2021년 전기산업기사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) 감극성

(2) 부담(burden)

(3) L2상(b상) 전류

(4) 단락 사고(정정값을 넘는 과전류)

(5) 3상 3선식

(6) 856.74[kW]

(7) 변류기 2차 측을 단락시킨다.

[해설]

(1) 계기용 변성기는 1차 전류가 들어오는 순간 2차에도 같은 방향의 전류가 나오도록 극성을 맞춘 감극성이 표준이다. 감극성 변류기는 1차 K–L, 2차 k–l 단자가 서로 같은 쪽에 배치된다.

(2) 변류기 2차에 물리는 계기·계전기·전선의 임피던스 총합을 부담이라 하고 [VA]로 표시한다. 부담이 정격을 넘으면 오차가 커지고 포화가 생긴다.

(3) V결선은 L1·L3 두 상에만 변류기를 두고, 두 2차 전류의 벡터합이 흐르는 잔류회로에 세 번째 계전기를 놓는다. 3상 평형에서 $\dot{I}_1+\dot{I}_2+\dot{I}_3=0$ 이므로 잔류회로에는 $-(\dot{I}_1+\dot{I}_3)=\dot{I}_2$, 즉 변류기가 없는 L2상 전류가 나타난다.

(4) OCR(과전류계전기)은 단락 사고나 과부하로 정정값 이상의 전류가 흐를 때 동작해 차단기의 트립 코일을 여자시킨다. 지락 사고를 검출하는 것은 OCGR·SGR 등 지락계전기다.

(5) 도면에 나타난 선로는 L1·L2·L3 세 가닥뿐이고 중성선이 없으므로 3상 3선식이다.

(6) 2차 전류에 변류비를 곱하면 1차 전류가 된다.
$I_1=3\times\dfrac{40}{5}=24\,[\mathrm{A}]$

$P=\sqrt{3}\,VI\cos\theta=\sqrt{3}\times 22{,}900\times 24\times 0.9\times 10^{-3}=\mathbf{856.74}\,[\mathrm{kW}]$

일부 교재에는 같은 도면의 변류비가 30/5로 실려 있어 642.56[kW]가 답으로 나오지만, 30/5 조건은 뒤에 다시 출제된 같은 유형의 조건이고 이 문항의 변류비는 40/5다.

(7) 변류기 2차를 열면 1차 전류 전부가 여자전류가 되어 철심이 포화하고 2차에 고전압이 유기되어 절연이 파괴된다. 따라서 점검·교체 전에 반드시 2차 측을 단락해야 한다. 반대로 계기용 변압기(PT)는 2차 과전류를 막기 위해 2차 측을 개방한다.

절연저항 측정기 : 1

계전기 시험기 : 1

접지저항 측정기 : 1

절연저항계 : 1

클램프미터 : 1

[해설]

발문에 인용된 「국가표준기본법」 제14조와 「교정대상 및 주기설정을 위한 지침」 제4조에 따라 전기안전관리자가 관리하는 계측장비의 권장 교정주기와 안전장구의 시험주기는 모두 1년이다. 따라서 표의 다섯 칸은 예외 없이 1[년]로 채운다.

표에 실리지 않은 장비도 같은 주기를 따른다. 함께 외워 두면 좋은 계측장비는 다음과 같다.

· 절연저항 측정기(저압용·고압용) — 1년

· 절연저항계 / 접지저항 측정기 / 클램프미터 — 1년

· 계전기 시험기 / 절연내력 시험기 — 1년

· 절연유 내압 시험기 — 1년

· 적외선 열화상 카메라 — 1년

· 전원 품질 분석기 — 1년

즉 어떤 장비가 표에 나오더라도 답은 1년이다. 값을 외우기보다 '계측장비 교정·안전장구 시험은 연 1회'라는 원칙으로 기억하는 편이 안전하다.

(1) 5,000[kVA]

(2) 600/5

(3) ① 1,500[kVA]  ② 2,500/5

[해설]

(1) 먼저 한 뱅크의 최대수요전력을 구한다. 피더별 최대수요의 합을 뱅크 부등률로 나눈다.

