전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제 기출문제 해설 페이지

전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    1전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    그림은 22.9[kV] 특고압 수전설비 단선결선도이다. 다음 물음에 답하시오.

    (1) DM의 명칭은?
    (2) 단로기(DS)의 정격전압은?
    (3) PF의 역할은?
    (4) SC의 역할은?
    (5) 22.9[kV]용 피뢰기(LA)의 정격전압은?
    (6) ZCT의 역할은?
    (7) GR의 역할은?
    (8) CB의 역할은?
    (9) 전압계 1대로 3상 전압을 측정하는 기기의 약호는?
    (10) 전류계 1대로 3상 전류를 측정하는 기기의 약호는?
    (11) OS의 명칭은?
    (12) MOF의 기능은?
    (13) 3.3[kV]측 차단기에 표기된 600[A]의 의미는?
    문제이미지
    해설
    (1) DM : 최대수요전력계(Demand Meter), 15분 평균전력의 최댓값 측정

    (2) 단로기 정격전압 : 25.8[kV]

    (3) PF(전력퓨즈) : 단락 등 고장전류를 차단해 후단을 보호, 부하전류는 통전

    (4) SC(전력용 콘덴서) : 무효전력 공급으로 역률 개선

    (5) 22.9[kV]용 피뢰기 정격전압 : 18[kV](다중접지 계통)

    (6) ZCT(영상변류기) : 지락 시 영상전류를 검출해 지락계전기에 공급

    (7) GR(지락계전기) : 영상전류가 정정값 이상이면 동작해 차단기 트립

    (8) CB(차단기) : 부하전류 개폐, 사고 시 단락·지락 등 고장전류 차단

    (9) VS(전압계용 전환개폐기)

    (10) AS(전류계용 전환개폐기)

    (11) OS : 유입개폐기(Oil Switch)

    (12) MOF(계기용 변성기) : PT·CT를 한 함에 담아 전압·전류를 변성해 전력량계에 공급

    (13) 600[A] : 차단기에 연속 통전 가능한 정격전류

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    2전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    다음 유접점 회로를 보고 물음에 답하시오. (Y₁ 코일 분기 = A접점과 Y₁ a접점이 병렬, 그 뒤에 B b접점 직렬. Y₂ 코일 분기 = Y₁ a접점 직렬.)

    (1) 논리식을 작성하시오.
    (2) 논리회로를 완성하시오.
    문제이미지
    해설
    자기유지(self-hold) 회로이다.
    · Y₁ : (A 또는 Y₁ 자기유지)가 ON이고 B b접점(B‾\overline{B})이 닫히면 여자
    · Y₂ : Y₁ a접점이 닫히면 여자

    (1) 논리식
    Y1=(A+Y1)⋅B‾Y_1 = (A + Y_1)\cdot \overline{B}
    Y2=Y1Y_2 = Y_1

    (2) 논리회로
    · Y₁ : A와 Y₁ 출력을 OR, 그 출력과 B‾\overline{B}를 AND한 뒤 Y₁로 되먹임(자기유지)
    · Y₂ : Y₁ 출력을 그대로 Y₂에 연결
    문제이미지

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    3전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    다음 진리표를 보고 물음에 답하시오.
    ABCY₁Y₂
    00000
    00101
    01001
    01100
    10001
    10111
    11011
    11110
    (1) 논리식을 작성하시오.
    (2) 유접점 회로를 완성하시오.
    (3) 논리회로를 완성하시오.
    해설
    (1) 출력이 1인 최소항을 모아 간소화한다.
    · Y₁ : 1 = (1,0,1),(1,1,0),(1,1,1). 모두 A=1, (B 또는 C)=1
    Y1=A(B+C)=AB+ACY_1 = A(B + C) = AB + AC
    · Y₂ : 1 = (0,0,1),(0,1,0),(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0). 카르노맵 간소화
    Y2=BC‾+B‾C+AB‾Y_2 = B\overline{C} + \overline{B}C + A\overline{B}
    (BC‾+B‾C=B⊕CB\overline{C} + \overline{B}C = B \oplus C 이므로 Y2=(B⊕C)+AB‾Y_2 = (B \oplus C) + A\overline{B} 로도 표기)

