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정격용량 100[kVA] 변압기가 지상역률 60[%] 부하에 공급 중이… | 전기기사 실기 2025년 2회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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정격용량 100[kVA] 변압기가 지상역률 60[%] 부하에 공급 중이다. 역률을 90[%]로 개선해 변압기 전용량까지 공급하려 한다.

(1) 필요한 전력용 콘덴서 용량[kVA]
(2) 역률 개선으로 늘어난 유효전력[kW]
해설
(1) 개선 전 무효전력 Q1=100×1−0.62=80 [kVar]Q_1=100\times\sqrt{1-0.6^2}=80\,[\mathrm{kVar}], 개선 후 무효전력 Q2=100×1−0.92=43.59 [kVar]Q_2=100\times\sqrt{1-0.9^2}=43.59\,[\mathrm{kVar}]
콘덴서 용량 Q=Q1−Q2=80−43.59=36.41 [kVA]Q=Q_1-Q_2=80-43.59=36.41\,[\mathrm{kVA}]
답 : 36.41 [kVA]

(2) ΔP=Pa(cos⁡θ2−cos⁡θ1)=100(0.9−0.6)=30 [kW]\Delta P=P_a(\cos\theta_2-\cos\theta_1)=100(0.9-0.6)=30\,[\mathrm{kW}]
답 : 30 [kW]


[해설]

역률 개선용 콘덴서 용량은 개선 전후 무효전력의 차다. 변압기 전용량인 피상전력 100kVA를 기준으로 Q=Pa1−cos⁡2θQ=P_a\sqrt{1-\cos^2\theta}로 무효전력을 구한다.

Q1=1001−0.62=80 [kVar]Q_1=100\sqrt{1-0.6^2}=80\,[\mathrm{kVar}]
Q2=1001−0.92=43.59 [kVar]Q_2=100\sqrt{1-0.9^2}=43.59\,[\mathrm{kVar}]
Q=80−43.59=36.41 [kVA]Q=80-43.59=36.41\,[\mathrm{kVA}]

피상전력이 그대로이므로 유효전력 증가분은 피상전력에 역률 변화량을 곱한 값이다.
ΔP=100(0.9−0.6)=30 [kW]\Delta P=100(0.9-0.6)=30\,[\mathrm{kW}]

혼동 주의: 이 문제의 기준은 유효전력이 아니라 피상전력(정격용량)이다.

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