2020년 전기산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

네온방전등의 관등회로는 사용전압이 수 [kV]에 이르므로, 배선은 애자공사로 하고 전선을 자기·유리제 애자로 조영재의 아랫면이나 옆면에 단단히 지지한다. 전압이 높을수록 연면방전이 일어나기 쉬우니 조영재와의 거리도 전압 구분에 따라 넓혀 잡는다.

전개된 장소를 기준으로 6[kV] 이하는 2[cm] 이상, 6[kV] 초과 9[kV] 이하는 3[cm] 이상, 9[kV] 초과는 4[cm] 이상이다. 같은 값을 [mm]로 옮기면 각각 20·30·40[mm]가 된다.

함께 정리해 둘 것으로, 관등회로 배선에서 전선 상호 간의 간격은 6[cm] 이상으로 하고, 지지점 사이의 거리는 1[m] 이하로 한다. 전압 구분을 6,000[V]·9,000[V]처럼 [V] 단위로 적는 판본도 있으나 6[kV]·9[kV]와 같은 값이다.

(1)

(2) ① $\dfrac{1}{\sqrt{3}}$배  ② $\dfrac{1}{3}$배  ③ $\dfrac{1}{3}$배

[해설]

(1) 세 개의 전자개폐기는 역할이 서로 다르다. M은 전원을 전동기 쪽으로 들여보내는 개폐기라 기동할 때나 운전할 때나 계속 ON이다. S는 권선 끝 u′·v′·w′를 한 점으로 묶어 중성점을 만드는 개폐기이므로 Y 기동 구간에서만 ON이고, D는 각 권선의 끝을 다른 상의 시작단에 이어 붙여 폐로를 만드는 개폐기이므로 Δ 운전 구간에서만 ON이다. S와 D가 동시에 투입되면 상간 단락이 되므로 두 개폐기 사이에는 반드시 인터록을 건다.

(2) 전원 선간전압을 V라 하면 Δ 결선에서 각 상 권선에 걸리는 전압은 V 그대로지만, Y 결선에서는 $V/\sqrt{3}$로 낮아진다. 따라서 권선에 걸리는 기동전압은 $1/\sqrt{3}$배다.

선전류를 견주면 Δ 결선은 $I_\Delta = \sqrt{3} \cdot \dfrac{V}{Z}$, Y 결선은 $I_Y = \dfrac{V/\sqrt{3}}{Z}$이므로

$\dfrac{I_Y}{I_\Delta} = \dfrac{V/(\sqrt{3}Z)}{\sqrt{3}V/Z} = \dfrac{1}{3}$

즉 기동전류는 $1/3$배로 줄어든다.

유도전동기의 토크는 인가전압의 제곱에 비례하므로 $T \propto \left(\dfrac{1}{\sqrt{3}}\right)^{2} = \dfrac{1}{3}$이 되어 기동토크도 $1/3$배다. 기동전류를 1/3로 줄이는 대신 기동토크도 같은 비율로 깎이므로, Y-Δ 기동은 무부하에 가까운 상태로 기동할 수 있는 5.5[kW] 이상 전동기에 주로 쓴다.

(1) 74.88[Ah]

(2) ① 2[V/cell]  ② 1.2[V/cell]

[해설]

(1) 부하가 여러 단으로 바뀌는 경우 축전지 용량은 각 단의 용량환산시간 계수 K에 그 단에서 늘어난 전류를 곱해 더한 뒤, 보수율 L로 나누어 구한다.

$C = \dfrac{1}{L}\left\{ K_1 I_1 + K_2 (I_2 - I_1) \right\}\,[\mathrm{Ah}]$

이 문제의 부하는 처음 20분 동안 60[A]가 흐르다가 그다음 10분 동안 50[A]로 줄어드는 계단이므로, 둘째 항의 $(I_2 - I_1)$이 음수가 된다. 전류가 줄어든 만큼 필요한 용량도 덜어 준다는 뜻이다.

