18-1지상 3층 사무실 건물에서 3상 3선식 6,000[V]를 받아 … | 2018년 전기산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지
18-1
지상 3층 사무실 건물에서 3상 3선식 6,000[V]를 받아 200[V]로 낮추어 쓰는 설비를 갖추었다. 부하 내역이 아래 두 표와 같고 [조건]이 다음과 같을 때 물음에 답하시오.
[동력 부하 설비]
| 사용 목적 | 용량[kW] | 대수 | 상용 동력[kW] | 하계 동력[kW] | 동계 동력[kW] |
| 난방 설비 | |||||
| · 보일러 펌프 | 6.7 | 1 | 6.7 | ||
| · 오일 기어 펌프 | 0.4 | 1 | 0.4 | ||
| · 온수 순환 펌프 | 3.7 | 1 | 3.7 | ||
| 공기 조화 설비 | |||||
| · 1·2·3층 패키지 콤프레셔 | 7.5 | 6 | 45.0 | ||
| · 콤프레셔 팬 | 5.5 | 3 | 16.5 | ||
| · 냉각수 펌프 | 5.5 | 1 | 5.5 | ||
| · 쿨링 타워 | 1.5 | 1 | 1.5 | ||
| 급수·배수 설비 | |||||
| · 양수 펌프 | 3.7 | 1 | 3.7 | ||
| 기타 | |||||
| · 소화 펌프 | 5.5 | 1 | 5.5 | ||
| · 셔터 | 0.4 | 2 | 0.8 | ||
| 합계 | 26.5 | 52.0 | 10.8 |
[조명 및 콘센트 부하 설비]
| 사용 목적 | 와트수[W] | 설치 수량 | 환산 용량[VA] | 총 용량[VA] | 비고 |
| 전등 설비 | |||||
| · 수은등 A | 200 | 2 | 260 | 520 | 200[V] 고역률 |
| · 수은등 B | 100 | 8 | 140 | 1,120 | 100[V] 고역률 |
| · 형광등 | 40 | 820 | 55 | 45,100 | 200[V] 고역률 |
| · 백열 전등 | 60 | 20 | 60 | 1,200 | |
| 콘센트 설비 | |||||
| · 일반 콘센트 | 70 | 150 | 10,500 | 2P 16[A] | |
| · 환기팬용 콘센트 | 8 | 55 | 440 | ||
| · 히터용 콘센트 | 1,500 | 2 | 1,500 | 3,000 | |
| · 복사기용 콘센트 | 4 | 900 | 3,600 | ||
| · 텔레타이프용 콘센트 | 2 | 1,200 | 2,400 | ||
| · 룸 쿨러용 콘센트 | 6 | 1,200 | 7,200 | ||
| 기타 | |||||
| · 전화 교환용 정류기 | 1 | 800 | |||
| 합계 | 75,880 |
[조건]
· 역률은 동력 쪽을 모두 70[%]로, 그 밖의 것을 100[%]로 잡는다.
· 수용률 — 전등 60[%] / 콘센트 70[%] / 전화 교환용 정류기 100[%]
· 변압기 용량을 뽑을 때 여유율은 보지 않고, 답은 표준 규격 용량으로 낸다.
· 변압기 용량 산정에 쓰이는 동력 설비의 평균 수용률은 65[%]로 잡는다.
(1) 겨울철 난방 때 온수 순환 펌프는 쉬지 않고 돌며 보일러용 펌프와 오일 기어 펌프에는 55[%]의 수용률이 걸린다. 난방 동력의 수용 부하[kW]를 구하시오.
(2) 상용·하계·동계 동력의 피상전력[kVA]을 각각 구하시오.
(3) 이 건물이 갖추어야 할 전기 설비 용량[kVA]은 얼마를 기준으로 잡아야 하는가?
(4) 조명·콘센트 쪽을 맡을 단상 변압기는 최소 몇 [kVA]짜리여야 하는가?
(5) 동력 쪽을 맡을 3상 변압기는 몇 [kVA]짜리로 잡으면 되는가?
(6) 위 두 변압기에 각각 붙는 전류계용 변류기의 1차 정격전류[A]를 구하시오.
(7) 부하마다 전력용 콘덴서를 달아 역률을 손보려 한다. 보일러 펌프를 역률 95[%]로 만들려면 콘덴서가 몇 [kVA] 필요한가?
(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] 선정
(5) 75[kVA] 선정
(6) 단상 변압기 10[A], 3상 변압기 10[A]
(7) 4.63[kVA]
[해설]
동력 부하는 역률 70[%]로 나눠 피상전력으로 바꾼다. 하계 동력과 동계 동력은 함께 쓰지 않으므로 큰 쪽(하계)만 넣는다.
난방 수용 부하 = 3.7 × 1 + (6.7 + 0.4) × 0.55 = 7.61[kW]
상용 26.5 / 0.7 = 37.86[kVA], 하계 52.0 / 0.7 = 74.29[kVA], 동계 10.8 / 0.7 = 15.43[kVA]
설비 용량 = 37.86 + 74.29 + 75.88 = 188.03[kVA]
단상 변압기 = 47,940 × 0.6 + 27,140 × 0.7 + 800 × 1 ≒ 48.56[kVA] → 표준 용량 50[kVA]
3상 변압기 = (26.5 + 52.0) / 0.7 × 0.65 = 72.89[kVA] → 표준 용량 75[kVA]
변류기 1차 전류는 변압기 1차 전류의 1.25~1.5배를 구해 가장 가까운 표준 정격으로 정한다.
단상: 50,000 / 6,000 × (1.25~1.5) = 10.42~12.5[A] → 10[A]
3상: 75,000 / (√3 × 6,000) × (1.25~1.5) = 9.02~10.83[A] → 10[A]
콘덴서 용량 = P(tanθ1 − tanθ2)
= 6.7 × (1.0202 − 0.3287) = 4.63[kVA]
혼동 주의: 동계 동력까지 더해 203.46[kVA]로 잡으면 설비 용량을 너무 크게 잡게 된다.
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