$\sum(\text{설비용량}\times\text{수용률})=125\times 0.8+125\times 0.8+500\times 0.6+600\times 0.84=1{,}004\,[\mathrm{kW}]$

$P_{\text{뱅크}}=\dfrac{1{,}004}{1.1}=912.73\,[\mathrm{kW}]\ \Rightarrow\ \dfrac{912.73}{0.8}=1{,}140.91\,[\mathrm{kVA}]$

네 뱅크의 부하가 같고 뱅크 사이의 부등률은 주어지지 않았으므로 그대로 4배 한다.

$P_{\text{중앙}}=1{,}140.91\times 4=4{,}563.64\,[\mathrm{kVA}]$ → 표준용량 5,000[kVA] 선정

(2) 계통도에서 $CT_1$ 은 주변압기 20/6[kV]의 2차, 즉 6[kV] 측에 있다. 계산된 용량으로 전류를 구한 뒤 여유 1.2배를 준다.

$I_1=\dfrac{4{,}563.64\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 6{,}000}=439.14\,[\mathrm{A}]$

$439.14\times 1.2=526.97\,[\mathrm{A}]$ → 규격표에서 이보다 큰 최소값 600/5

(3) ① A뱅크 한 대가 담당하는 용량은 앞에서 구한 1,140.91[kVA]이므로 표준용량 1,500[kVA]를 선정한다.

② $CT_2$ 는 뱅크 변압기 6[kV]/400[V]의 2차 측에 있다. 선정한 변압기 정격을 기준으로 전류를 구하고 1.15배를 준다.

$I_2=\dfrac{1{,}500\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 400}=2{,}165.06\,[\mathrm{A}]$

$2{,}165.06\times 1.15=2{,}489.82\,[\mathrm{A}]$ → 규격표에서 이보다 큰 최소값 2,500/5

변류기는 계산값보다 크면서 규격표에 있는 가장 작은 값을 고르는 것이 원칙이다. 계산값보다 작은 규격을 고르면 정격 초과로 포화가 생긴다.

6,976.74[lm]

[해설]

조명 설계의 기본식은 $FUN=EAD$ 이다($F$: 1등당 광속, $U$: 조명률, $N$: 등 수, $E$: 평균 조도, $A$: 피조 면적, $D$: 감광 보상률).

한쪽 배열이므로 가로등 1등이 담당하는 면적은 도로 폭 × 등 간격 전체이다.
$A=8\times 50=400\,[\mathrm{m^2}]$, $N=1$

$F=\dfrac{EAD}{UN}=\dfrac{5\times 400\times 1.5}{0.43\times 1}=\mathbf{6{,}976.74}\,[\mathrm{lm}]$

양쪽 배열이나 지그재그 배열이면 1등이 담당하는 면적이 절반이 되어 필요한 광속도 절반으로 줄어든다.

$R_m=R_v\left(\dfrac{V_0}{V}-1\right)\,[\Omega]$

[해설]

배율기는 전압계의 측정 범위를 넓히려고 전압계에 직렬로 다는 저항이다.

회로에 흐르는 전류는 하나뿐이므로

$I=\dfrac{V_0}{R_m+R_v}=\dfrac{V}{R_v}$

전압계에 걸리는 전압은 분압 관계로

$V=\dfrac{R_v}{R_m+R_v}\,V_0\ \Rightarrow\ \dfrac{V_0}{V}=\dfrac{R_m+R_v}{R_v}=1+\dfrac{R_m}{R_v}$

$\dfrac{R_m}{R_v}=\dfrac{V_0}{V}-1\ \Rightarrow\ \mathbf{R_m=R_v\left(\dfrac{V_0}{V}-1\right)}\,[\Omega]$

여기서 $m=\dfrac{V_0}{V}$ 를 배율이라 하며 $R_m=R_v(m-1)$ 로 외워 두면 편하다. 예를 들어 측정 범위를 10배로 늘리려면 내부저항의 9배가 되는 저항을 직렬로 달면 된다. 참고로 전류계의 범위를 넓히는 분류기는 반대로 병렬로 달며 $R_s=\dfrac{r_a}{m-1}$ 이다.