$C = \dfrac{1}{0.8}\left\{ 1.15 \times 60 + 0.91 \times (50 - 60) \right\} = \dfrac{69 - 9.1}{0.8} = \dfrac{59.9}{0.8} = 74.88\,[\mathrm{Ah}]$

따라서 74.88[Ah] 이상인 축전지를 골라야 한다. 여기서 $K_1$은 전체 방전시간(30분)에, $K_2$는 둘째 단의 방전시간(10분)에 대응하는 계수이며, 최저 축전지 온도 5[℃]와 허용 최저전압 90[V]는 원래 이 K값을 용량환산시간표에서 찾을 때 쓰는 조건이다. 문제에서 K를 이미 주었으므로 허용 최저전압 90[V]와 셀당 전압 1.06[V/cell]은 계산에 들어가지 않는다.(두 값은 셀 수가 $90/1.06 \approx 85$셀임을 알려 줄 뿐이다.)

(2) 축전지의 공칭전압은 연축전지 2[V/cell], 알칼리 축전지 1.2[V/cell]이다. 실제 기전력은 연축전지가 약 2.05~2.08[V/cell], 알칼리 축전지가 약 1.32[V/cell]로 공칭전압보다 조금 높다. 알칼리 축전지는 셀당 전압이 낮아 같은 전압을 만들려면 셀 수가 많아지지만, 수명이 길고 과충·과방전에 강해 비상용으로 많이 쓴다.

① 반발 기동형  ② 반발 유도형  ③ 콘덴서 기동형  ④ 분상 기동형  ⑤ 셰이딩 코일형

[해설]

단상 유도전동기는 단상 전원만으로는 회전자계가 생기지 않아 스스로 기동하지 못한다. 그래서 기동할 동안만 인위적으로 회전자계나 기동토크를 만들어 주는데, 그 방법에 따라 다음처럼 나뉜다.

① 반발 기동형 — 회전자에 정류자와 브러시를 두어 반발전동기로 기동한 뒤, 속도가 오르면 정류자편을 단락시켜 유도전동기로 운전한다. 기동토크가 가장 크다.

② 반발 유도형 — 반발 기동형과 같은 반발권선에 농형 권선을 함께 두어 기동 후에도 두 권선이 함께 작용한다. 기동토크는 반발 기동형 다음으로 크다.

③ 콘덴서 기동형 — 기동권선에 콘덴서를 직렬로 넣어 주권선 전류보다 위상을 앞서게 만들어 회전자계를 얻는다. 역률과 기동토크가 모두 좋다.

④ 분상 기동형 — 저항이 크고 리액턴스가 작은 기동권선을 주권선과 병렬로 두어 두 전류 사이에 위상차를 만든다. 구조가 간단한 대신 기동토크는 작다.

⑤ 셰이딩 코일형 — 자극의 일부를 굵은 동대(셰이딩 코일)로 감아 그 부분의 자속을 늦춰 이동자계를 만든다. 구조가 가장 간단하지만 기동토크가 작고 효율이 낮아 소형 팬 등에 쓴다.

기동토크가 큰 순서는 반발 기동형 > 반발 유도형 > 콘덴서 기동형 > 분상 기동형 > 셰이딩 코일형이며, 여기에 3상 전원을 단상으로 쓰는 모노사이클릭 기동형을 더해 6가지로 드는 경우도 있다. 3가지만 요구하면 앞쪽에서 골라 쓰면 된다.

[해설]

공칭전압은 그 계통을 부르는 이름이고, 정격전압은 그 계통에서 정상 운전 중에 나타날 수 있는 최고전압을 기준으로 정한 기기의 사용한도다. 계통 말단의 전압 상승과 부하 변동을 감안해 공칭전압보다 조금 높게 잡히므로, 차단기·단로기·피뢰기의 정격을 고를 때는 반드시 정격전압 쪽을 본다.

우리나라에서 쓰는 대응은 다음과 같다.

정격전압을 $V_n = V \times \dfrac{1.2}{1.1}$로 어림하면 22.9[kV]는 24.98, 154[kV]는 168.0이 나와 표준값과 가깝기는 하지만 정확히 맞지는 않는다. 즉 이 값들은 계산으로 뽑는 것이 아니라 표준 대응표를 외워 두는 항목이다. 같은 표에서 22.9[kV] 다중접지 배전선로용 피뢰기의 정격전압이 18[kV](변전소용 21[kV])라는 점도 함께 정리해 두면 좋다.

