전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제 기출문제 해설 페이지

전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    1전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    그림은 22.9[kV-Y], 1,000[kVA] 이하에 적용하는 특고압 간이수전설비 결선도이다. 다음에 답하시오.

    (1) 결선도에서 생략 가능한 것은?

    (2) 지중 인입선이고 공동주택처럼 정전 피해가 큰 곳은 예비지중선 포함 몇 회선으로 시설함이 바람직한가?

    (3) 지중 인입선 22.9[kV-Y] 계통에 쓰는 것이 바람직한 케이블은?

    (4) 300[kVA] 이하일 때 자동고장구분개폐기 대신 쓸 수 있는 것은?
    문제이미지
    해설
    (1) LA용 DS(단로기). 단, 지중 인입선이고 보호장치가 있으면 자동고장구분개폐기(ASS)도 생략 가능.

    (2) 2회선 (예비지중선 포함 2회선).

    (3) CNCV-W 케이블(수밀형) 또는 TR CNCV-W 케이블(트리억제형). 난연 요구 장소는 FR CNCO-W(난연) 케이블.

    (4) 인터럽터 스위치(Interrupter Switch). 300[kVA] 이하면 ASS 대신 사용 가능.

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    2전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    상용전원과 예비전원 운전 시 유의사항이다. ( )에 알맞은 말을 쓰시오.

    상용전원과 예비전원은 병렬운전을 하지 않는 것이 원칙이므로, 수전용 차단기와 발전용 차단기 사이에 전기적·기계적 ( ① )을 두고 ( ② )를 사용해야 한다.
    해설
    ① 인터록(interlock)
    ② 절환개폐기(전환개폐기, 절체스위치 / ATS, Automatic Transfer Switch)

    동시 투입 시 위상·전압 차로 사고가 나므로, 인터록으로 동시 투입을 막고 한쪽 전원으로만 절환하는 절환개폐기를 쓴다.

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    3전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    다음 보호계전기 약호의 명칭을 쓰시오.
    약호명칭
    OCR( ① )
    OVR( ② )
    UVR( ③ )
    GR( ④ )
    해설
    ① OCR : 과전류계전기(Over Current Relay)
    ② OVR : 과전압계전기(Over Voltage Relay)
    ③ UVR : 부족전압계전기(Under Voltage Relay)
    ④ GR : 지락계전기(Ground Relay)

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    4전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    어느 기간 중 수용가의 최대수요전력[kW]을 그 수용가의 설비용량 합계[kW]로 나눈 비를 무엇이라 하는가?
    해설
    수용률(需用率, demand factor)

    수용률=최대수요전력[kW]설비용량의 합계[kW]×100\text{수용률} = \dfrac{\text{최대수요전력[kW]}}{\text{설비용량의 합계[kW]}} \times 100 [%]

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    5전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    전력계통용 리액터의 설치 목적에 맞는 명칭을 쓰시오.
    설치 목적리액터 명칭
    단락사고 시 단락전류를 제한한다.( ① )
    페란티 현상을 방지한다.( ② )
    중성점 접지용으로 아크를 소호시킨다.( ③ )
    해설
    ① 한류리액터 (직렬 접속, 단락전류 제한)
    ② 분로리액터 (병렬리액터, Shunt Reactor — 페란티 현상 방지)
    ③ 소호리액터 (消弧, 중성점 접속, 1선 지락 시 아크 소호)

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    6전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    전기설비 방폭구조의 종류 3가지를 쓰시오.
    해설
    ① 내압(耐壓)방폭구조
    ② 압력(壓力)방폭구조
    ③ 유입(油入)방폭구조

    (그 밖에 안전증·본질안전·충전·몰드·비점화 방폭구조 등.)

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    7전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    다음 논리회로를 보고 답하시오.
    (입력 A, B가 첫 AND에, 그 출력과 C가 둘째 AND에, 그 출력과 D가 OR에 들어가 출력 X가 된다.)

    (1) 논리식을 작성하시오.