1.78[Ω]

[해설]

%임피던스를 정격용량 $P\,[\mathrm{kVA}]$, 정격전압 $V\,[\mathrm{kV}]$ 로 나타내면

$\%Z=\dfrac{PZ}{10V^{2}}\ \Rightarrow\ Z=\dfrac{10V^{2}\cdot \%Z}{P}$

$Z=\dfrac{10\times 13.2^{2}\times 95}{93{,}000}=\dfrac{10\times 174.24\times 95}{93{,}000}=\mathbf{1.78}\,[\Omega]$

이 식에서 전압의 단위는 [kV], 용량의 단위는 [kVA]다. 단위를 [V]·[VA]로 넣으면 계수 10이 달라지므로 주의한다.

(1) 48.63[A]

(2) 14,122.23[W]

[해설]

(1) 급전선에는 A·B·C 세 부하 전류가 모두 흐른다. 역률이 서로 다르므로 크기를 그냥 더하면 안 되고 유효분과 무효분으로 나누어 벡터로 합성해야 한다.

· A : $10\,[\mathrm{A}]$, $\cos\theta_1=1$ → 유효분 10, 무효분 0

· B : $20\,[\mathrm{A}]$, $\cos\theta_2=0.8$ → 유효분 $20\times 0.8=16$, 무효분 $20\times 0.6=12$

· C : $20\,[\mathrm{A}]$, $\cos\theta_3=0.9$ → 유효분 $20\times 0.9=18$, 무효분 $20\times\sqrt{1-0.9^{2}}=20\times 0.4359=8.72$

$I=\sqrt{(10+16+18)^{2}+(0+12+8.72)^{2}}=\sqrt{44^{2}+20.72^{2}}=\mathbf{48.63}\,[\mathrm{A}]$

(2) 3상 3선식의 선로 손실은 구간마다 $P_l=3I^{2}R$ 이다. 구간별로 흐르는 전류와 저항이 다르므로 셋을 각각 구해 더한다.

· 급전선(3.6[km], $R=0.5\times 3.6=1.8\,[\Omega]$, $I=48.63\,[\mathrm{A}]$)
$3\times 48.63^{2}\times 1.8=12{,}772.23\,[\mathrm{W}]$

· B–A 구간(1[km], $R=0.5\,[\Omega]$, $I=10\,[\mathrm{A}]$)
$3\times 10^{2}\times 0.5=150\,[\mathrm{W}]$

· B–C 구간(2[km], $R=1.0\,[\Omega]$, $I=20\,[\mathrm{A}]$)
$3\times 20^{2}\times 1.0=1{,}200\,[\mathrm{W}]$

$P_l=12{,}772.23+150+1{,}200=\mathbf{14{,}122.23}\,[\mathrm{W}]$

B 지점의 부하는 분기선 없이 급전선 끝에서 바로 인출되므로 별도의 손실 구간이 없다. 손실의 90[%] 이상이 급전선에서 발생하는데, 전류가 가장 크고 길이도 가장 긴 구간이기 때문이다.

(1)

L1·L2·L3 각 상에 CT를 1대씩 넣어 2차를 1S·2S·3S와 1L·2L·3L 단자에 접속하고, 각 상과 중성선 N 사이에 PT를 1대씩 넣어 2차를 $P_1$·$P_2$·$P_3$ 단자와 공통단자 $P_0$ 에 접속한다. 전류회로의 공통점은 접지한다.

