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19-360[Hz], 6,600/210[V], 50[kVA]인 단상 변… | 2019년 전기산업기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

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60[Hz], 6,600/210[V], 50[kVA]인 단상 변압기가 있다. 2차 측을 단락한 채 1차 측 전압을 서서히 올렸더니 170[V]에서 1차 정격 전류가 흘렀으며, 이때의 입력은 700[W]였다. 역률 0.8(지상)인 정격 부하가 걸린 상태에서 이 변압기의 전압 변동률은 몇 [%]인가?

해설

2.42[%]


[해설]

2차를 단락하고 1차 정격 전류가 흐를 때까지 올린 전압이 임피던스 전압이고, 그때의 입력이 임피던스 와트(동손)다. 이 둘로 %강하를 구한 다음 전압 변동률 식에 넣는다.

%임피던스 강하

%z=VsV1n×100=1706,600×100=2.58[%]\%z = \dfrac{V_s}{V_{1n}} \times 100 = \dfrac{170}{6{,}600} \times 100 = 2.58\,[\%]

%저항 강하 — 임피던스 와트를 정격 용량으로 나눈다.

%p=PsPn×100=70050×103×100=1.4[%]\%p = \dfrac{P_s}{P_n} \times 100 = \dfrac{700}{50 \times 10^{3}} \times 100 = 1.4\,[\%]

%리액턴스 강하 — 임피던스 삼각형에서 피타고라스로 뽑는다.

%q=(%z)2(%p)2=2.5821.42=2.17[%]\%q = \sqrt{(\%z)^{2} - (\%p)^{2}} = \sqrt{2.58^{2} - 1.4^{2}} = 2.17\,[\%]

지상 역률 0.8이므로 sinθ=0.6\sin\theta = 0.6이고, 전압 변동률은 다음과 같다.

ε=%pcosθ+%qsinθ=1.4×0.8+2.17×0.6=2.42[%]\varepsilon = \%p\cos\theta + \%q\sin\theta = 1.4 \times 0.8 + 2.17 \times 0.6 = \mathbf{2.42}\,[\%]

역률이 진상이면 ε=%pcosθ%qsinθ\varepsilon = \%p\cos\theta - \%q\sin\theta가 되어 값이 작아지거나 음수가 될 수 있다. 부호가 갈리는 지점이므로 지상·진상을 먼저 확인하고 식을 세운다.

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