(1) 37.5[%]

(2) 66.67[%]

[해설]

(1) 부하율은 같은 기간의 평균전력을 최대전력으로 나눈 값이다. 하루 평균전력은 사용전력량을 24시간으로 나누면 되므로

$\text{일부하율} = \dfrac{90/24}{10} \times 100 = \dfrac{3.75}{10} \times 100 = 37.5\,[\%]$

즉 37.5[%]다. 부하율이 낮다는 것은 설비를 잠깐만 크게 쓰고 대부분은 놀린다는 뜻이라, 같은 전력량을 쓰더라도 기본요금 부담이 커진다.

(2) 3상 전력 $P = \sqrt{3}\,V I \cos\theta$를 역률에 대해 풀면

$\cos\theta = \dfrac{P}{\sqrt{3}\,V I} = \dfrac{10 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 200 \times 43.3} \times 100 = 66.67\,[\%]$

따라서 최대전력일 때의 역률은 66.67[%]다.

전동기의 정격용량 15[kVA]는 두 물음의 계산에 쓰이지 않는다. 최대전력일 때의 피상전력은 $\sqrt{3} \times 200 \times 43.3 = 15{,}000\,[\mathrm{VA}]$로 정격과 같아, 전동기를 정격 피상전력까지 쓰고 있었다는 사실을 확인해 주는 조건일 뿐이다.

5[kVA]

[해설]

변압기는 각 부하의 최대수요전력이 동시에 겹칠 때가 아니라, 실제로 합쳐져 나타나는 합성 최대수요전력을 감당하면 된다. 개별 최대수요전력의 합을 부등률로 나눈 것이 합성 최대수요전력이고, 이를 역률로 나누면 변압기가 부담할 피상전력이 된다.

변압기 용량 $P_a$는 (개별 최대수요전력의 합) ÷ (부등률 × 역률)로 구한다.

$P_a = \dfrac{200 + 300 + 800 + 1{,}200 + 2{,}500}{1.14 \times 1} \times 10^{-3} = \dfrac{5{,}000}{1.14} \times 10^{-3} = 4.39\,[\mathrm{kVA}]$

계산값 4.39[kVA]를 넘는 표준용량은 표에서 5[kVA]이므로 이 용량을 선정한다.

부등률은 항상 1 이상이며 값이 클수록 부하의 최대치가 서로 어긋나 있다는 뜻이라 변압기를 작게 잡을 수 있다. 반대로 수용률은 설비용량 중 실제로 쓰는 비율이라 1 이하이고, 변압기 용량 계산에서는 곱해 준다. 두 값을 헷갈려 나눌 자리에 곱하면 용량이 한 단계 이상 어긋나므로 주의한다.

20[A] 분기회로 3회로, 30[A] 분기회로 1회로 — 모두 4회로

[해설]

분기회로수는 부하의 총 용량[VA]을 분기회로 1회로가 감당하는 용량(전압 × 분기회로 전류)으로 나누어 구하고, 소수가 나오면 올림한다. 남는 0.1회로도 회로 하나가 더 필요하다는 뜻이기 때문이다.

먼저 전등·전열 부하는 표준부하에 바닥면적을 곱한 뒤 예비부하를 더한다.

$P = 25 \times 350 + 3{,}500 = 8{,}750 + 3{,}500 = 12{,}250\,[\mathrm{VA}]$

$N_{20} = \dfrac{12{,}250}{220 \times 20} = \dfrac{12{,}250}{4{,}400} = 2.78$ → 올림하여 3회로

에어컨은 냉방기기라 전용 분기회로로 빼며, 30[A] 회로로 잡으므로

$N_{30} = \dfrac{2{,}500 \times 2}{220 \times 30} = \dfrac{5{,}000}{6{,}600} = 0.76$ → 올림하여 1회로

따라서 20[A] 분기 3회로와 30[A] 분기 1회로, 합계 4회로가 필요하다.

냉방기기나 취사용 기기는 110[V]에서 1.5[kW], 220[V]에서 3[kW]를 넘으면 전용 분기회로로 뽑는 것이 원칙이며, 문제에 분기회로 전류가 주어지지 않으면 16[A]를 표준으로 잡는다.

같은 문제를 표준부하 30[VA/m²]으로 싣고 20[A] 회로를 4회로로 답하는 판본도 있다. 다만 그 판본의 인쇄된 식은 분모가 200 × 20으로 되어 있는데, 인입전압이 단상 220[V]이므로 220 × 20으로 계산해야 인쇄된 값 3.18이 나온다. 표준부하 값 자체는 문제의 [조건]으로 주어지는 것이니, 조건에 적힌 값을 그대로 넣어 계산하면 된다.