    (2) 유접점회로로 나타내시오.
    문제이미지
    해설
    (1) X=A⋅B⋅C+DX = A \cdot B \cdot C + D

    (2) 유접점(릴레이) 회로: A·B·C a접점을 직렬로 잇는 가지와 D a접점 가지를 병렬로 묶어, 합류점을 출력 X(코일)에 접속한다.
    문제이미지

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    8전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    그림과 같은 무접점 논리회로도를 보고 답하시오.
    (A, B가 AND 게이트에 들어가 OR 게이트의 위쪽 입력이 되고, C는 NOT(인버터)을 거쳐 아래쪽 AND 게이트의 한 입력이 되며, 그 AND 게이트의 다른 입력은 출력 X의 되먹임(피드백)이다. 아래쪽 AND 게이트 출력은 OR 게이트의 아래쪽 입력이 되어 출력 X가 된다.)

    (1) 출력식을 나타내시오.

    (2) 무접점 논리회로를 유접점 논리회로로 바꿔 그리시오.
    문제이미지
    해설
    (1) X=A⋅B+C‾⋅XX = A \cdot B + \overline{C} \cdot X
    자기유지(self-holding) 회로이다. A·B로 X가 set 되면 C‾\overline{C}(C=0인 동안) 항으로 X가 유지되고, C=1이면 C‾=0\overline{C}=0이 되어 유지가 풀린다.

    (2) 유접점 회로:
    기동 가지로 A a접점과 B a접점을 직렬로 잇고, 이와 병렬로 X a접점(자기유지 접점)을 둔다. 이 병렬묶음을 C b접점(C‾\overline{C}, C 동작 시 열림)과 직렬로 연결해 X 코일에 접속한다. 정지는 C 접점이 맡는다.
    문제이미지

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    9전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    고압선로 지락사고 검출·경보장치를 그림과 같이 시설하였다. A선 지락사고 시 답하시오. (전원 인가·경보벨 스위치 닫힘.) 전원은 3φ3W 6.6[kV]이고, 접지형 계기용변압기(GPT) 3대를 Y결선(중성점 직접접지)해 2차를 개방델타(broken delta)로 접속하였다. PT비는 6,600[V]:110[V]. 2차 개방델타 단자에 전압계 V와 경보벨 B(스위치 SW 직렬)가 접속되어 있다.

    (1) 1차측 A선 대지전압이 0[V]일 때 B선·C선 대지전압[V]은?
    ① B선의 대지전압
    ② C선의 대지전압

    (2) 2차측 전구 ⓐ의 전압이 0[V]일 때 ⓑ·ⓒ 전구의 전압, 전압계 Ⓥ의 지시전압, 경보벨 Ⓑ에 걸리는 전압[V]은?
    ① ⓑ 전구의 전압
    ② ⓒ 전구의 전압
    ③ 전압계 Ⓥ의 지시전압
    ④ 경보벨 Ⓑ에 걸리는 전압
    문제이미지
    해설
    정상 시 각 상 대지전압(상전압)은 6,6003≒3,810.5\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 3{,}810.5 [V].

    (1) A선 완전 지락 시 A선 대지전압은 0, 건전상 B·C선 대지전압은 상전압의 3\sqrt{3}배(=선간전압)로 상승한다.
    ① B선 대지전압 = 6,6003×3=6,600\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}} \times \sqrt{3} = 6{,}600 [V]
    ② C선 대지전압 = 6,600 [V]

    (2) PT 2차 정상 상전압 1103≒63.5\dfrac{110}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 63.5 [V]. ⓐ전구 전압이 0이 되면 건전상 2차 전구 전압은 선간전압 상당으로 상승한다.
    ① ⓑ 전구 전압 = 1103×3=110\dfrac{110}{\sqrt{3}} \times \sqrt{3} = 110 [V]
    ② ⓒ 전구 전압 = 110 [V]
    ③ 전압계 Ⓥ(개방델타 잔류전압): 완전 1선 지락 시 영상전압의 3배가 나타나므로
    V=3×1103=1103≒190.5V = 3 \times \dfrac{110}{\sqrt{3}} = 110\sqrt{3} \fallingdotseq 190.5 [V]
    ④ 경보벨 Ⓑ 전압 = 개방델타 잔류전압 = 1103≒190.5110\sqrt{3} \fallingdotseq 190.5 [V]

