전기기사 실기 2020년 1회 기출유형문제 해설

Question 1

형광등을 벽면 위쪽 모서리에 숨겨 그 빛이 벽면을 직접 비추도록 한 건축화 조명 방식의 명칭은?

Accepted Answer

코니스 조명(cornice lighting) 천장과 벽이 맞닿는 모서리(코니스)에 광원을 숨기고 그 빛으로 아래쪽 벽면을 직접 비추는 방식이다.

Question 2

가공 송전선로(ACSR 전선)에 설치하는 댐퍼(damper)의 역할을 쓰시오.

Accepted Answer

전선에 바람이 스칠 때 생기는 미풍진동(aeolian vibration)을 흡수·억제해 지지점 부근의 피로 단선을 막는다.

Question 3

고압·특고압 전로에 피뢰기를 시설하는 개소 3가지를 쓰시오.

Accepted Answer

KEC 341.13의 피뢰기 시설 장소이다.

① 가공전선로에 접속되는 배전용 변압기의 고압측·특고압측
② 고압·특고압 가공전선로에서 공급받는 수용장소의 인입구
③ 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳

(이 외에 발전소·변전소 또는 이에 준하는 장소의 가공전선 인입구·인출구도 해당.)

Question 4

CT의 과전류 강도는 열적 과전류 강도와 기계적 과전류 강도로 나뉜다. 각각의 계산식을 쓰시오. (1) 열적 과전류 강도 (2) 기계적 과전류 강도

Accepted Answer

변류기(CT) 과전류강도는 정격1차전류에 대한 배수로 정의한다.

(1) 열적 과전류강도 : 통전시간 t[s] 동안 견디는 강도. 1초 기준 정격과전류강도

S_n

에서 환산.

S = \dfrac{S_n}{\sqrt{t}}

(정격과전류강도 ÷

\sqrt{\text{통전시간}}

)

(2) 기계적 과전류강도 : 단락전류의 전자기력에 견디는 강도. 단락전류를 정격1차전류로 나눈 배수.

S_m = \dfrac{I_s}{I_n}

(단락전류 ÷ 정격1차전류). 통상 열적 과전류강도의 약 2.5배 적용.

Question 5

전등을 3개소에서 점멸하기 위해 3로 스위치 2개와 4로 스위치 1개를 조합한다. 동작이 완전하도록 계통도 결선을 완성하시오.

Accepted Answer

3개소 점멸은 양 끝에 3로 스위치 2개, 가운데에 4로 스위치 1개를 직렬로 둔다.

결선 : 전원 → 첫 3로 스위치(공통단자 입력, 진행단자 2개) → 4로 스위치(진행선 2개를 교차/직진 절체) → 둘째 3로 스위치(진행단자 2개 입력, 공통단자 출력) → 전등 → 전원 귀로.

4로 스위치가 두 여행선(traveler)을 교차/직진으로 바꾸므로 어느 스위치를 눌러도 점멸된다. 개소를 더 늘리려면 두 3로 스위치 사이에 4로 스위치를 추가한다.

Question 6

다음은 22,900[V]를 수전하는 자가용 수전설비 도면이다. (도면: ASS → LA(E₀ 접지) → PF(전력퓨즈) → MOF → 3φ TR 500[kVA], 22,900/380/220[V], %Z=5[%]). 각 물음에 답하시오.
(1) ASS LOCK 전류의 최소값은 얼마이며, ASS의 LOCK 역할을 설명하시오.
(2) 도면에서 피뢰기의 정격전압과 피보호기 제1대상 기기는?
(3) 한류형 Fuse의 단점 2가지를 적으시오.
(4) 22.9[kV-Y] 선로용 MOF 변류기의 정격 과전류 강도는 정격 1차 전류 60[A] 이하일 때 ( ㉠ )배 이상, 75[A] 이하일 때 ( ㉡ )배 이상, 60[A] 초과일 때 ( ㉢ )배 이상의 것을 선정한다. ( )에 답하시오.
(5) 3상 단락전류와 2상 단락전류를 각각 계산하시오.

