기 1대 자기용량 =e2I2=210×40×1033×3210×0.75=2.01 [kVA]= e_2 I_2 = 210 \times \dfrac{40 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 3210 \times 0.75} = 2.01\,[kVA]

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    11전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    길이 30[km] 3상 3선식 2회선 송전선로가 수전단 30[kV], 6,000[kW], 역률 0.8 3상 부하에 공급한다. 송전손실을 10[%] 이하로 하려면 전선 굵기는? (단, 고유저항 1/55 [Ω⋅mm2/m]1/55\,[\Omega \cdot mm^{2}/m], 굵기는 2.5, 4, 6, 16, 25, 35, 70, 90[mm²])
    해설
    2회선이므로 1회선당 손실 2Pℓ=6000×0.1  ⇒  Pℓ=6000×0.12=300 [kW]2 P_\ell = 6000 \times 0.1\;\Rightarrow\; P_\ell = \dfrac{6000 \times 0.1}{2} = 300\,[kW]

    1회선당 부하전류 I=P3 Vcos⁡θ=6000×1033×30×103×0.8×12=72.17 [A]I = \dfrac{P}{\sqrt{3}\,V\cos\theta} = \dfrac{6000 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 30 \times 10^{3} \times 0.8} \times \dfrac{1}{2} = 72.17\,[A]

    Pℓ=3I2RP_\ell = 3 I^{2} R에서 R=Pℓ3I2=300×1033×72.172=19.2 [Ω]R = \dfrac{P_\ell}{3 I^{2}} = \dfrac{300 \times 10^{3}}{3 \times 72.17^{2}} = 19.2\,[\Omega]

    단면적 A=ρLR=155×30×10319.2=28.41 [mm2]A = \rho \dfrac{L}{R} = \dfrac{1}{55} \times \dfrac{30 \times 10^{3}}{19.2} = 28.41\,[mm^{2}]

    ∴ 바로 위 표준 굵기 35 [mm2]35\,[mm^{2}] 선정.

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    12전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    제3고조파 유입 사고를 막기 위해 콘덴서 회로에 콘덴서 용량의 11[%]인 직렬 리액터를 설치했다. 콘덴서 정격전류(정상시) 10[A]일 때 투입 시 전류[A]는?
    해설
    리액터 리액턴스는 콘덴서 용량성 리액턴스의 11[%]이므로 XL=0.11XCX_L = 0.11 X_C.

    투입 시 돌입전류 I=In(1+XCXL)=In(1+XC0.11XC)=10×(1+10.11)=40.15 [A]I = I_n\left(1 + \sqrt{\dfrac{X_C}{X_L}}\right) = I_n\left(1 + \sqrt{\dfrac{X_C}{0.11 X_C}}\right) = 10 \times \left(1 + \sqrt{\dfrac{1}{0.11}}\right) = 40.15\,[A]

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    13전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    PLC 프로그램을 보고 답하시오.
    (단, ① LOAD: 시작 a접점, ② LOAD NOT: 시작 b접점, ③ AND: 직렬 a접점, ④ AND NOT: 직렬 b접점, ⑤ OR: 병렬 a접점, ⑥ OR NOT: 병렬 b접점, ⑦ OUT: 출력)
    스텝명령어번지
    1LOADP000
    2ORP010
    3AND NOTP001
    4AND NOTP002
    5OUTP010
    (1) 래더 다이어그램을 그리시오.
    (2) 출력의 논리회로를 그리시오.
    해설
    논리식: P010=(P000+P010)⋅P001‾⋅P002‾P010 = (P000 + P010)\cdot \overline{P001}\cdot \overline{P002}

    (1) 래더 다이어그램
    좌측 모선에 a접점 P000을 놓고, 그 아래로 출력 P010의 a접점을 병렬(OR) 자기유지 접속. 이어 b접점 P001(AND NOT), b접점 P002(AND NOT)를 직렬 연결한 뒤 출력코일 P010에 연결.