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    10전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    발전기 최대출력 400[kW], 일부하율 40[%], 중유 발열량 9,600[kcal/ℓ], 열효율 36[%]일 때 하루 연료 소비량[ℓ]을 구하시오.
    해설
    하루 발전전력량 (평균출력 = 최대출력×부하율):
    W=400×0.4×24=3,840W = 400 \times 0.4 \times 24 = 3{,}840 [kWh]

    효율 η=860 WB⋅H\eta = \dfrac{860\,W}{B \cdot H} → 연료소비량
    B=860 Wη⋅H=860×3,8400.36×9,600≒955.56B = \dfrac{860\,W}{\eta \cdot H} = \dfrac{860 \times 3{,}840}{0.36 \times 9{,}600} \fallingdotseq 955.56 [ℓ]

    ∴ ≒ 955.56 [ℓ]

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    11전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    평형 3상 회로로 운전하는 유도전동기를 2전력계법으로 측정한다. W1=2.6W_1 = 2.6[kW], W2=5.4W_2 = 5.4[kW], V=220V = 220[V], I=25I = 25[A]일 때 전동기 역률[%]은?
    문제이미지
    해설
    2전력계법에서 3상 전력은 두 전력계 지시값의 합이다.
    P=W1+W2=2.6+5.4=8P = W_1 + W_2 = 2.6 + 5.4 = 8 [kW] = 8,000 [W]

    피상전력 S=3 VI=3×220×25≒9,526.28S = \sqrt{3}\,V I = \sqrt{3} \times 220 \times 25 \fallingdotseq 9{,}526.28 [VA]

    역률 cos⁡θ=PS=8,0003×220×25×100≒83.98\cos\theta = \dfrac{P}{S} = \dfrac{8{,}000}{\sqrt{3} \times 220 \times 25} \times 100 \fallingdotseq 83.98 [%]

    ∴ 역률 ≒ 83.98 [%]

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    12전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    5[km]의 3상 3선식 배전선로 말단에 1,000[kW], 역률 80[%](지상) 부하가 접속되어 있다. 전력용 콘덴서로 역률을 95[%]로 개선하면 이 선로의 전압강하·전력손실은 개선 전의 몇 [%]가 되는가? 단, 선로 임피던스는 1선당 0.3+j0.40.3 + j0.4 [Ω/km], 부하전압은 6,000[V]로 일정하다.

    (1) 전압강하

    (2) 전력손실
    해설
    1선당 R=0.3×5=1.5R = 0.3 \times 5 = 1.5 [Ω], X=0.4×5=2.0X = 0.4 \times 5 = 2.0 [Ω].
    부하전압·유효전력 일정이므로 선전류는 역률에 반비례한다.

    (1) e=3 I(Rcos⁡θ+Xsin⁡θ)=PV(R+Xtan⁡θ)e = \sqrt{3}\,I(R\cos\theta + X\sin\theta) = \dfrac{P}{V}(R + X\tan\theta)이므로
    개선 전(cos⁡θ1=0.8, tan⁡θ1=0.75\cos\theta_1=0.8,\ \tan\theta_1=0.75): e1=1,000×1036,000(1.5+2.0×0.75)=500e_1 = \dfrac{1{,}000\times10^3}{6{,}000}(1.5 + 2.0\times0.75) = 500 [V]
    개선 후(cos⁡θ2=0.95, tan⁡θ2≒0.3287\cos\theta_2=0.95,\ \tan\theta_2 \fallingdotseq 0.3287): e2=1,000×1036,000(1.5+2.0×0.3287)≒359.56e_2 = \dfrac{1{,}000\times10^3}{6{,}000}(1.5 + 2.0\times0.3287) \fallingdotseq 359.56 [V]
    비율 e2e1=359.56500×100≒71.91\dfrac{e_2}{e_1} = \dfrac{359.56}{500} \times 100 \fallingdotseq 71.91 [%]