Accepted Answer

(1) ASS LOCK 전류 최소값 : 900[A] LOCK 역할 : 자동고장구분개폐기(ASS)의 제어부 기억(memory) 기능. 전원측 차단기나 리클로저가 1회 순시 동작해 정전되면 그 무전압 순간에 ASS를 개방해 고장구간을 분리한다. 사고전류가 LOCK 전류(900[A]) 이상이면 ASS가 록(lock)되어 무전압 시 개방된다. (2) 정격전압 : 18[kV] / 피보호기 제1대상 : 전력용 변압기(주변압기) (3) ① 재투입(재사용)이 불가능하다. ② 결상(단상) 보호능력이 없다. (그 밖에 한류 차단 시 큰 이상전압을 …

Question 7

건물 보수공사에서 32[W]×3 매입 개방형 형광등 30등을 32[W]×3 매입 루버형으로 교체하고, 20[W]×2 펜던트형 형광등 20등을 20[W]×2 직부 개방형으로 교체하였다. 철거되는 20[W]×2 펜던트형 등기구는 재사용한다. 천장 구멍 뚫기·취부테 설치·등기구 보강 작업은 계상하지 않으며, 공구손료 등을 제외한 직접 노무비만 계산하시오. (단, 인공계산은 소수점 셋째 자리까지 구하고, 내선전공 노임은 225,408원으로 한다.) [형광등 기구 설치 품(단위: 등, 적용직종: 내선전공)] 종 별 직부형 팬던트형 반매입 …

Accepted Answer

32[W]는 표의 40[W] 이하 항목을 적용한다.

① 설치 인공
32[W]×3 매입 루버형 (매입형 0.545 × 루버 1.1) :

0.545 \times 30 \times 1.1 = 17.985

[인]
20[W]×2 직부 개방형 (직부형 0.177) :

0.177 \times 20 = 3.54

[인]

② 철거 인공
32[W]×3 매입 개방형 철거 (×2 항목 매입형 0.415, 철거 30[%]) :

0.415 \times 30 \times 0.3 = 3.735

[인]
20[W]×2 펜던트형 재사용 철거 (팬던트 0.215, 재사용 철거 50[%]) :

0.215 \times 20 \times 0.5 = 2.15

[인]

③ 인공계 :

17.985 + 3.54 + 3.735 + 2.15 = 27.41

[인]

④ 직접 노무비 :

27.41 \times 225{,}408 = 6{,}178{,}433.28

[원]

정답 : 6,178,433.28[원]

Question 8

소선 지름 3.2[mm]인 경동연선의 총 소선 가닥수가 37가닥일 때, 연선의 바깥지름을 구하시오.

Accepted Answer

총 가닥수 N = 3n(n+1)+1 (n = 층수) ① 층수 : 37 = 3n(n+1)+1 → n(n+1)=12 → n = 3 (3층) ② 바깥지름 : D = (2n+1)\,d, d = 3.2 [mm] D = (2	imes 3 + 1)	imes 3.2 = 7 	imes 3.2 = 22.4 [mm] 정답 : 22.4[mm]

Question 9

그림은 변류기를 영상 접속해 잔류 회로에 지락계전기 DG를 삽입한 것이다. 선로전압 66[kV], 중성점은 300[Ω] 저항 접지, 변류비 300/5[A]이다. 송전전력 20,000[kW], 역률 0.8(지상)에서 a상에 완전 지락사고가 발생했다. 각 물음에 답하시오. (단, 부하의 정상·역상 임피던스 등 기타 정수는 무시한다.)
(1) 지락계전기 DG에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
(2) a상 전류계 A에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
(3) b상 전류계 B에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
(4) c상 전류계 C에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

Accepted Answer

(1) 지락전류 I_g = \dfrac{V/\sqrt{3}}{R} = \dfrac{66{,}000/\sqrt{3}}{300} = 127.02 [A] DG 전류 I_{dg} = I_g 	imes \dfrac{1}{CT비} = 127.02 	imes \dfrac{5}{300} = 2.12 [A] (2) 부하 선전류 I_l = \dfrac{20{,}000}{\sqrt{3}	imes 66 	imes 0.8} = 218.69 [A] = 174.95 - j131.22 [A] a상은 부하전류와 지락전류(실수분)가 합성 : I_a = \…

