25-2어느 공장에 역률 60[%], 용량 300[kVA]인 3상 평형… | 2025년 전기산업기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) 180.84[kVA]

(2) 방전코일

(3) 설치 목적: 제5고조파 제거 / 이론상 용량: 7.23[kVA] / 실제 용량: 10.85[kVA]

[해설]

(1) 부하의 유효전력은 $P=300\times0.6=180\,[\mathrm{kW}]$ 이고, 유효전력이 일정한 상태에서 역률만 개선하므로

$Q_c=P\left(\dfrac{\sin\theta_1}{\cos\theta_1}-\dfrac{\sin\theta_2}{\cos\theta_2}\right)=180\left(\dfrac{\sqrt{1-0.6^{2}}}{0.6}-\dfrac{\sqrt{1-0.95^{2}}}{0.95}\right)$

$=180\times(1.3333-0.3287)=\mathbf{180.84}\,[\mathrm{kVA}]$

(2) 회로에서 분리한 뒤에도 콘덴서에는 전하가 남아 감전의 위험이 있고, 재투입 시 과전압을 일으킨다. 이를 빠르게 방전시키는 것이 방전코일(DC)이다(저압용 콘덴서에는 방전저항을 쓴다).

(3) 콘덴서 회로는 고조파에 대해 용량성이어서 계통 리액턴스와 공진하면 제5고조파가 확대된다. 직렬 리액터를 넣어 제5고조파에 대해 회로를 유도성으로 만들어 파형 왜곡을 막는다.

제5고조파 공진 조건은 $5\omega L=\dfrac{1}{5\omega C}$ 이므로 $\omega L=\dfrac{1}{25}\cdot\dfrac{1}{\omega C}=0.04\cdot\dfrac{1}{\omega C}$, 즉 콘덴서 용량의 4[%]가 이론값이다. 실제로는 주파수 변동과 리액터 오차를 감안해 6[%]를 적용한다.

· 이론상: $180.84\times0.04=\mathbf{7.23}\,[\mathrm{kVA}]$

· 실제: $180.84\times0.06=\mathbf{10.85}\,[\mathrm{kVA}]$

모선에서 콘덴서까지의 결선 순서는 다음과 같다.