    (2) 유접점 회로
    · Y₁ : A a접점에 (B a접점 ∥ C a접점) 직렬
    · Y₂ : (B a·C b), (B b·C a), (A a·B b) 직렬군 3개를 병렬 연결

    (3) 논리회로
    · Y₁ : OR(B,C) → AND(A, OR출력)
    · Y₂ : AND₁(B, C̄), AND₂(B̄, C), AND₃(A, B̄)의 세 출력을 3입력 OR로 합성
    문제이미지

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    4전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    한국전기설비규정(KEC)에 따른 전선 식별(색상) 규정이다. 빈칸 ①~⑤를 채우시오.
    상(문자)색상
    L1①
    L2흑색
    L3②
    N③
    보호도체④
    해설
    KEC 121.2 전선 식별 색상
    ① L1 : 갈색
    ② L3 : 회색
    ③ N(중성선) : 청색
    ④ 보호도체(PE) : 녹색-노란색

    (정리) L1 갈색 / L2 흑색 / L3 회색 / N 청색 / 보호도체 녹색-노란색

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    5전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    다음 약호의 명칭을 쓰시오.

    (1) PEM (protective earthing conductor and a mid-point conductor)
    (2) PEL (protective earthing conductor and a line conductor)
    해설
    (1) PEM : 보호도체와 중간선(중간점 도체)을 겸한 도체 (보호도체겸용 중간선)

    (2) PEL : 보호도체와 선도체(상도체)를 겸한 도체 (보호도체겸용 선도체)

    참고 : PEN은 보호도체(PE)와 중성선(N)을 겸한 도체이며, PEM·PEL은 KEC가 정의한 보호도체 겸용 도체이다.

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    6전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    안전관리업무를 대행하는 전기안전관리자의 용량별 점검 횟수·간격 표이다. 빈칸 ①~⑩을 채우시오.
    구분용량별점검 횟수점검 간격
    저압1~300[kW] 이하월 1회20일 이상
    300[kW] 초과월 2회10일 이상
    고압이상1~300[kW] 이하월 1회20일 이상
    300[kW] 초과 ~ 500[kW] 이하월 ①회②일 이상
    500[kW] 초과 ~ 700[kW] 이하월 ③회④일 이상
    700[kW] 초과 ~ 1,500[kW] 이하월 ⑤회⑥일 이상
    1,500[kW] 초과 ~ 2,000[kW] 이하월 ⑦회⑧일 이상
    2,000[kW] 초과월 ⑨회⑩일 이상
    해설
    전기안전관리자의 직무 고시(고압 이상)
    ① 2 (월 2회)
    ② 10 (10일 이상)
    ③ 3 (월 3회)
    ④ 7 (7일 이상)
    ⑤ 4 (월 4회)
    ⑥ 5 (5일 이상)
    ⑦ 5 (월 5회)
    ⑧ 4 (4일 이상)
    ⑨ 6 (월 6회)
    ⑩ 3 (3일 이상)

    점검 횟수가 많아질수록 점검 간격은 짧아진다.

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    7전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    전력시설물 공사감리업무 수행지침 중 설계변경 및 계약금액 조정 관련 사항이다. 빈칸 ①, ②를 채우시오.

    「감리원은 설계변경 등에 따른 계약금액 조정 서류를 공사업자로부터 제출받아 검토·확인 후 감리업자에게 보고하고, 감리업자는 소속 비상주감리원에게 검토·확인하게 한 뒤 대표자 명의로 발주자에게 제출한다. 이때 변경설계도서의 설계자는 ( ① ), 심사자는 ( ② )이(가) 날인한다. 다만 대규모 통합감리는 설계자란에 실제 설계담당 감리원과 책임감리원이 연명 날인하고, 변경설계도서 표지양식은 사전에 발주처와 협의해 정한다.」
    해설
    전력시설물 공사감리업무 수행지침
    ① 책임감리원
    ② 비상주감리원

    설계자란은 책임감리원, 심사자란은 비상주감리원이 날인한다.

