18-33층짜리 사무실 건물에 3상 3선식 6,000[V]를 받아 20… | 2018년 전기산업기사실기(필답형) 3회차 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 변압기용 10[A], 3상 변압기용 10[A]

(7) 4.63[kVA]

[해설]

(1) 난방 동력의 수용 부하

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

$P = 3.7\times 1 + (6.7+0.4)\times 0.55 = 3.7 + 3.905 = 7.605 \approx$ 7.61[kW]

(2) 계통별 피상 전력

표의 계절별 합계를 동력 역률 0.7로 나눈다. $P_a=\dfrac{P}{\cos\theta}$

상용 $\dfrac{26.5}{0.7}=37.857\approx$ 37.86[kVA], 하계 $\dfrac{52.0}{0.7}=74.285\approx$ 74.29[kVA], 동계 $\dfrac{10.8}{0.7}=15.428\approx$ 15.43[kVA]

(3) 총 전기 설비 용량

하계 부하와 동계 부하는 같은 계절에 겹쳐 쓰이지 않으므로 둘 중 큰 하계 부하만 산입하고, 여기에 상용 동력과 조명·콘센트 설비 용량 75,880[VA]를 더한다.

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

동계 15.43[kVA]까지 모두 더해 203.46[kVA]로 싣는 자료가 있으나, 그렇게 하면 (5)에서 하계·동계 중 큰 쪽만 잡는 처리와 앞뒤가 맞지 않는다.

(4) 단상 변압기 용량

전등 $(520+1{,}120+45{,}100+1{,}200)\times 0.6 = 28{,}764\,[\mathrm{VA}] = 28.76\,[\mathrm{kVA}]$

콘센트 $(10{,}500+440+3{,}000+3{,}600+2{,}400+7{,}200)\times 0.7 = 18{,}998\,[\mathrm{VA}] = 19\,[\mathrm{kVA}]$

기타(정류기) $800\times 1 = 800\,[\mathrm{VA}] = 0.8\,[\mathrm{kVA}]$

합 $28.76+19+0.8 = 48.56\,[\mathrm{kVA}]$ → 이보다 큰 표준 용량 50[kVA]

(5) 3상 변압기 용량

하계 52[kW] > 동계 10.8[kW] 이므로 하계 부하를 상용 동력과 합산한 뒤 평균 수용률 65[%]를 건다.

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

(6) 변류기 1차 측 정격 전류

단상(단상 2선식) $I_1=\dfrac{50\times 10^{3}}{6{,}000}=8.33\,[\mathrm{A}]$, 여유 1.25~1.5배 → $10.42\sim 12.5\,[\mathrm{A}]$ → 표준 정격 10[A]

3상 $I_1=\dfrac{75\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 6{,}000}=7.22\,[\mathrm{A}]$, 여유 1.25~1.5배 → $9.02\sim 10.83\,[\mathrm{A}]$ → 표준 정격 10[A]

변류기 1차 정격 전류의 표준값은 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600[A] … 이다.

(7) 콘덴서 용량

보일러 펌프 6.7[kW]의 역률을 0.7 에서 0.95 로 올린다.

$Q_c = P(\tan\theta_1-\tan\theta_2) = 6.7\times\left(\dfrac{\sqrt{1-0.7^{2}}}{0.7}-\dfrac{\sqrt{1-0.95^{2}}}{0.95}\right) = 6.7\times(1.0202-0.3287) = 4.633$

따라서 4.63[kVA]이다.

참고로 조명·콘센트 표의 항목을 모두 더하면 $47{,}940+27{,}140+800 = 75{,}880\,[\mathrm{VA}]$ 로 표의 합계와 정확히 맞는다. 일반 콘센트를 80개(12,000[VA])로, 동력 역률을 55[%]로, (1)의 수용률을 65[%]로 실은 자료도 있으나 그 조건으로는 표의 합계와 항목 합이 어긋나고 다른 회차에 재출제된 같은 문항의 조건과도 맞지 않는다.