(2) ① 5[A] : 정격전류 — 이 계기에 흘릴 수 있는 최대 부하전류

  ② 2.5[A] : 기준전류 — 정상 동작과 시험의 기준이 되는 전류

(3) 220/110 = 2

(4) 120

[해설]

(1) 계기용 변압기(PT)는 전압회로, 변류기(CT)는 전류회로를 담당한다. 3φ4W 220/380[V] 선로에 정격 110/190[V]·5(2.5)[A]인 계기를 달려면 상전압 220[V]를 110[V]로 낮출 PT 3대와, 선로전류를 5[A]로 낮출 CT 3대가 필요하다. PT 1차는 각 상과 중성선 사이에 Y로 접속하고 2차의 한쪽을 공통으로 묶어 $P_0$ 에 넣는다. CT 2차는 각각 S측을 1S·2S·3S, L측을 1L·2L·3L에 넣고 L측 공통을 접지한다.

(2) 계기 명판의 5(2.5)[A] 표기에서 괄호 밖 5[A]는 정격(최대) 전류, 괄호 안 2.5[A]는 계기의 정확도를 보증하는 기준전류다.

(3) 선로 상전압이 220[V]이고 계기 정격전압이 110[V]이므로

$\text{PT비}=\dfrac{220}{110}=\mathbf{2}$

(4) 승률은 계기 지시값에 곱해 실제 전력량을 얻는 배수로, PT비와 CT비의 곱이다.

$\text{승률}=\text{PT비}\times\text{CT비}=\dfrac{220}{110}\times\dfrac{300}{5}=2\times 60=\mathbf{120}$

명판의 계기정수 2,400[Rev/kWh]는 원판 회전수로 전력량을 환산할 때 쓰는 값이며 승률 계산에는 관여하지 않는다.

2.5[mm²]

[해설]

먼저 부하전류와 허용 전압강하를 구한다.

$I=\dfrac{P}{\sqrt{3}\,V}=\dfrac{10\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 380}=15.19\,[\mathrm{A}]$

$e=380\times 0.03=11.4\,[\mathrm{V}]$

배전 방식별 전선 단면적 계산식은 다음과 같다.

3상 3선식이므로 계수 30.8을 쓴다.

$A=\dfrac{30.8LI}{1{,}000e}=\dfrac{30.8\times 10\times 15.19}{1{,}000\times 11.4}=0.41\,[\mathrm{mm^2}]$

계산값 0.41[mm²]보다 크면서 보기에 있는 가장 작은 규격은 2.5[mm²]이다. 전압강하만 따지면 훨씬 가는 전선도 되지만 실제로는 저압 옥내배선의 최소 굵기가 2.5[mm²]이므로 그 아래로는 내려갈 수 없다.

20[rpm]

[해설]

계기정수 $k\,[\mathrm{Rev/kWh}]$ 는 1[kWh]를 적산하는 동안 원판이 도는 횟수다. 따라서 $t$ 초 동안 $n$ 회전했다면 소비전력은

$P=\dfrac{3{,}600\,n}{t\,k}\,[\mathrm{kW}]\ \Rightarrow\ n=\dfrac{t\,k\,P}{3{,}600}$

$n=\dfrac{60\times 2{,}400\times 0.5}{3{,}600}=\mathbf{20}\,[\mathrm{rpm}]$

검산해 보면 1분에 20회전은 1시간에 1,200회전이고, $1{,}200\div 2{,}400=0.5\,[\mathrm{kWh}]$ 로 500[W] 부하를 1시간 쓴 전력량과 정확히 맞는다.

101.79[V]

[해설]

전자 유도 전압은 영상전류의 3배(지락전류)와 상호 인덕턴스·병행 거리에 비례한다.

$E_m=-j\,\omega M l\,(3I_0)=-j\,2\pi f M l\,(3I_0)\,[\mathrm{V}]$

$E_m=-j\,2\pi\times 60\times 0.06\times 10^{-3}\times 30\times (3\times 50)=-j\,101.79\,[\mathrm{V}]$

$|E_m|=\mathbf{101.79}\,[\mathrm{V}]$

세 상의 전류가 평형이면 $\dot{I}_a+\dot{I}_b+\dot{I}_c=0$ 이라 유도전압이 생기지 않는다. 지락처럼 영상전류가 흐를 때만 세 상의 합이 0이 아니게 되어 통신선에 전압이 유기된다. 송전전압 66[kV]는 이 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

대책으로는 송전선과 통신선의 이격거리 확대, 차폐선 설치, 중성점 접지저항 증대(지락전류 억제), 고속 차단 등이 쓰인다.