(1) 5.5[m]

(2) 200.4[m]

[해설]

전선을 당기는 힘(수평장력) T는 인장강도를 안전율로 나눈 값이다.

$T = \dfrac{4{,}000}{2.2} = 1{,}818.18\,[\mathrm{kg}]$

(1) 이도는 $D = \dfrac{W S^{2}}{8T}$로 구한다. 여기서 W는 전선 1[m]당 하중, S는 경간이다.

$D = \dfrac{2 \times 200^{2}}{8 \times 1{,}818.18} = \dfrac{80{,}000}{14{,}545.45} = 5.5\,[\mathrm{m}]$

따라서 이도는 5.5[m]다.

(2) 전선의 실제 길이는 경간에 이도로 생기는 늘어남을 더한 근사식으로 구한다.

$L = S + \dfrac{8D^{2}}{3S} = 200 + \dfrac{8 \times 5.5^{2}}{3 \times 200} = 200 + 0.403 = 200.4\,[\mathrm{m}]$

즉 200.4[m]로, 경간보다 0.4[m] 남짓 길 뿐이다. 이도가 커지면 지표와의 이격은 줄고 전선 길이는 늘어나므로, 이도는 지지물 높이와 전선 소요량을 함께 좌우한다.

풍압하중이 있으면 W 자리에 수직하중과 수평 풍압하중의 합성하중 $W = \sqrt{(W_c + W_i)^{2} + W_w^{2}}$를 넣는다는 점도 함께 기억해 둔다.

(1) ① 기기의 손상 방지  ② 인체의 감전사고 방지  ③ 보호계전기의 확실한 동작 확보

(2) ① 피뢰기 접지  ② 피뢰침 접지  ③ 기기 및 제어반 외함 접지

[해설]

(1) 접지는 고장전류와 이상전압이 흘러갈 길을 대지에 만들어 주는 일이다. 표준적으로 드는 목적은 ① 이상전압 억제, ② 기기의 손상 방지, ③ 인체의 감전사고 방지, ④ 보호계전기의 확실한 동작 확보의 네 가지이며, 3가지를 요구하면 이 중에서 골라 쓰면 된다. 특히 지락이 생겼을 때 지락전류가 충분히 흘러야 계전기가 고장을 잡아내므로, 접지는 보호협조의 전제조건이기도 하다.

(2) 변전소에서 접지가 특히 중요한 곳은 피뢰기(뇌전류를 대지로 흘려야 제한전압이 유지된다), 피뢰침(직격뢰의 방류 경로), 기기와 제어반의 금속제 외함(충전부와 외함이 닿았을 때 사람이 만지는 부분의 전위를 낮춘다)이다. 이 밖에 변압기 중성점, 계기용 변성기 2차측, 케이블 실드와 금속관·트레이 같은 금속제 배선설비도 접지 대상이 된다.

한편 이 문제를 “제1종 접지공사의 접지 개소 5개소”로 묻는 판본이 있으나, 제1종·제2종·제3종·특별 제3종으로 나누던 접지공사 구분은 한국전기설비규정(KEC)이 시행되면서 폐지되었고 지금은 계통접지(TN·TT·IT)와 보호도체·접지시스템 체계로 대체되었다. 폐지된 기준을 묻는 물음은 그대로 옮기지 않고, 현행 기준에서도 그대로 성립하는 “중요 접지 개소”로 두었다.

(1) ① 접지형 계기용 변압기(GPT)  ② 지락과전압계전기(OVGR)

(2) 단상 PT 3대의 1차 권선을 Y로 묶어 중성점을 직접 접지하고, 검출용 권선은 개방 Δ(오픈 델타)로 결선하여 그 개방단에서 영상전압을 얻는다.

[해설]

(1) 주변압기 2차가 Δ결선이면 중성점이 없어 지락전류가 거의 흐르지 않는 비접지 계통이 된다. 이런 계통에서는 지락전류의 크기로 고장을 잡기 어려우므로 영상전압을 검출해 보호한다. 영상전압을 만들어 주는 변성기가 접지형 계기용 변압기(GPT)이고, 그 전압으로 동작하는 계전기가 지락과전압계전기(OVGR)다. 회선이 여러 개여서 고장 회선을 골라내야 하면 영상변류기(ZCT)로 영상전류를 함께 받아 선택지락계전기(SGR)를 동작시킨다.