    (2) 전력손실은 전류 제곱에 비례, 전류는 역률에 반비례하므로
    Pℓ2Pℓ1=(I2I1)2=(cos⁡θ1cos⁡θ2)2=(0.80.95)2×100≒70.91\dfrac{P_{\ell 2}}{P_{\ell 1}} = \left(\dfrac{I_2}{I_1}\right)^2 = \left(\dfrac{\cos\theta_1}{\cos\theta_2}\right)^2 = \left(\dfrac{0.8}{0.95}\right)^2 \times 100 \fallingdotseq 70.91 [%]

    ∴ 전압강하 ≒ 71.91[%], 전력손실 ≒ 70.91[%].

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    13전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    높이 5[m] 지점의 백열전등에서 광도 12,500[cd]의 빛이 수평거리 7.5[m]의 점 P(광원 바로 아래에서 수평으로 7.5[m] 떨어진 바닥면 위의 점)에 비친다.

    (1) P점의 수평면 조도(EhE_h)를 구하시오.

    (2) P점의 수직면 조도(EvE_v)를 구하시오.
    문제이미지
    해설
    광원~P 거리:
    r=52+7.52=81.25≒9.01r = \sqrt{5^2 + 7.5^2} = \sqrt{81.25} \fallingdotseq 9.01 [m]
    입사각 θ\theta(연직선 기준): cos⁡θ=5r, sin⁡θ=7.5r\cos\theta = \dfrac{5}{r},\ \sin\theta = \dfrac{7.5}{r}

    (1) Eh=Ir2cos⁡θ=12,50081.25×59.01≒85.34E_h = \dfrac{I}{r^2}\cos\theta = \dfrac{12{,}500}{81.25}\times\dfrac{5}{9.01} \fallingdotseq 85.34 [lx]

    (2) Ev=Ir2sin⁡θ=12,50081.25×7.59.01≒128.01E_v = \dfrac{I}{r^2}\sin\theta = \dfrac{12{,}500}{81.25}\times\dfrac{7.5}{9.01} \fallingdotseq 128.01 [lx]

    ∴ Eh≒85.34E_h \fallingdotseq 85.34 [lx], Ev≒128.01E_v \fallingdotseq 128.01 [lx]

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    14전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    사무실(가로 20[m] × 세로 10[m])의 평균조도를 200[lx]로 하려 한다.

    [조건]
    · 40[W] 형광등, 광속 2,500[lm]
    · 실내 기둥 없음, 등기구는 ○으로 표시
    · 조명률 0.6, 감광보상률 1.2
    · 간격은 등기구 센터 기준

    (1) 필요한 형광등 수를 구하시오.

    (2) 등기구를 답안지에 배치하시오.

    (3) 등간격과 최외각 등기구·벽 간 간격(A, B, C, D)[m]은?

    (4) 60[Hz]용 형광방전등을 50[Hz]에서 쓰면 광속과 점등시간이 어떻게 변하는지 설명하시오.

    (5) 양호한 전반조명에서 등간격은 등 높이의 몇 배 이하로 해야 하는가?
    문제이미지
    해설
    (1) N=E⋅A⋅DF⋅U=200×(20×10)×1.22,500×0.6=32N = \dfrac{E \cdot A \cdot D}{F \cdot U} = \dfrac{200 \times (20 \times 10) \times 1.2}{2{,}500 \times 0.6} = 32 [등]
    ∴ 32등 (가로 8열 × 세로 4열)

    (2) 가로 8열·세로 4열 균등 배치 (등간격 동일, 벽 간격은 등간격의 1/2).

    (3) 가로 등간격 C=208=2.5C = \dfrac{20}{8} = 2.5 [m], 가로 벽 간격 A=C2=1.25A = \dfrac{C}{2} = 1.25 [m]
    세로 등간격 D=104=2.5D = \dfrac{10}{4} = 2.5 [m], 세로 벽 간격 B=D2=1.25B = \dfrac{D}{2} = 1.25 [m]
    ∴ A = 1.25[m], B = 1.25[m], C = 2.5[m], D = 2.5[m]

    (4) 60[Hz]용을 50[Hz]에서 쓰면 안정기 리액턴스가 줄어 램프 전류가 늘므로 광속은 증가하고 점등 시간은 길어진다. 또 온도 상승으로 수명이 짧아진다.

