21-1어느 3층 사무실 건물에 수전 설비를 시설하였다. 3상 3선식 … | 2021년 전기산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

(1) 7.61[kW]

(2) 상용 동력 37.86[kVA], 하계 동력 74.29[kVA], 동계 동력 15.43[kVA]

(3) 188.03[kVA]

(4) 50[kVA]

(5) 75[kVA]

(6) 단상 변압기 10[A], 3상 변압기 10[A]

(7) 4.63[kVA]

[해설]

(1) 난방 동력의 수용 부하

온수 순환 펌프는 상시 운전이므로 수용률 100[%], 보일러 펌프와 오일 기어 펌프에만 수용률 55[%]를 적용한다.

$P = 3.7 \times 1 + (6.7 + 0.4) \times 0.55 = 3.7 + 3.905 = \;$ 7.61[kW]

(2) 계절별 피상 전력

표의 합계값을 역률 0.7로 나눈다.

$P_{a1} = \dfrac{26.5}{0.7} = 37.86\,[\mathrm{kVA}]$(상용), $P_{a2} = \dfrac{52.0}{0.7} = 74.29\,[\mathrm{kVA}]$(하계), $P_{a3} = \dfrac{10.8}{0.7} = 15.43\,[\mathrm{kVA}]$(동계)

(3) 총 전기 설비 용량

하계 부하와 동계 부하는 같은 시기에 함께 쓰이지 않으므로 둘 중 큰 쪽(하계)만 더한다. 조명 및 콘센트 부하는 표의 총 용량 75,880[VA] = 75.88[kVA]를 그대로 쓴다(설비 용량이므로 수용률을 곱하지 않는다).

$P_a = 37.86 + 74.29 + 75.88 = \;$ 188.03[kVA]

(4) 단상 변압기 용량

전등: $(520 + 1{,}120 + 45{,}100 + 1{,}200) \times 0.6 \times 10^{-3} = 28.76\,[\mathrm{kVA}]$

콘센트: $(10{,}500 + 440 + 3{,}000 + 3{,}600 + 2{,}400 + 7{,}200) \times 0.7 \times 10^{-3} = 19.00\,[\mathrm{kVA}]$

전화 교환용 정류기: $800 \times 1.0 \times 10^{-3} = 0.8\,[\mathrm{kVA}]$

$P_a = 28.76 + 19.00 + 0.8 = 48.56\,[\mathrm{kVA}]$ → 표준 규격 50[kVA] 선정

(5) 3상 변압기 용량

동계(10.8[kW])와 하계(52.0[kW]) 중 큰 하계 부하를 상용 부하와 합쳐 역률로 나눈 뒤 평균 수용률 65[%]를 곱한다.

$P_a = \dfrac{26.5 + 52.0}{0.7} \times 0.65 = 112.14 \times 0.65 = 72.89\,[\mathrm{kVA}]$ → 표준 규격 75[kVA] 선정

(6) 변류기 1차 측 정격 전류

변류기는 부하 전류에 여유 $1.25 \sim 1.5$ 배를 곱한 뒤 표준값(5, 10, 15, 20, 30, 40[A] …) 중에서 고른다.

단상: $I_1 = \dfrac{50 \times 10^{3}}{6{,}000} \times (1.25 \sim 1.5) = 8.33 \times (1.25 \sim 1.5) = 10.42 \sim 12.5\,[\mathrm{A}]$ → 10[A]

3상: $I_1 = \dfrac{75 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 6{,}000} \times (1.25 \sim 1.5) = 7.22 \times (1.25 \sim 1.5) = 9.02 \sim 10.83\,[\mathrm{A}]$ → 10[A]

(7) 전력용 콘덴서 용량

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

$Q_c = 6.7 \times \left(\dfrac{\sqrt{1 - 0.7^2}}{0.7} - \dfrac{\sqrt{1 - 0.95^2}}{0.95}\right) = 6.7 \times (1.0202 - 0.3287) = \;$ 4.63[kVA]

참고로 일부 교재는 이 문항의 조건에 직접조명 LED의 소비전력 · 광효율 · 보수 상태를 함께 실어 두었으나, (1)~(7) 어디에도 광속이나 조도 계산이 없어 쓰이지 않는 조건이다. 같은 문항이 다른 회차에 다시 실릴 때에도 그 줄은 없다.