(2) 세 상의 전압을 벡터로 더하면 정상 상태에서는 0이지만, 한 상이 지락되면 합이 $3V_0$가 된다. 이 성질을 그대로 쓰는 결선이 개방 Δ다. 1차를 Y로 묶어 중성점을 접지해야 각 상 권선에 상전압이 걸리고, 검출 권선 3개를 직렬로 이어 한 곳을 열어 두면 그 개방단에 세 전압의 합, 곧 영상전압이 나타난다.

실제 GPT는 아래처럼 3권선으로 만들어, 2차는 계측용 Y결선으로 쓰고 3차를 개방 Δ로 하여 영상전압을 뽑는다.

22.9[kV] 계통용 GPT의 정격전압은 1차 $22{,}900/\sqrt{3}\,[\mathrm{V}]$, 2차 $190/\sqrt{3}\,[\mathrm{V}]$, 3차 $190/3\,[\mathrm{V}]$로 정해져 있어, 완전 1선 지락이면 개방단에 $190/3 \times 3 = 190\,[\mathrm{V}]$가 나타난다. 개방단에 다는 한류저항(CLR)은 지락 시 유효분 전류를 만들어 계전기 동작을 확실하게 하고, 간헐 아크지락에서 생기는 이상전압을 억제한다.

300[kW]

[해설]

3상 3선식 선로의 전압강하는 $e = V_s - V_r = \sqrt{3}\,I(R\cos\theta + X\sin\theta)$이고, 부하전력은 $P = \sqrt{3}\,V_r I \cos\theta$이다. 두 식에서 전류를 소거하면

$e = \dfrac{P}{V_r}(R + X\tan\theta) \quad \Rightarrow \quad P = \dfrac{e \cdot V_r}{R + X\tan\theta}$

허용되는 전압강하는 $6{,}600 - 6{,}000 = 600\,[\mathrm{V}]$이고, 역률 0.8이면 $\sin\theta = 0.6$, $\tan\theta = 0.6/0.8 = 0.75$이므로

$P = \dfrac{600 \times 6{,}000}{6 + 8 \times 0.75} = \dfrac{3{,}600{,}000}{12} = 300{,}000\,[\mathrm{W}]$

즉 300[kW]까지 걸 수 있다. 이보다 큰 부하를 걸면 전압강하가 600[V]를 넘어 수전단 전압이 6,000[V] 밑으로 떨어진다.

이 식은 $\sqrt{3}$이 소거되어 전압강하가 상전압이 아니라 선간전압 기준으로 바로 정리된 꼴이다. 전압강하율로 묻는 문제라면 $\varepsilon = e/V_r$를 대입해 $P = \varepsilon V_r^{\,2}/(R + X\tan\theta)$로 쓰면 된다.

① 전반조명 방식  ② 국부조명 방식  ③ 전반국부병용조명 방식

[해설]

조명기구의 배치를 기준으로 삼으면 조명방식은 다음 세 가지로 갈린다.

① 전반조명 방식 — 작업면 전체가 고르게 밝도록 기구를 일정한 간격으로 배치한다. 조도 분포가 균일해 책상 배치를 바꾸기 쉽지만, 필요 이상으로 밝히는 구역이 생겨 전력 소비가 늘어난다. 사무실·교실·공장의 일반 조명이 여기에 해당한다.

② 국부조명 방식 — 정밀 작업처럼 높은 조도가 필요한 곳에만 기구를 집중해 배치한다. 필요한 곳만 밝히므로 효율은 좋으나 주변과의 휘도 차가 커서 눈이 쉽게 피로해진다.

③ 전반국부병용조명 방식 — 실 전체를 낮은 조도로 고르게 밝혀 두고, 작업 지점에만 국부조명을 더한다. 밝기 대비를 적절히 유지하면서 전력도 아낄 수 있어 TAL(Task & Ambient Lighting) 조명이라고도 부른다.

이와 구분해야 할 것이 배광에 따른 분류다. 기구에서 나온 광속이 위아래로 어떻게 갈리는지에 따라 직접조명·반직접조명·전반확산조명·반간접조명·간접조명으로 나누며, 배치에 따른 분류와는 기준 자체가 다르다. 문제가 “기구 배치에 따른”이라고 못 박았으므로 직접·간접 계열을 답으로 쓰면 안 된다.