    (5) 등간격 S는 등 높이 H의 1.5배 이하 (S≤1.5HS \le 1.5H).
    문제이미지

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    15전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    가로 10[m], 세로 16[m], 천정 높이 3.85[m], 작업면 높이 0.85[m]인 사무실에 천장 직부 형광등 F40×2를 설치한다. 답하시오.

    (1) 이 사무실의 실지수는?

    (2) 작업면 조도 300[lx], 천장 반사율 70[%], 벽 반사율 50[%], 바닥 반사율 10[%], 40[W] 형광등 1등 광속 3,150[lm], 보수율 70[%], 조명률 61[%]일 때 필요한 등기구 수는?
    해설
    (1) 등 높이(작업면 위) H=3.85−0.85=3H = 3.85 - 0.85 = 3 [m], 가로 X=10X=10, 세로 Y=16Y=16
    실지수 RI=X⋅YH(X+Y)=10×163×(10+16)=16078≒2.05RI = \dfrac{X \cdot Y}{H(X+Y)} = \dfrac{10 \times 16}{3 \times (10+16)} = \dfrac{160}{78} \fallingdotseq 2.05
    ∴ 실지수 ≒ 2.05

    (2) F40×2이므로 등기구 1개당 형광등 2등 → 1등기구 광속 F=3,150×2=6,300F = 3{,}150 \times 2 = 6{,}300 [lm]
    N=E⋅AF⋅U⋅M=300×(10×16)6,300×0.61×0.7≒17.84N = \dfrac{E \cdot A}{F \cdot U \cdot M} = \dfrac{300 \times (10 \times 16)}{6{,}300 \times 0.61 \times 0.7} \fallingdotseq 17.84
    ∴ 18 [등기구] (절상)

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    16전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    정격 전압비가 같은 두 변압기가 병렬운전 중이다. A변압기는 정격용량 20[kVA]·%임피던스 4[%], B변압기는 정격용량 75[kVA]·%임피던스 5[%]이다. 단, A·B의 내부저항·누설리액턴스비는 같다(RAXA=RBXB\dfrac{R_A}{X_A} = \dfrac{R_B}{X_B}).

    (1) 2차측 부하용량 60[kVA]일 때 각 변압기 분담전력은?
    ① A변압기
    ② B변압기

    (2) 2차측 부하용량 120[kVA]일 때 각 변압기 분담전력은?
    ① A변압기
    ② B변압기

    (3) 변압기가 과부하되지 않는 범위의 2차측 최대 부하용량은?
    해설
    병렬운전 시 분담전력은 (정격용량/%임피던스)에 비례한다(R/X비가 같아 위상차 무시).
    PA%ZA=204=5,PB%ZB=755=15\dfrac{P_A}{\%Z_A} = \dfrac{20}{4} = 5,\quad \dfrac{P_B}{\%Z_B} = \dfrac{75}{5} = 15
    분담비 PA:PB=5:15=1:3P_A : P_B = 5 : 15 = 1 : 3

    (1) 부하 60[kVA]
    ① A변압기 =60×55+15=15= 60 \times \dfrac{5}{5+15} = 15 [kVA]
    ② B변압기 =60×155+15=45= 60 \times \dfrac{15}{5+15} = 45 [kVA]

    (2) 부하 120[kVA]
    ① A변압기 =120×520=30= 120 \times \dfrac{5}{20} = 30 [kVA]
    ② B변압기 =120×1520=90= 120 \times \dfrac{15}{20} = 90 [kVA]
    (이때 B변압기는 정격 75[kVA]를 넘어 과부하.)

