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18-1지상 3층 사무실 건물에서 3상 3선식 6,000[V]를 받아 … | 2018년 전기산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

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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 목적용량[kW]대수상용 동력[kW]하계 동력[kW]동계 동력[kW]
난방 설비




· 보일러 펌프6.71

6.7
· 오일 기어 펌프0.41

0.4
· 온수 순환 펌프3.71

3.7
공기 조화 설비




· 1·2·3층 패키지 콤프레셔7.56
45.0
· 콤프레셔 팬5.5316.5

· 냉각수 펌프5.51
5.5
· 쿨링 타워1.51
1.5
급수·배수 설비




· 양수 펌프3.713.7

기타




· 소화 펌프5.515.5

· 셔터0.420.8

합계

26.552.010.8

[조명 및 콘센트 부하 설비]

사용 목적와트수[W]설치 수량환산 용량[VA]총 용량[VA]비고
전등 설비




· 수은등 A2002260520200[V] 고역률
· 수은등 B10081401,120100[V] 고역률
· 형광등408205545,100200[V] 고역률
· 백열 전등6020601,200
콘센트 설비




· 일반 콘센트
7015010,5002P 16[A]
· 환기팬용 콘센트
855440
· 히터용 콘센트1,50021,5003,000
· 복사기용 콘센트
49003,600
· 텔레타이프용 콘센트
21,2002,400
· 룸 쿨러용 콘센트
61,2007,200
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?

해설

(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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