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    8전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    그림처럼 전류계 3개로 부하전력을 측정한다. 부하와 병렬로 저항 R이 접속되고, A₃=전체 전류, A₁=부하 전류, A₂=저항 R 전류이다. 지시값 A₁=7[A], A₂=4[A], A₃=10[A], R=25[Ω]일 때 다음을 구하시오.

    (1) 부하전력 P[W]
    (2) 부하역률
    문제이미지
    해설
    3전류계법 : 전체전류 A₃는 부하전류 A₁과 저항전류 A₂의 벡터합이므로 제2코사인법칙을 적용한다.

    (1) 부하전력
    P=R2(A32−A12−A22)P = \dfrac{R}{2}\left(A_3^{2} - A_1^{2} - A_2^{2}\right)
    =252(102−72−42)=252×35=437.5= \dfrac{25}{2}\left(10^{2} - 7^{2} - 4^{2}\right) = \dfrac{25}{2}\times 35 = 437.5 [W]

    (2) 부하역률
    cos⁡θ=A32−A12−A222 A1A2=352×7×4=0.625\cos\theta = \dfrac{A_3^{2} - A_1^{2} - A_2^{2}}{2\,A_1 A_2} = \dfrac{35}{2\times 7\times 4} = 0.625
    ∴ 역률 = 0.625 = 62.5[%]

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    9전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    3상 3선식 1회선 배전선로 말단에 늦은 역률 80[%]인 평형 3상 집중부하가 있다. 변전소 인출구 전압이 6600[V]일 때, 부하 단자전압을 6000[V] 이하로 떨어뜨리지 않기 위한 부하전력은 몇 [kW]인가? (단, 전선 1가닥당 저항 1.4[Ω], 리액턴스 1.8[Ω], 기타 선로정수는 무시한다.)
    해설
    3상 3선식 전압강하 근사식
    e=Vs−Vr=3 I (Rcos⁡θ+Xsin⁡θ)e = V_s - V_r = \sqrt{3}\,I\,(R\cos\theta + X\sin\theta)
    P=3 Vr Icos⁡θP = \sqrt{3}\,V_r\,I\cos\theta 에서 I=P3 Vrcos⁡θI = \dfrac{P}{\sqrt{3}\,V_r\cos\theta} 이므로
    e=P (Rcos⁡θ+Xsin⁡θ)Vrcos⁡θe = \dfrac{P\,(R\cos\theta + X\sin\theta)}{V_r\cos\theta}
    e=6600−6000=600e = 6600 - 6000 = 600 [V], cos⁡θ=0.8, sin⁡θ=0.6\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6
    Rcos⁡θ+Xsin⁡θ=1.4×0.8+1.8×0.6=2.2R\cos\theta + X\sin\theta = 1.4\times0.8 + 1.8\times0.6 = 2.2
    P=e Vrcos⁡θRcos⁡θ+Xsin⁡θ=600×6000×0.82.2=1,309,090P = \dfrac{e\,V_r\cos\theta}{R\cos\theta + X\sin\theta} = \dfrac{600\times 6000\times 0.8}{2.2} = 1{,}309{,}090 [W]
    ∴ P ≒ 1309.09[kW] (약 1309[kW])

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    10전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    전압 2300[V], 전류 43.5[A], 저항 0.66[Ω], 무부하손 1000[W]인 변압기에서 다음 효율을 구하시오.

    (1) 전부하 시 역률 100[%]와 80[%]
    (2) 반부하 시 역률 100[%]와 80[%]
    해설
    변압기 효율 η=PoutPout+Pi+Pc×100\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{out} + P_i + P_c}\times 100 [%]
    · 철손(무부하손) Pi=1000P_i = 1000 [W] — 부하율 무관
    · 전부하 동손 Pc=I2R=43.52×0.66=1248.9P_c = I^{2}R = 43.5^{2}\times 0.66 = 1248.9 [W]
    · 출력 Pout=m V Icos⁡θP_{out} = m\,V\,I\cos\theta(m=부하율), 동손은 m2Pcm^{2}P_c

