20-1비상용 예비전원으로 쓰는 축전지에 관하여 아래 물음에 답하시오.… | 2020년 전기산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

(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.