전동기 결선도이다. (VCB 1차 수전, TR 3.3kV/380V, 모… | 전기기사 실기 2020년 3회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

1 [HP] = 746 [W], 전압 380 [V], 3상.

(1) 20 [HP] 정격전류
$I_n = \dfrac{20 \times 746 \times 0.65}{\sqrt{3} \times 380 \times 0.9 \times 0.8} = 20.46$ [A]
케이블 허용전류는 정격의 1.25배 이상:
$I_a = 20.46 \times 1.25 = 25.58$ [A]
답: 25.58 [A]

(2) 변압기 용량(전동기 합 7.5+15+20+25 = 67.5 [HP], 수용률 0.65):
$P_T = \dfrac{(7.5 + 15 + 20 + 25) \times 746 \times 0.65}{0.9 \times 0.8} = 45.46$ [kVA] → 표준 50 [kVA] 선정.
답: 50 [kVA]

(3) 25 [HP] 농형 Y-Δ 기동 3선 결선도: 기동 시 MC-M(주)+MC-S(Y결선 단락) 투입으로 Y결선 기동, 일정시간 후 MC-S 개방·MC-D 투입으로 Δ결선 운전. (도면 별도)

(4) CONTROL TR 설치 목적: 전동기 제어회로(시퀀스)에 조작용 저압 제어전원을 공급하기 위함.

[해설]

이 문제의 핵심은 수용률 0.65를 반영한 부하전류를 먼저 구한 뒤, 케이블은 그 위에 여유를 두어 허용전류를 정하고 변압기는 전동기 전체 마력 합에 같은 수용률을 적용해 표준용량을 고른다는 것이다.

(1)은 3상 전력식 $P=\sqrt{3}VI\cos\theta\,\eta$를 전류에 대해 정리해 20[HP](1[HP]=746[W])의 환산전류를 구하고, 케이블은 과부하 대비를 위해 그 1.25배 이상 허용전류를 가진 규격을 선정한다.

(2)는 4대 전동기 마력 합(7.5+15+20+25=67.5[HP])에 수용률을 곱한 뒤 역률·효율로 나눠 필요 변압기 용량을 구하고, 계산값 이상인 표준규격[kVA]을 선정한다.

(3)은 Y-Δ 기동의 결선 원리로, MC-M과 MC-S를 함께 투입해 권선을 Y결선(상전압을 낮춰 기동전류 억제)으로 기동한 뒤 일정 시간 후 MC-S를 개방·MC-D를 투입해 Δ결선 정격운전으로 전환한다. (4)의 CONTROL TR은 주회로에서 조작회로를 분리해 시퀀스 제어회로에 적합한 저압 조작전원을 공급하는 것이 설치 목적이다.