    (1) 전부하(m=1)
    · 역률 100% : Pout=2300×43.5=100,050P_{out}=2300\times43.5=100{,}050, η=100050100050+1000+1248.9×100=97.80\eta=\dfrac{100050}{100050+1000+1248.9}\times100 = 97.80 [%]
    · 역률 80% : Pout=100050×0.8=80,040P_{out}=100050\times0.8=80{,}040, η=8004080040+1000+1248.9×100=97.27\eta=\dfrac{80040}{80040+1000+1248.9}\times100 = 97.27 [%]

    (2) 반부하(m=0.5), 동손 =0.52×1248.9=312.2=0.5^{2}\times1248.9 = 312.2 [W]
    · 역률 100% : Pout=0.5×100050=50,025P_{out}=0.5\times100050=50{,}025, η=5002550025+1000+312.2×100=97.44\eta=\dfrac{50025}{50025+1000+312.2}\times100 = 97.44 [%]
    · 역률 80% : Pout=50025×0.8=40,020P_{out}=50025\times0.8=40{,}020, η=4002040020+1000+312.2×100=96.83\eta=\dfrac{40020}{40020+1000+312.2}\times100 = 96.83 [%]

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    11전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    지표면상 10[m] 높이 수조에 초당 1[m³]의 물을 양수하는 펌프용 전동기에 단상 변압기 2대를 V결선해 3상 전력을 공급한다. 펌프 효율 70[%], 펌프축 동력에 20[%] 여유를 둘 때 답하시오. (3상 농형 유도전동기 역률은 100[%]로 본다.)

    (1) 펌프용 전동기 소요동력[kW]
    (2) 변압기 1대의 용량[kVA]
    해설
    (1) 펌프 전동기 소요동력
    P=9.8 Q Hη (1+α)P = \dfrac{9.8\,Q\,H}{\eta}\,(1+\alpha) (Q[m³/s], H[m], η=펌프효율, α=여유율)
    =9.8×1×100.7×1.2=168= \dfrac{9.8\times 1\times 10}{0.7}\times 1.2 = 168 [kW]

    (2) 변압기 1대 용량
    역률 100%이므로 전동기 소요 피상전력 = 168[kVA].
    V결선 3상 출력 PV=3 P1P_V = \sqrt{3}\,P_1 (P₁=변압기 1대 용량)에서
    P1=1683=96.99P_1 = \dfrac{168}{\sqrt{3}} = 96.99 [kVA]
    ∴ 변압기 1대 용량 ≒ 97[kVA]

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    12전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    아래 전력계통의 각 부분 %임피던스는 그림과 같으며 모두 10[MVA] 기준용량 환산값이다. 차단기 a의 단락용량[MVA]을 구하시오. (G₁: 발전기 5%+변압기 4%로 차단기 a를 거쳐 좌측 모선에 연결. 좌측 모선에서 상·하 2회선 선로(각 2%, 차단기 b·d / c·e)로 우측·중간 모선에 연결, 두 모선은 차단기 f로 연결. 우측 모선에 G₂(5%+4%, 차단기 g), 중간 모선에 G₃(5%+4%, 차단기 h) 접속.)
    문제이미지
    해설
    기준용량 10[MVA]. %임피던스를 합성한다.
    · G₁ 측 : 5% + 4% = 9%
    · G₂ 측 : 5% + 4% = 9%, G₃ 측 : 5% + 4% = 9%
    · 두 선로(각 2%)가 좌측 모선과 우측·중간 모선을 연결하고 차단기 f가 우·중간 모선을 등전위로 묶으므로, 좌측 모선에서 본 선로 합성 = 2% ∥ 2% = 1%
    · G₂·G₃ 병렬 = 9% ∥ 9% = 4.5%
    · 선로+발전기측 = 1% + 4.5% = 5.5%
    차단기 a에서 본 전체 합성 %임피던스(G₁측과 계통측 병렬)
    %Z=9×5.59+5.5=3.414\%Z = \dfrac{9 \times 5.5}{9 + 5.5} = 3.414 [%]
    단락(차단)용량
    Ps=100%Z×Pn=1003.414×10=292.93P_s = \dfrac{100}{\%Z}\times P_n = \dfrac{100}{3.414}\times 10 = 292.93 [MVA]
    ∴ 차단기 a 단락용량 ≒ 293[MVA]

