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19-3어느 공장에서 하루 동안 사용한 전력량은 100[kWh]였고, … | 2019년 전기산업기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

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19-3

어느 공장에서 하루 동안 사용한 전력량은 100[kWh]였고, 그날의 최대 전력은 7[kW], 최대 전력이 나타난 순간에 흐른 전류는 20[A]로 측정되었다. 부하 설비로는 3상 유도 전동기(정격 220[V], 11[kVA]) 한 대를 쓰고 있다.

(1) 이 날의 일 부하율을 [%]로 구하시오.

(2) 최대 전력이 나타난 시점의 역률을 [%]로 구하시오.

해설

(1) 59.52[%]

(2) 91.85[%]


[해설]

(1) 부하율은 같은 기간의 평균 전력이 최대 전력의 몇 [%]인지를 나타내는 값이다.

부하율=평균 전력최대 전력×100[%]\text{부하율} = \dfrac{\text{평균 전력}}{\text{최대 전력}} \times 100\,[\%]

하루치 평균 전력은 사용 전력량을 24시간으로 나눈 값이다.

Pavg=10024=4.1667[kW]P_{avg} = \dfrac{100}{24} = 4.1667\,[\mathrm{kW}]

일 부하율=100/247×100=59.52[%]\text{일 부하율} = \dfrac{100/24}{7} \times 100 = \mathbf{59.52}\,[\%]

(2) 최대 전력 7[kW]는 유효 전력이고, 그때의 선전류가 20[A]이므로 3상 피상 전력과의 비가 곧 역률이다.

cosθ=P3VI×100=7×1033×220×20×100=91.85[%]\cos\theta = \dfrac{P}{\sqrt{3}\,V I} \times 100 = \dfrac{7 \times 10^{3}}{\sqrt{3} \times 220 \times 20} \times 100 = \mathbf{91.85}\,[\%]

참고로 이때의 피상 전력은 3×220×20=7,621[VA]=7.62[kVA]\sqrt{3} \times 220 \times 20 = 7{,}621\,[\mathrm{VA}] = 7.62\,[\mathrm{kVA}]로, 설비 용량 11[kVA] 안에 들어간다.

여기서 전동기의 정격 용량 11[kVA]는 두 물음 어느 쪽 계산에도 쓰이지 않는 조건이다. 부하율은 전력량과 최대 전력만으로, 역률은 최대 전력과 그때의 전압·전류만으로 결정된다. 이런 잉여 조건에 끌려 11×10311 \times 10^{3}을 분모에 넣지 않도록 주의한다.

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