(1) ① 2.5[mm²]  ② 2.5[mm²]

(2) (a) 6가닥, (b) 4가닥

(3) 종류 NR, 굵기 2.5[mm²], 4가닥

(4) 11개

(5) 누전차단기

(6) ① AF: 차단기의 프레임 전류(외함이 견디는 전류)  ② AT: 차단기의 트립 전류(과전류로 동작하는 전류)

[해설]

(1) 저압 옥내배선의 전선은 단면적 2.5[mm²] 이상의 연동선(또는 이와 같은 정도 이상의 강도·굵기를 가진 것)을 쓰도록 정해져 있다. 전등회로든 전열회로든 이 최소 굵기는 같으므로 둘 다 2.5[mm²]다.

(2) 가닥수는 그 구간을 함께 지나는 회로를 하나씩 세어서 더한다. (a)는 하열 등기구 사이를 지나면서 상단 콘센트에서 하단 콘센트로 내려오는 전열 배선까지 겹치는 구간이라, 3로 스위치로 점멸하는 전등회로 4가닥에 전열회로 2가닥이 더해져 6가닥이 된다. (b)는 상열 등기구와 하열 등기구를 잇는 구간으로 전등회로만 지나므로 4가닥이다.

(3) (c)는 하단 벽의 콘센트에서 분전반 L-1까지 가는 전열 간선 구간이다. 금속전선관에 넣어 쓰는 450/750[V] 일반용 단심 비닐절연전선인 NR을 2.5[mm²]로, 콘센트 회로 2개분인 4가닥 넣는다.

(4) 박스는 기구가 붙는 자리마다 하나씩 필요하다. 등기구 7개(8각 박스), 콘센트 2개, 스위치 2개(4각 박스)를 더하면

$7 + 2 + 2 = 11$

로 11개다. 분전반은 세지 않는다는 단서가 붙어 있으므로 여기에 포함하지 않는다.

(5) ELB는 Earth Leakage Breaker, 곧 누전차단기다. 영상변류기로 유입·유출 전류의 차(지락전류)를 검출해 회로를 끊는다. 함께 표기된 MCCB(Molded Case Circuit Breaker)는 배선용 차단기로, 과부하와 단락은 막지만 누전은 검출하지 못한다.

(6) 차단기 명판의 AF(Ampere Frame)는 차단기 외함(프레임)이 견디도록 만들어진 전류로 차단기의 몸집을 나타내고, AT(Ampere Trip)는 과전류가 흐를 때 실제로 트립이 동작하는 전류다. 30AF/20AT는 30[A]짜리 프레임에 20[A]에서 트립되는 소자를 넣었다는 뜻이므로, 같은 프레임을 그대로 두고 트립 전류만 바꿔 다는 것이 가능하다.

(1) ① 최대수요전력계(최대수요전력량계)

② 25.8[kV]  ③ 18[kV]  ④ 25.8[kV]

⑤ 그 지점의 단락용량

⑥ 50/5

⑦ 단로기의 양쪽 접속단자가 모두 표면접속이라는 뜻

⑧ 접지를 하지 않는다.

⑨ 22,377.92[A]

(2) ① 몰드형  ② 정격전류  ③ 개방 후 콘덴서에 남은 잔류전하를 빠르게 방전시켜 감전을 막는다.  ④ 214.29[kW]

[해설]

(1)① MOF(계기용 변성기함) 옆에 붙는 DM은 수요시간(보통 15분) 평균전력의 최댓값을 기록하는 최대수요전력계다. 기본요금을 매기는 근거가 되므로 거래용 계기와 함께 설치한다.

②④ 기기의 정격전압은 그 계통에서 생길 수 있는 최고전압으로 정한다. 공칭전압 22.9[kV] 계통의 정격전압은 25.8[kV]이므로 DS와 OCB 모두 25.8[kV]급을 쓴다.

③ 피뢰기는 계통의 접지방식에 따라 정격이 갈린다. 22.9[kV] 3상 4선식 다중접지 계통에서 배전선로용은 18[kV], 변전소용은 21[kV]를 쓴다.