    (2) 논리회로
    P000과 P010을 입력으로 받는 OR 게이트 출력을, P001·P002를 각각 NOT(인버터)한 신호와 함께 3입력 AND 게이트에 넣고 그 출력을 P010으로 한다.
    즉 P010=(P000+P010)⋅P001‾⋅P002‾P010 = (P000 + P010)\cdot \overline{P001}\cdot \overline{P002}
    문제이미지

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    14전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    리액터 기동 정지 조작회로의 미완성 도면이다. 답하시오.

    (1) ① 부분의 미완성 주회로를 회로도에 직접 그리시오.
    (2) 제어회로의 ②③④⑤ 접점을 완성하고 기호를 쓰시오.
    (3) ⑥⑦⑧⑨에 들어갈 LAMP·계기의 그림기호를 그리시오. (예: 정지, 기동 및 운전, 과부하로 인한 정지)
    (4) 직입기동 시동전류가 정격전류의 6배인 전동기를 65[%] 탭 리액터 시동하면 시동전류는 약 몇 배인가?
    (5) 직입기동 시동토크가 정격토크의 2배였다면 65[%] 탭 리액터 시동 시 시동토크는 어떻게 되는지 설명하시오.
    문제이미지
    해설
    (2) 88M은 리액터 단락(전전압 운전)용, 88R은 리액터 기동용 전자접촉기.
    ② 88M-a(타이머 T로 동작하는 88M 보조 a접점)
    ③ 88M-b(88R 회로의 인터록 b접점)
    ④ 88R-a 또는 타이머 한시 a접점(T)
    ⑤ 88R-b(인터록 b접점)

    (3) ⑥ 적색등 R(정지 표시)
    ⑦ 녹색등 G(기동·운전 표시)
    ⑧ 황색등 Y(과부하 정지 표시)
    ⑨ 전류계 A

    (4) 리액터 기동 전류는 탭전압에 비례.
    시동전류 =6×0.65=3.9 [배]= 6 \times 0.65 = 3.9\,[배] (정격전류 기준)

    (5) 토크는 전압의 제곱에 비례하므로
    시동토크 =2×0.652=0.85 [배]= 2 \times 0.65^{2} = 0.85\,[배]
    정격토크의 2배이던 시동토크가 65[%] 탭 리액터 기동에서는 약 0.85배로 감소한다.
    문제이미지

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    15전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    피뢰기 접지공사 후 보조 접지 2개(A, B)를 시설해 접지저항을 측정했더니 본접지-A 86[Ω], A-B 156[Ω], B-본접지 80[Ω]이었다. 답하시오.

    (1) 피뢰기 접지저항값을 구하시오.
    (2) 접지공사 적합 여부와 이유를 설명하시오.
    해설
    (1) 콜라우슈 브리지(3극 접지저항 측정법)에서 본접지 E의 저항은
    RE=REA+REB−RAB2=86+80−1562=5 [Ω]R_E = \dfrac{R_{EA} + R_{EB} - R_{AB}}{2} = \dfrac{86 + 80 - 156}{2} = 5\,[\Omega]
    (REAR_{EA}=본접지-A=86, REBR_{EB}=B-본접지=80, RABR_{AB}=A-B=156)

    (2) 적합. 피뢰기 접지저항은 10[Ω] 이하여야 하는데 측정값 5[Ω]은 10[Ω] 이하이므로 적합.

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    16전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제
    주상변압기 2차측에 역률 0.6 단상 전동기 30[kW]와 역률 1 전열기 24[kW]가 접속되어 있다. 필요한 주상변압기 용량[kVA]은?
    해설
    각 부하의 유효·무효전력을 분리해 합성한다.

    유효전력 P=30+24=54 [kW]P = 30 + 24 = 54\,[kW]
    무효전력(전동기만, sin⁡θ=0.8\sin\theta = 0.8) Q=30×0.80.6=40 [kVar]Q = 30 \times \dfrac{0.8}{0.6} = 40\,[kVar]

    변압기 용량 Pa=P2+Q2=(30+24)2+(30×0.80.6)2=542+402=67.2 [kVA]P_a = \sqrt{P^{2} + Q^{2}} = \sqrt{(30 + 24)^{2} + \left(30 \times \dfrac{0.8}{0.6}\right)^{2}} = \sqrt{54^{2} + 40^{2}} = 67.2\,[kVA]

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