265.97[Ω]

[해설]

접지봉 하나를 전부 매설했을 때의 접지저항은 다음 식으로 구한다.

$R=\dfrac{\rho}{2\pi l}\ln\dfrac{2l}{r}\,[\Omega]$

여기서 $\rho$ 는 대지 고유저항률[Ω·m], $l$ 은 접지봉 길이[m], $r$ 은 반지름[m]이다. 직경이 0.01[m]이므로 반지름은 그 절반인 0.005[m]라는 점을 놓치기 쉽다.

$R=\dfrac{500}{2\pi\times 2}\ln\dfrac{2\times 2}{0.005}=39.789\times\ln 800=39.789\times 6.6846=\mathbf{265.97}\,[\Omega]$

접지저항은 접지봉의 굵기보다 길이와 대지저항률에 훨씬 민감하다. 로그 안에 들어 있는 반지름은 두 배로 키워도 저항이 10[%] 남짓 줄 뿐이지만, 봉을 길게 박으면 분모의 $l$ 이 직접 커져 효과가 크다.

(1) 244.93[μF]

(2) 734.79[μF]

[해설]

콘덴서 1상에 걸리는 전압을 $E$ 라 하면 3상 용량은 $Q=3\times 2\pi f C E^{2}$ 이다. 결선에 따라 $E$ 가 달라지는 것이 이 문제의 전부다.

(1) Δ결선은 상전압이 선간전압과 같다($E=V=380\,[\mathrm{V}]$).

$C_1=\dfrac{Q}{3\times 2\pi f V^{2}}=\dfrac{40\times 10^{3}}{3\times 2\pi\times 60\times 380^{2}}=244.93\times 10^{-6}\,[\mathrm{F}]=\mathbf{244.93}\,[\mu\mathrm{F}]$

(2) Y결선은 상전압이 선간전압의 $1/\sqrt{3}$ 이다($E=380/\sqrt{3}$).

$C_2=\dfrac{40\times 10^{3}}{3\times 2\pi\times 60\times\left(\dfrac{380}{\sqrt{3}}\right)^{2}}=734.79\times 10^{-6}\,[\mathrm{F}]=\mathbf{734.79}\,[\mu\mathrm{F}]$

같은 용량을 내려면 Y결선 쪽 정전용량이 3배 커야 한다($734.79\div 244.93=3$). 그래서 실제 전력용 콘덴서는 정전용량이 작아도 되는 Δ결선을 표준으로 쓴다.

(1) 500[kVA]

(2) 300[kVA]

(3) 759.67[A]

(4) 상용전원이 끊겼을 때 비상발전기 등 예비전원 쪽으로 부하를 자동 절체해 중요 부하의 급전을 유지하는 개폐기

(5) 고·저압 혼촉 시 저압 측 전위 상승을 억제하여 저압 측 기계기구의 절연을 보호하기 위해

[해설]

변압기 용량은 $\text{변압기 용량}\ \ge\ \dfrac{\text{설비용량}\times\text{수용률}}{\text{부등률}\times\text{역률}\times\text{효율}}$ 로 잡는다. [보기]의 용량은 수용률·역률이 이미 반영된 값이므로 효율(과 여유율)만 더 반영하면 된다.

(1) $P_{TR1}=\dfrac{390.42}{0.9}=433.8\,[\mathrm{kVA}]$ → 기준용량 중 이보다 큰 최소값인 500[kVA] 선정

(2) 일반 동력과 비상 동력이 모두 TR2에 걸리므로 두 용량을 더한 뒤 효율과 여유율을 반영한다.
$P_{TR2}=\dfrac{110.3+75.5}{0.9}\times 1.15=\dfrac{185.8}{0.9}\times 1.15=237.41\,[\mathrm{kVA}]$ → 300[kVA] 선정