Question 10

차동계전기로 보호되는 Δ-Y 결선 30[MVA], 33/11[kV] 변압기가 그림과 같이 있다. 고장전류가 정격전류의 200[%] 이상에서 동작하는 계전기의 전류값은? (단, 1차측·2차측 CT 변류비는 각각 500/5[A], 2,000/5[A].)

Accepted Answer

차동계전기는 양측 CT 2차전류의 차로 동작한다. Δ측(1차) CT는 Y로, Y측(2차) CT는 Δ로 접속하므로 2차측에

\sqrt{3}

을 곱한다.

① 1차(33[kV] Δ측) CT 2차전류 :

i_1 = \dfrac{30\times 10^3}{\sqrt{3}\times 33}\times \dfrac{5}{500} = 5.25

[A]
② 2차(11[kV] Y측) CT 2차전류 :

i_2 = \dfrac{30\times 10^3}{\sqrt{3}\times 11}\times \dfrac{5}{2{,}000}\times \sqrt{3} = 6.82

[A]

③ 정격의 200[%]에서 동작하므로 동작전류 = 차전류 × 2 :

i = 2\,|i_1 - i_2| = 2\,|5.25 - 6.82| = 3.14

[A]

정답 : 3.14[A]

Question 11

3층 사무실 건물에서 3상 3선식 6,000[V]를 200[V]로 강압 수전하는 설비이다. 부하 설비가 표와 같을 때 참고자료를 이용해 답하시오. [표1] 동력 부하 설비 — 합계: 상용 동력 25.8[kW], 하계 동력 52.0[kW], 동계 동력 9.4[kW]. (난방: 보일러 펌프 6.0[kW]×1, 오일 기어 펌프 0.4[kW]×1, 온수 순환 펌프 3.0[kW]×1 / 공기 조화: 패키지 콤프레셔·콤프레셔 팬·냉각수 펌프=하계 45.0, 상용 16.5 등 / 급수배수: 양수 펌프 3.0 / 기타: 소화 펌프 5.5, 셔터…

Accepted Answer

(1) 온수 순환 펌프(3.0) 상시, 보일러·오일 기어(6.0+0.4) 수용률 60[%]: 3.0 + (6.0 + 0.4)	imes 0.6 = 6.84 [kW] (2) 역률 80[%], 피상 = 동력[kW] ÷ 0.8: 상용 \dfrac{25.8}{0.8} = 32.25 [kVA] / 하계 \dfrac{52.0}{0.8} = 65 [kVA] / 동계 \dfrac{9.4}{0.8} = 11.75 [kVA] (3) 총 설비용량 = (상용+하계 동력 피상) + 조명·콘센트 총 용량. 하계>동계이므로 하계 채택: 32.25 + 65 …

Question 12

그림과 같은 평형 3상 회로로 운전하는 유도전동기가 있다. 2개의 전력계 W₁, W₂와 전압계 V, 전류계 A를 접속하니 지시값이 W₁=2[kW], W₂=6.9[kW], V=200[V], I=30[A]였다. 답하시오.
(1) 이 유도전동기의 역률은 몇 [%]인가?
(2) 역률을 90[%]로 개선하려면 콘덴서는 몇 [kVA]가 필요한가?
(3) 이 전동기로 매분 20[m] 속도로 물체를 권상하면 몇 [ton]까지 가능한가? (단, 종합효율은 80[%]로 한다.)

