전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제 기출문제 해설 페이지

전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    1전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    무접점 논리회로(입력 A·B, NOT·AND·OR 조합, 출력 X)이다.

    (1) 회로 명칭을 쓰시오.
    (2) 출력 X 논리식을 쓰시오.
    (3) 진리표를 완성하시오.
    ABX
    00①
    01②
    10③
    11④
    문제이미지
    해설
    (1) 배타적 논리합 회로(Exclusive-OR, XOR)

    (2) X=A⋅B‾+A‾⋅BX = A \cdot \overline{B} + \overline{A} \cdot B

    (3) XOR 는 두 입력이 다를 때만 1.
    ① 0
    ② 1
    ③ 1
    ④ 0
    ABX
    000
    011
    101
    110

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    2전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    다음 요구사항을 만족하는 주회로·제어회로 미완성 결선도를 완성하시오. (접점 기호·명칭 정확히 표기.)

    【요구사항】
    · MCCB 투입 시 주회로·제어회로 전원 공급.
    · PB₁ 누르면 MC₁ 여자 → MC₁ 보조접점으로 RL 점등, 전동기 정회전.
    · PB₁ 떼도 MC₁ 자기유지로 정회전 지속.
    · 운전 중 PB₂ 누르면 연동으로 MC₁ 소자 → 전동기 정지·RL 소등. 동시에 MC₂ 자기유지로 역회전(역상제동), 타이머 여자·GL 점등.
    · 타이머 설정시간 후 역회전 정지·GL 소등. MC₁·MC₂ 보조접점으로 상호 인터록(동시 동작 불가).
    · 운전 중 과전류로 EOCR 동작 시 제어회로 전원 전부 차단·OL 만 점등.
    · EOCR 리셋 시 초기상태 복귀.
    문제이미지
    해설
    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.
    문제이미지

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    3전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    책임설계감리원이 설계감리 기성·준공 처리 시 발주자에게 내는 준공서류 중 감리기록서류 5가지를 쓰시오. (설계감리업무 수행지침 기준)
    해설
    감리기록서류 5가지:
    ① 설계감리일지
    ② 설계감리 지시부
    ③ 설계감리 기록부
    ④ 설계감리 요청서
    ⑤ 설계자와 협의사항 기록부

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    4전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    전동기에 개별 콘덴서 설치 시 생기는 자기여자현상에 대해 답하라.

    (1) 발생 이유
    (2) 현상
    해설
    (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.

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    5전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    그림은 변압기 내부고장 검출·보호 계전기 회로도이다. (TR 154/22.9 [kV], 40 [MVA], 1차 Y결선·2차 Δ결선. 1차측 CT₁ 비 200/5, 2차측 CT₂ 비 1500/5, 점선 내부에 A·B·C 3개 코일과 보상변류기, 전류 i₁·i₂ 가 흐름.)

    (1) 점선 내부 계전기 명칭을 쓰시오.
    (2) A, B, C 코일 명칭을 쓰시오.
    (3) B 코일에 흐르는 전류의 수식을 쓰시오.
    문제이미지
    해설
    (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.
    IB=∣i2−i1∣I_B = |i_2 - i_1| (또는 ∣i1−i2∣|i_1 - i_2|)
    정상·외부고장 시 i₁ ≈ i₂라 동작코일 전류가 0에 가까워 무동작, 내부고장 시 i₁ ≠ i₂가 되어 차전류로 동작한다.
    문제이미지

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    6전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    단상 3선식 110/220 [V] 건물에서 변압기 수전실로부터 50 [m] 떨어진 곳에 부하 집계표와 같은 분전반을 시설한다. 조건과 허용전류표로 답하라.

    【조건】
    · 전압변동률 2 [%] 이하
    · 전압강하율 2 [%] 이하(중성선 전압강하 무시)
    · 후강전선관 공사
    · 3선 모두 동일 전선
    · 부하 수용률 100 [%]
    · 후강전선관 내 전선 점유율 48 [%] 이내