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    13전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    다음 표를 이용해 합성최대전력을 구하시오.
    ABCD
    설비용량[kW]10202030
    수용률0.80.80.60.6
    부등률1.3
    해설
    최대수용전력 = 설비용량 × 수용률
    · A : 10×0.8 = 8[kW]
    · B : 20×0.8 = 16[kW]
    · C : 20×0.6 = 12[kW]
    · D : 30×0.6 = 18[kW]
    합 = 8+16+12+18 = 54[kW]
    합성최대전력
    P=∑(설비용량×수용률)부등률=541.3=41.54P = \dfrac{\sum(\text{설비용량}\times\text{수용률})}{\text{부등률}} = \dfrac{54}{1.3} = 41.54 [kW]
    ∴ 합성최대전력 ≒ 41.54[kW]

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    14전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    다음 불평형 전압 조건으로 영상분·정상분·역상분 전압[V]을 구하시오. (Vₐ=7.3∠12.5°, V_b=0.4∠−100°, V_c=4.4∠154°, 상순 a-b-c)

    (1) 영상분 전압
    (2) 정상분 전압
    (3) 역상분 전압
    해설
    a=1∠120∘a = 1\angle 120^\circ 연산자로 대칭분 분해(상순 a-b-c)

    (1) 영상분 전압
    V0=13(Va+Vb+Vc)V_0 = \dfrac{1}{3}(V_a + V_b + V_c)
    =13(7.3∠12.5∘+0.4∠−100∘+4.4∠154∘)≈1.47∠45.1∘= \dfrac{1}{3}(7.3\angle12.5^\circ + 0.4\angle{-100^\circ} + 4.4\angle154^\circ) \approx 1.47\angle45.1^\circ [V]

    (2) 정상분 전압
    V1=13(Va+aVb+a2Vc)V_1 = \dfrac{1}{3}(V_a + a V_b + a^{2} V_c)
    ≈3.97∠20.5∘\approx 3.97\angle20.5^\circ [V]

    (3) 역상분 전압
    V2=13(Va+a2Vb+aVc)V_2 = \dfrac{1}{3}(V_a + a^{2} V_b + a V_c)
    ≈2.52∠−19.7∘\approx 2.52\angle{-19.7^\circ} [V]

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    15전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    폭 15[m] 도로 양쪽에 간격 20[m]로 대칭배열된 가로등이 점등되어 있다. 한 등의 전광속 8000[lm], 조명률 45[%]일 때 도로의 조도를 계산하시오.
    해설
    양쪽 대칭배열에서 가로등 1등이 담당하는 면적은 (간격 × 도로폭)의 절반이다.
    A=S×W2=20×152=150A = \dfrac{S \times W}{2} = \dfrac{20 \times 15}{2} = 150 [m²]
    조도
    E=F U NA=8000×0.45×1150=24E = \dfrac{F\,U\,N}{A} = \dfrac{8000 \times 0.45 \times 1}{150} = 24 [lx]
    ∴ 도로 조도 = 24[lx]
    (보수율이 주어지지 않아 1로 본다.)

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    16전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    수전전압 6600[V], 가공전선로 %임피던스 58.5[%], 수전점 3상 단락전류 8000[A]일 때, 기준용량과 수전용 차단기 정격차단용량을 구하시오. (차단기 정격용량[MVA]은 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 250, 300, 400, 500에서 선정한다.)