Accepted Answer

2전력계법 : 유효전력 P = W_1 + W_2 = 8.9 [kW] (1) 역률 \cos	heta = \dfrac{W_1 + W_2}{\sqrt{3}\,VI} = \dfrac{(2+6.9)	imes 10^3}{\sqrt{3}	imes 200 	imes 30} = 0.8564 = 85.64 [%] (2) 콘덴서 용량 Q_c = P\left(\dfrac{\sqrt{1-0.8564^2}}{0.8564} - \dfrac{\sqrt{1-0.9^2}}{0.9}ight) = 8.9 	imes (0.6037 - 0.4843) = 1…

Question 13

가로 8[m], 세로 10[m], 방바닥에서 천장까지 높이 4.8[m]인 방에 조명기구를 천장 직부형으로 시설한다. 이 방의 실지수를 구하시오. (단, 작업면 책상 높이는 방바닥에서 0.8[m]이다.)

Accepted Answer

실지수 RI = \dfrac{X \cdot Y}{H(X+Y)} 등기구 높이 H = 천장높이 − 작업면높이 = 4.8 - 0.8 = 4.0 [m] (직부형이라 천장에 부착) RI = \dfrac{8 	imes 10}{4.0 	imes (8 + 10)} = \dfrac{80}{72} = 1.11 정답 : 1.11

Question 14

공칭 변류비가 100/5인 변류기가 있다. 1차·2차 전류를 측정하니 각각 250[A], 10[A]였다. 이 변류기의 비오차는 몇 [%]인가?

Accepted Answer

비오차 \varepsilon = \dfrac{	ext{공칭변류비} - 	ext{실제변류비}}{	ext{실제변류비}} 	imes 100 [%] 공칭변류비 = \dfrac{100}{5} = 20, 실제변류비 = \dfrac{250}{10} = 25 \varepsilon = \dfrac{20 - 25}{25}	imes 100 = -20 [%] 정답 : −20[%]

Question 15

그림과 같은 방전특성을 갖는 부하에 필요한 축전지 용량은 몇 [Ah]인지 구하시오. (단, 방전전류 I₁=200[A], I₂=300[A], I₃=150[A], I₄=100[A], 방전시간 T₁=130분, T₂=120분, T₃=40분, T₄=5분, 용량환산시간 K₁=2.45, K₂=2.45, K₃=1.46, K₄=0.45, 보수율 0.7을 적용한다.)

Accepted Answer

계단형 방전특성의 축전지 용량 : C = \dfrac{1}{L}\big[K_1 I_1 + K_2(I_2 - I_1) + K_3(I_3 - I_2) + K_4(I_4 - I_3)\big] [Ah] (L = 보수율) C = \dfrac{1}{0.7}\big[2.45	imes 200 + 2.45	imes(300-200) + 1.46	imes(150-300) + 0.45	imes(100-150)\big] = \dfrac{1}{0.7}\big[490 + 245 - 219 - 22.5\big] = \dfrac{493.5}{0.7} =…

Question 16

단상 변압기 500[kVA] 3대와 예비 변압기 500[kVA] 1대를 보유한 자가용 수용가에서 3상 부하를 운전하는 경우, 낼 수 있는 변압기 최대출력은 몇 [kVA]인가?

Accepted Answer

단상 변압기 3대 + 예비 1대 = 총 4대. 4대를 V결선 2뱅크로 운용하면 3상 부하에 최대출력을 낸다.

V결선 1뱅크 출력

= \sqrt{3}\times 500

[kVA], 2뱅크이므로

P = 2 \times \sqrt{3}\times 500 = 1{,}732.05

[kVA]

정답 : 1,732.05[kVA]

종 별	직부형	팬던트형	반매입 및 매입형
10[W] 이하×1	0.123	0.150	0.182
20[W] 이하×1	0.141	0.168	0.214
20[W] 이하×2	0.177	0.215	0.273
20[W] 이하×3	0.223	-	0.335
20[W] 이하×4	0.323	-	0.489
30[W] 이하×1	0.150	0.177	0.227
30[W] 이하×2	0.189	-	0.310
40[W] 이하×1	0.223	0.268	0.340
40[W] 이하×2	0.277	0.332	0.415
40[W] 이하×3	0.359	0.432	0.545
40[W] 이하×4	0.468	-	0.710
110[W] 이하×1	0.414	0.495	0.627
110[W] 이하×2	0.505	0.601	0.764

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