(3) 2차 정격전류는 선정된 정격용량을 기준으로 구한다. 결선도에서 TR1의 2차 전압은 380[V]이므로
$I_2=\dfrac{P_a}{\sqrt{3}\,V_2}=\dfrac{500\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 380}=\mathbf{759.67}\,[\mathrm{A}]$

(4) ATS(Automatic Transfer Switch, 자동절체개폐기)는 저압 측에 놓여 상용전원이 정전되면 비상발전기 측으로 전원을 자동으로 옮겨 비상 동력에 계속 급전한다. 결선도에서도 ATS의 한쪽 입력은 TR2 2차 모선, 다른 쪽 입력은 비상발전기 G에서 들어오고 출력이 MCCB-2를 거쳐 비상동력으로 나간다.

(5) 변압기 내부에서 고압 권선과 저압 권선이 혼촉하면 저압 측 전위가 고압 쪽으로 끌려 올라간다. 2차 중성점을 접지해 두면 혼촉 시 저압 측 대지전위 상승이 억제되어 저압 측에 연결된 기계기구와 사람을 보호할 수 있다.

(1) 500[kVA]

(2) 60[%]

(3) 254.7[kVA]

(4) 17.78[kW]

(5) 150[kW]

[해설]

(1) 유효분과 무효분을 각각 더한 뒤 합성한다. $L_1$의 무효전력은 $Q_1=P_1\tan\theta_1=180\times\dfrac{0.8}{0.6}=240\,[\mathrm{kVar}]$ 이다.

$P=180+120=300\,[\mathrm{kW}]$, $Q=240+160=400\,[\mathrm{kVar}]$

$P_a=\sqrt{300^{2}+400^{2}}=\mathbf{500}\,[\mathrm{kVA}]$

(2) $\cos\theta=\dfrac{P}{P_a}\times 100=\dfrac{300}{500}\times 100=\mathbf{60}\,[\%]$

(3) 콘덴서 용량은 개선 전후의 무효전력 차이다.

$Q_c=P\left(\dfrac{\sin\theta_1}{\cos\theta_1}-\dfrac{\sin\theta_2}{\cos\theta_2}\right)=300\left(\dfrac{0.8}{0.6}-\dfrac{0.4359}{0.9}\right)=\mathbf{254.7}\,[\mathrm{kVA}]$

(4) 전압과 부하 유효전력이 같을 때 선로 손실은 $P_l=\dfrac{P^{2}R}{V^{2}\cos^{2}\theta}$ 이므로 역률의 제곱에 반비례한다.

$P_l'=P_l\times\dfrac{\cos^{2}\theta_1}{\cos^{2}\theta_2}=40\times\dfrac{0.6^{2}}{0.9^{2}}=40\times\dfrac{0.36}{0.81}=\mathbf{17.78}\,[\mathrm{kW}]$

(5) 역률을 90[%]로 올리면 변압기가 500[kVA]로 실을 수 있는 유효전력은 $500\times 0.9=450\,[\mathrm{kW}]$ 가 된다. 기존 부하가 300[kW]이므로

$\Delta P=450-300=\mathbf{150}\,[\mathrm{kW}]$

역률 개선이 콘덴서 설치비만큼의 값을 하는 이유가 여기에 있다. 설비를 늘리지 않고도 변압기 여유가 150[kW]만큼 생기고, 선로 손실은 40[kW]에서 17.78[kW]로 줄어든다.

① T010

② P0000

③ T011

④ P0000

⑤ T001

[해설]

타이머 종류부터 정리한다. TON은 입력이 들어온 뒤 설정시간이 지나야 출력이 ON 되는 온 딜레이, TOFF는 입력이 들어오면 즉시 ON 되고 입력이 끊긴 뒤 설정시간이 지나야 OFF 되는 오프 딜레이다. 설정값의 단위는 0.1초이므로 100은 10초, 50은 5초다.

① 1단에서 기동 입력 P0000이 [TOFF T010 100]을 구동하므로 T010은 P0000과 동시에 ON, 정지 지령 후 10초 뒤 OFF 된다. A 컨베이어 출력 P0020이 바로 이 파형이므로 2단의 접점은 T010이다.