⑤ 차단기는 고장 시 흐르는 단락전류를 끊어야 하므로, 정격차단용량은 설치점에서 계산한 단락용량보다 크게 잡는다.

⑥ 변압기 뱅크 용량은 단상 500[kVA] 3대이므로 1차 전류는

$I_1 = \dfrac{500 \times 3}{\sqrt{3} \times 22.9} = 37.82\,[\mathrm{A}]$

여유 25[%]를 주면 $37.82 \times 1.25 = 47.27\,[\mathrm{A}]$이고, 참고표의 CT 1차 정격전류 계열(…40, 50, 75…)에서 이 값을 넘는 최초의 표준값은 50[A]다. 2차는 5[A]이므로 변류비는 50/5가 된다.

⑦ 단로기 기호 옆의 F는 표면접속(front), B는 이면접속(back)을 나타낸다. 따라서 F-F는 양쪽 단자가 모두 표면접속이라는 표시이고, 도면 아래쪽의 B-B·B-F는 각각 양면 이면접속·한쪽만 이면접속을 뜻한다.

⑧ 2부싱형 단상 변압기는 1차 권선의 양단이 모두 부싱으로 나와 있어 중성점을 접지하면 변압기를 통해 영상전류가 흐르는 경로가 생긴다. 이 결선에서는 중성점을 접지하지 않는다.(중성점 접지가 필요한 경우에는 1부싱형을 쓴다.)

⑨ 차단용량 $P_s = \sqrt{3}\,V_n I_s$에서 정격전압은 25.8[kV]이므로

$I_s = \dfrac{P_s}{\sqrt{3}\,V_n} = \dfrac{1{,}000 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 25.8} = 22{,}377.92\,[\mathrm{A}]$

정격차단전류는 22,377.92[A]다. 차단용량 계산에는 공칭전압이 아니라 정격전압을 넣는다는 점이 핵심이다.

(2)① 옥내 배전반에 들어가는 PT는 절연물로 권선을 굳혀 만든 몰드형이 표준이다. 유입형과 달리 기름이 없어 화재 위험이 작고 보수가 쉽다.

② 차단기에 적힌 전류값은 계속 흘려도 되는 정격전류이며, 차단할 수 있는 고장전류(정격차단전류)와는 다르다.

③ DC는 방전코일(discharge coil)로, 콘덴서를 개방한 뒤 남는 잔류전하를 신속히 방전시켜 감전과 재투입 시의 과전압을 막는다. 콘덴서와 직렬로 넣는 직렬리액터(SR)가 제5고조파를 억제하는 것과는 역할이 다르다.

④ 수용률은 최대수요전력을 설비용량으로 나눈 값이므로, 변압기가 감당할 수 있는 설비(부하) 용량은 변압기 용량을 수용률로 나눈 값이다. 전등용 변압기가 단상 150[kVA]이므로

$P = \dfrac{150}{0.7} = 214.29\,[\mathrm{kW}]$

따라서 214.29[kW]까지 걸 수 있다.

참고로 22.9[kV] 배전계통에서 피뢰기와 변압기 사이의 최대 유효 이격거리는 20[m]로 잡는다(66[kV] 45[m], 154[kV] 65[m]). 이격거리가 멀어지면 진행파의 반사로 변압기 단자전압이 제한전압보다 높아지기 때문이다.

① 전기분야기술사 2명  ② 설계사 2명  ③ 설계보조자 2명

[해설]

「전력기술관리법」은 전력시설물의 설계를 업으로 하려는 자에게 설계업 등록을 요구하고, 등록 종별을 종합설계업과 전문설계업으로 나눈다. 종합설계업은 취급할 수 있는 전력시설물의 범위에 제한이 없는 대신 기술인력 요건이 가장 무거워, 전기분야기술사 2명, 설계사 2명, 설계보조자 2명을 모두 갖추어야 한다. 세 직능이 각각 2명씩이라는 점만 기억하면 되는 문항이다.

여기서 설계사는 소정의 자격과 경력을 갖추고 설계업무를 수행하는 사람, 설계보조자는 그 설계사를 보조하는 사람을 가리킨다. 전문설계업은 취급 범위가 전압·용량으로 제한되는 대신 요구되는 기술인력의 수와 등급이 종합설계업보다 낮다.

판독한 지면에 근거 조문이 인쇄되어 있지 않아 조문 번호는 달지 않는다.