    (3) 두 변압기 모두 과부하되지 않으려면 먼저 정격에 도달하는 쪽을 기준으로 한다.
    · A가 정격 20[kVA]일 때 총부하 =20×205=80= 20 \times \dfrac{20}{5} = 80 [kVA]
    · B가 정격 75[kVA]일 때 총부하 =75×2015=100= 75 \times \dfrac{20}{15} = 100 [kVA]
    둘 중 작은 값이 한계이므로 A가 먼저 정격 도달.
    ∴ 과부하되지 않는 최대 부하용량 = 80 [kVA]

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    17전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제
    단상 3선식 110/220[V]를 쓰는 건물에서, 변압기가 설치된 수전실로부터 100[m] 떨어진 곳에 부하 집계표와 같은 분전반을 시설한다. 다음 표를 참고해 전압변동률 2[%] 이하·전압강하율 2[%] 이하가 되도록 구하시오.
    · 공사방법 B1, 전선은 PVC 절연전선
    · 후강전선관 공사
    · 3선 모두 같은 선
    · 부하 수용률 100[%] 적용
    · 후강전선관 내 전선 점유율 48[%] 이내 유지

    [표 1] 부하 집계표
    회로번호부하명칭부하[VA]A선 부하분담[VA]B선 부하분담[VA]NFB 극수AFAT
    1전등2,4001,2001,20025015
    2〃1,40070070025015
    3콘센트1,0001,000-15020
    4〃1,4001,400-15020
    5〃600-60015020
    6〃1,000-1,00015020
    7팬코일700700-13015
    8〃700-70013015
    합계9,2005,0004,200
    [표 2] 전선(피복절연물 포함)의 단면적
    도체 단면적[mm²]절연체 두께[mm]평균 완성 바깥지름[mm]전선의 단면적[mm²]
    1.50.73.39
    2.50.84.013
    40.84.617
    60.85.221
    101.06.735
    161.07.848
    251.29.774
    351.210.993
    501.412.8128
    701.414.6167
    951.617.1230
    1201.618.8277
    1501.820.9343
    1852.023.3426
    2402.226.6555
    3002.429.6688
    4002.633.2865
    (후강전선관: G16, G22, G28, G36, G42, G54, G70, G82, G92, G104)

    (1) 간선의 굵기는?

    (2) 후강전선관의 굵기는?

    (3) 설비불평형률은?
    해설
    (1) 간선 굵기: 부하가 큰 쪽(A선 5,000[VA]) 기준으로 전선 1가닥 전류를 구한다. 전압측-중성선 간 전압 110[V], 수용률 100[%]이므로
    I=5,000110≒45.45I = \dfrac{5{,}000}{110} \fallingdotseq 45.45 [A]
    허용 전압강하 e=110×0.02=2.2e = 110 \times 0.02 = 2.2 [V]
    단상 3선식(중성선 전압강하 무시): A=17.8 L I1,000 e=17.8×100×45.451,000×2.2≒36.78A = \dfrac{17.8\,L\,I}{1{,}000\,e} = \dfrac{17.8 \times 100 \times 45.45}{1{,}000 \times 2.2} \fallingdotseq 36.78 [mm²]
    ∴ 36.78[mm²]보다 큰 표준 굵기 50[mm²] 선정.

    (2) 후강전선관 굵기: 3선 모두 50[mm²], [표 2]에서 50[mm²]의 전선 단면적(피복 포함)은 128[mm²].
    전선 총 점유면적 =3×128=384= 3 \times 128 = 384 [mm²]
    점유율 48[%] 이내이므로 전선관 내 단면적 ≥3840.48=800\ge \dfrac{384}{0.48} = 800 [mm²]
    이를 수용하는 후강전선관은 G36.
    ∴ G36 선정 (관 내단면적 800[mm²] 이상 규격).

    (3) 단상 3선식 설비불평형률
    불평형률=중성선과 각 전압측 전선 간 부하의 차총부하×12×100=5,000−4,2009,200×12×100≒17.39\text{불평형률} = \dfrac{\text{중성선과 각 전압측 전선 간 부하의 차}}{\text{총부하} \times \frac{1}{2}} \times 100 = \dfrac{5{,}000 - 4{,}200}{9{,}200 \times \frac{1}{2}} \times 100 \fallingdotseq 17.39 [%]
    ∴ 설비불평형률 ≒ 17.39[%] (단상 3선식 기준 40[%] 이하 만족)

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