② 3단의 [TON T000 50]은 기동 시점부터 5초를 세는 타이머이므로 그 입력 접점은 기동 신호 P0000이다.

③ 4단에서 T000이 [TOFF T011 50]을 구동한다. T000은 기동 5초 뒤 ON, 정지 지령과 동시에 OFF 되므로 T011은 기동 5초 뒤 ON, 정지 5초 뒤 OFF가 되어 B 컨베이어 출력 P0021의 파형과 정확히 같다. 따라서 5단의 접점은 T011이다.

④ 6단의 [TON T001 100]은 기동 시점부터 10초를 세므로 입력은 다시 P0000이다.

⑤ T001은 기동 10초 뒤 ON, 정지 지령과 동시에 OFF 된다. 이것이 C 컨베이어 출력 P0022의 파형이므로 7단의 접점은 T001이다.

결과적으로 기동은 A(즉시) → B(5초) → C(10초), 정지는 C(즉시) → B(5초) → A(10초) 순서가 되어 문제의 요구를 만족한다.

1.43

[해설]

부등률은 각 수용가의 개별 최대수요전력의 합을 합성 최대전력으로 나눈 값이다.

$\text{부등률}=\dfrac{\sum(\text{설비용량}\times\text{수용률})}{\text{합성 최대전력}}$

개별 최대수요전력의 합
$500\times 0.6+700\times 0.5+700\times 0.5=300+350+350=1{,}000\,[\mathrm{kW}]$

$\text{부등률}=\dfrac{1{,}000}{700}=\mathbf{1.43}$

부등률은 각 부하의 최대 발생 시각이 어긋난 정도를 나타내므로 항상 1보다 크거나 같다. 1이 나오면 계산을 다시 확인해야 한다.

81.82[%]

[해설]

FL-40D는 40[W]짜리 형광등이라는 뜻이다. 회로가 실제로 소비하는 유효전력은 램프 전력에 안정기 손실을 더한 값이다.

유효전력 $P=40+5=45\,[\mathrm{W}]$

피상전력 $P_a=VI=220\times 0.25=55\,[\mathrm{VA}]$

$\cos\theta=\dfrac{P}{P_a}\times 100=\dfrac{45}{55}\times 100=\mathbf{81.82}\,[\%]$

안정기 손실을 빠뜨리고 40[W]만 쓰면 72.73[%]가 나오므로 주의한다.

(1)

A의 a접점과 B의 b접점을 직렬로 이은 가지와, A의 b접점과 B의 a접점을 직렬로 이은 가지를 병렬로 접속한 뒤 표시등 X를 연결한다.

(2)

A와 B의 값이 서로 다른 구간에서만 X가 ON 된다.

[해설]

주어진 회로는 인버터 2개, AND 2개, OR 1개로 이루어져 있다. 위쪽 AND에는 A와 $\overline{B}$ 가, 아래쪽 AND에는 $\overline{A}$ 와 B가 들어가고 두 출력이 OR로 모이므로 출력식은

$X=A\cdot\overline{B}+\overline{A}\cdot B=A\oplus B$

즉 배타적 논리합(XOR) 회로다.

진리표로 확인하면 다음과 같다.

(1) 논리곱은 접점의 직렬, 논리합은 병렬, 부정은 b접점으로 옮긴다. 그러므로 $A\cdot\overline{B}$ 는 'A의 a접점 + B의 b접점' 직렬, $\overline{A}\cdot B$ 는 'A의 b접점 + B의 a접점' 직렬이 되고 이 두 가지를 병렬로 묶어 표시등 X에 넣으면 된다.

(2) 타임차트는 구간마다 (A, B) 조합을 읽어 진리표를 대입하면 된다. 주어진 파형은 앞에서부터 (1,1)→0, (0,1)→1, (1,0)→1, (1,1)→0, (0,0)→0, (1,1)→0, (1,0)→1 이 되어 X는 두 번째·세 번째 구간과 마지막 구간에서만 High가 된다.