    [표1] 허용전류표
    단면적[mm²]허용전류[A]전선관 1본 이하 수용 시[A]피복포함 단면적[mm²]
    6544832
    10756643
    161008858
    2513311788
    35164144104
    50198175163
    [표2] 부하 집계표
    회로번호부하명칭부하[VA]A분담[VA]B분담[VA]극수AFAT
    1전등2,4001,2001,20025015
    2전등1,40070070025015
    3콘센트1,0001,000-15020
    4콘센트1,4001,400-15020
    5콘센트600-60015020
    6콘센트1,000-1,00015020
    7팬코일700700-13015
    8팬코일700-70013015
    합계9,2005,0004,200
    (1) 간선의 공칭단면적 [mm²]을 선정하시오.
    (2) 후강전선관 굵기 [mm]를 선정하시오.
    (3) 간선 보호용 과전류차단기 용량(AF, AT)을 선정하시오.
    (4) 설비 불평형률 [%]을 구하시오.
    문제이미지
    해설
    (1) 간선 공칭단면적
    부하 큰 A상 기준, 허용 전압강하 e=110×0.02=2.2e = 110 \times 0.02 = 2.2 [V].
    A상 전류 IA=5,000110=45.45I_A = \dfrac{5{,}000}{110} = 45.45 [A]
    단상 3선식(중성선 전압강하 무시) 계수 17.8 적용:
    A=17.8×L×I1,000×e=17.8×50×45.451,000×2.2=18.39A = \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 2525 [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:
    πD24×0.48≥88×3\dfrac{\pi D^2}{4} \times 0.48 \ge 88 \times 3 → D≥88×3×4π×0.48=26.46D \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
    중성선과 각 전압선 간 부하차총부하×12×100=5,000−4,20012×9,200×100=17.39\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 [%]
    문제이미지

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    7전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    그림과 같은 2 : 1 로핑 기어레스 엘리베이터에서 적재하중 1,000 [kg], 속도 140 [m/min], 구동 로프 바퀴 직경 760 [mm], 기체 무게 1,500 [kg] 일 때 답하라. (평형율 0.6, 효율은 기어레스 1 : 1 로핑 시 85 [%], 2 : 1 로핑 시 80 [%].)

    (1) 권상 소요동력 [kW]을 계산하시오.
    (2) 전동기 회전수 [rpm]를 계산하시오.
    문제이미지
    해설
    (1) 권상 소요동력
    평형율(오버밸런스 보정계수) 0.6, 효율 0.8(2:1 로핑) 적용:
    P=4.9×β×W×V6,120×η=0.6×1,000×1406,120×0.8=17.16P = \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=2VπD=2×140π×0.76=117.27N = \dfrac{2V}{\pi D} = \dfrac{2 \times 140}{\pi \times 0.76} = 117.27 [rpm]
    답: 117.27 [rpm]

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    8전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    그림과 같이 20 [kVA] 단상변압기 3대로 45 [kW], 역률 0.8(지상) 3상 전동기 부하에 급전하는 배전선이 있다. 변압기 a, b 의 중성점 n 에 1선을 접속하고 n, a 사이에 동일 수의 전구를 점등하려 한다. 60 [W] 전구를 쓸 때 변압기가 과부하되지 않는 한도 내에서 몇 등까지 점등 가능한가?
    문제이미지
    해설
    변압기 1대 용량 20 [kVA]. 3상 부하 45 [kW], 역률 0.8 이므로 변압기 1대 분담 3상분 유효전력 453\frac{45}{3} [kW], 무효전력 453×0.60.8\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:
    202=(453+P)2+(453×0.60.8)220^2 = \left(\dfrac{45}{3} + P\right)^2 + \left(\dfrac{45}{3} \times \dfrac{0.6}{0.8}\right)^2
    P=202−(453×0.60.8)2−453=1.54P = \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 ΔP=1.54×32=2.31\Delta P = 1.54 \times \dfrac{3}{2} = 2.31 [kW].
    전구 1개 60 [W] 이므로:
    n=2.31×10360=38.4n = \dfrac{2.31 \times 10^3}{60} = 38.4 → 38등
    답: 38등

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    9전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    면적 100 [m²] 강당에 분전반을 설치한다. 단위면적당 부하 10 [VA/m²], 전류감소율 0.7 일 때 간선의 최소 허용전류는? (배전전압 220 [V].)
    해설
    총 부하용량 P=100×10=1,000P = 100 \times 10 = 1{,}000 [VA].
    전류감소율 0.7 보정 후 간선 최소 허용전류:
    I=PV×0.7=1,000220×0.7=6.49I = \dfrac{P}{V \times 0.7} = \dfrac{1{,}000}{220 \times 0.7} = 6.49 [A]
    답: 6.49 [A]

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    10전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    정격전압 6,000 [V], 정격출력 5,000 [kVA] 3상 교류발전기에서, 여자전류 300 [A] 일 때 무부하 단자전압 6,000 [V], 같은 여자전류에서 3상 단락전류 700 [A] 이다. 답하라.

