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역률 0.8, 75[kW] 부하에 역률 0.6, 55[kW] 부하를 추… | 전기기사 실기 2025년 3회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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역률 0.8, 75[kW] 부하에 역률 0.6, 55[kW] 부하를 추가하였다. 콘덴서로 합성 역률을 95[%]로 개선할 때 필요한 콘덴서 용량[kVA]을 구하시오. (단, 개선 전후 유효전력 불변.)
해설
유효전력 P=75+55=130P = 75 + 55 = 130 [kW]
무효전력 Q=750.8×10.82+550.6×10.62=129.58Q = \dfrac{75}{0.8}\times\sqrt{1-0.8^2} + \dfrac{55}{0.6}\times\sqrt{1-0.6^2} = 129.58 [kVar]
콘덴서 용량 Qc=QPtanθ=129.58130×10.9520.95=86.85Q_c = Q - P\tan\theta = 129.58 - 130\times\dfrac{\sqrt{1-0.95^2}}{0.95} = 86.85 [kVA]

답: 86.85 [kVA]


[해설]

합성 역률 개선 문제는 부하별 무효전력을 각각 구해 합산한 뒤 목표 역률에서 허용되는 무효전력과의 차이를 콘덴서 용량으로 잡는 순서로 푼다.

두 부하의 유효전력을 더하면 P=75+55=130P = 75 + 55 = 130 [kW]이고, 각 부하의 피상전력에 sinθ\sin\theta를 곱해 얻은 무효전력을 더한다.
Q=750.8×10.82+550.6×10.62=129.58Q = \dfrac{75}{0.8}\times\sqrt{1-0.8^2} + \dfrac{55}{0.6}\times\sqrt{1-0.6^2} = 129.58 [kVar]

여기서 목표 역률 95[%]에서 허용되는 무효전력 PtanθP\tan\theta를 빼면 필요한 콘덴서 용량이 나온다.
Qc=QPtanθ=129.58130×10.9520.95=86.85Q_c = Q - P\tan\theta = 129.58 - 130\times\dfrac{\sqrt{1-0.95^2}}{0.95} = 86.85 [kVA]
부하가 둘이어도 유효·무효전력을 각각 합산한 뒤 한 번에 개선한다는 점이 계산의 핵심이다.

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