    (1) 기준용량
    (2) 차단용량
    해설
    (1) 기준용량
    Is=100%Z InI_s = \dfrac{100}{\%Z}\,I_n 에서
    In=%Z100 Is=0.585×8000=4680I_n = \dfrac{\%Z}{100}\,I_s = 0.585 \times 8000 = 4680 [A]
    Pn=3 V In=3×6600×4680=53,499,585P_n = \sqrt{3}\,V\,I_n = \sqrt{3}\times 6600 \times 4680 = 53{,}499{,}585 [VA] ≒ 53.5[MVA]

    (2) 정격차단용량
    차단기 정격전압은 7.2[kV](6.6kV 계통)
    Ps=3 Vn Is=3×7200×8000=99,766,000P_s = \sqrt{3}\,V_n\,I_s = \sqrt{3}\times 7200 \times 8000 = 99{,}766{,}000 [VA] ≒ 99.77[MVA]
    표에서 이보다 큰 표준값 선정 → 100[MVA]
    ∴ 정격차단용량 = 100[MVA]

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    17전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    그림처럼 접속된 3상 3선식 고압 수전설비에서 변류기(CT) 2차 전류가 항상 4.2[A]였다. 수전전력[kW]을 구하시오. (단, 수전전압 6600[V], 변류비 50/5[A], 역률 100[%])
    문제이미지
    해설
    CT 2차 전류로 1차(선)전류를 환산한다.
    변류비 505=10\dfrac{50}{5} = 10 이므로
    I1=I2×505=4.2×10=42I_1 = I_2 \times \dfrac{50}{5} = 4.2 \times 10 = 42 [A]
    3상 수전전력(역률 100%)
    P=3 V I1cos⁡θ=3×6600×42×1=480,124P = \sqrt{3}\,V\,I_1\cos\theta = \sqrt{3}\times 6600 \times 42 \times 1 = 480{,}124 [W]
    ∴ 수전전력 ≒ 480.12[kW]

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    18전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제
    5000[kVA] 변전설비를 갖춘 수용가가 현재 5000[kVA], 역률 75[%](지상) 부하를 공급하고 있다.

    (1) 1000[kVA] 전력용 콘덴서 연결 시 개선되는 역률은?
    (2) 콘덴서 연결 후 역률 80[%](지상) 부하를 추가해 변압기 전용량까지 사용할 때 증가시킬 수 있는 유효전력은 몇 [kW]인가?
    (3) 이때 종합역률[%]은?
    해설
    현재 부하 : S1=5000S_1 = 5000 [kVA], cos⁡θ1=0.75\cos\theta_1 = 0.75
    · P1=5000×0.75=3750P_1 = 5000\times0.75 = 3750 [kW]
    · Q1=5000×sin⁡θ1=5000×0.6614=3307.2Q_1 = 5000\times\sin\theta_1 = 5000\times0.6614 = 3307.2 [kVar]

    (1) 콘덴서 1000[kVA] 연결 후(무효 1000 감소)
    Q1′=3307.2−1000=2307.2Q_1' = 3307.2 - 1000 = 2307.2 [kVar]
    S1′=37502+2307.22=4402.9S_1' = \sqrt{3750^{2} + 2307.2^{2}} = 4402.9 [kVA]
    cos⁡θ′=37504402.9=0.852\cos\theta' = \dfrac{3750}{4402.9} = 0.852 → 약 85.2[%]

    (2) 추가 부하 역률 80%(지상)이므로 추가 무효 = ΔP×(0.6/0.8)=0.75ΔP. 전용량 5000[kVA]까지 사용 시
    (3750+ΔP)2+(2307.2+0.75ΔP)2=50002(3750+\Delta P)^{2} + (2307.2 + 0.75\Delta P)^{2} = 5000^{2}
    풀면 ΔP≈479.5\Delta P \approx 479.5 [kW]
    ∴ 증가 가능한 유효전력 ≒ 479.5[kW]

    (3) 종합역률
    · 총 유효 P=3750+479.5=4229.5P = 3750 + 479.5 = 4229.5 [kW]
    · 총 무효 Q=2307.2+0.75×479.5=2666.8Q = 2307.2 + 0.75\times479.5 = 2666.8 [kVar]
    · 총 피상 S=4229.52+2666.82=5000S = \sqrt{4229.5^{2}+2666.8^{2}} = 5000 [kVA]
    cos⁡θ=4229.55000=0.846\cos\theta = \dfrac{4229.5}{5000} = 0.846 → 약 84.6[%]

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