    (1) 단락비를 구하시오.
    (2) 보기에서 골라 [ ] 안을 채우시오.
    [보기] 높다고, 낮다고, 크다고, 작다고
    단락비가 큰 기계는 치수가 ①, 가격은 ②, 철손·기계손이 ③, 안정도가 ④, 전압변동률은 ⑤, 효율은 ⑥ 이다.
    해설
    (1) 정격전류 In=5,000×1033×6,000=481.13I_n = \dfrac{5{,}000 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 6{,}000} = 481.13 [A]
    단락비 Ks=IsIn=700481.13=1.45K_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

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    11전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    폭 15 [m] 도로의 양쪽에 간격 20 [m] 로 대칭배열된 가로등이 점등되어 있다. 한 등의 전광속 3000 [lm], 조명율 0.45 일 때 도로면 평균조도는 몇 [lx]인가?
    해설
    대칭배열(맞보기 배열)이라 한 등이 담당하는 도로면적은 A=S×B2=20×152A = \dfrac{S \times B}{2} = \dfrac{20 \times 15}{2} [m²] (양쪽 배열이라 1/2).
    평균조도 E=F×U×NA=3,000×0.45×112×15×20=9E = \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]

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    12전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    전동기 결선도이다. (VCB 1차 수전, TR 3.3kV/380V, 모선에서 MCCB 분기로 7.5HP·15HP·20HP·25HP 3상 유도전동기와 CONTROL TR 연결, 25HP 전동기는 MC-M·MC-S·MC-D 로 Y-Δ 기동.)

    (1) 3상 유도전동기 20 [HP] 분기회로 케이블 선정 시 허용전류를 계산하시오.
    (2) 3상 유도전동기용 변압기 용량을 계산·선정하시오. [(1),(2)항 수용률 0.65, 역률 0.9, 효율 0.8.]
    (3) 25 [HP] 3상 농형 유도전동기 3선 결선도를 작성하시오.
    (4) CONTROL TR(제어용 변압기) 설치 목적은?
    문제이미지
    해설
    1 [HP] = 746 [W], 전압 380 [V], 3상.

    (1) 20 [HP] 정격전류
    In=20×746×0.653×380×0.9×0.8=20.46I_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:
    Ia=20.46×1.25=25.58I_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):
    PT=(7.5+15+20+25)×746×0.650.9×0.8=45.46P_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.
    문제이미지

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    13전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    154 [kV] 3상 2회선 수전 중 한 회선 휴전, 한 회선만 운전 중이다. 운전 회선과 휴전 회선 사이 정전용량 Cₐ = 0.0001 [μF/km], C_b = 0.0006 [μF/km], C_c = 0.0004 [μF/km], 대지 정전용량 C_s = 0.0048 [μF/km] 이다. 정전유도전압을 구하시오.
    해설
    병행 2회선에서 휴전선의 정전유도전압(상전압 기준):
    En=Ca(Ca−Cb)+Cb(Cb−Cc)+Cc(Cc−Ca)Ca+Cb+Cc+Cs×V3E_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}}
    =0.0001(0.0001−0.0006)+0.0006(0.0006−0.0004)+0.0004(0.0004−0.0001)0.0001+0.0006+0.0004+0.0048×154,0003= \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= 6{,}568.72 [V]
    답: 6,568.72 [V]

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    14전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제
    3상 3선식 380 [V] 회로에 부하가 접속되어 있다. 간선의 허용전류를 구하시오. (전동기 M₁ 3.75 [kW] cosθ=0.88, M₂ 2.2 [kW] cosθ=0.85, M₃ 7.5 [kW] cosθ=0.75, 전열부하 H 20 [A] 병렬 접속.)
    문제이미지
    해설
    각 전동기 전류를 유효·무효 성분으로 분해해 벡터 합산한다(380V, 3상).
    IM=3,7503×380×0.88(0.88−j1−0.882)+2,2003×380×0.85(0.85−j1−0.852)+7,5003×380×0.75(0.75−j1−0.752)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= 20.44 - j15.2 [A]
    전동기 전류 크기 ∣IM∣=20.442+15.22=25.47|I_M| = \sqrt{20.44^2 + 15.2^2} = 25.47 [A].
    전동기 부하 1.25배 여유, 전열부하(역률 1) 20 [A] 가산:
    Io=20.442+15.22×1.25+20=51.84I_o = \sqrt{20.44^2 + 15.2^2} \times 1.25 + 20 = 51.84 [A]
    답: 51.84 [A]

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