용량 10[kVA], 철손 120[W], 전부하 동손 200[W]인 단… | 전기기사 실기 2021년 1회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

용량 10[kVA], 철손 120[W], 전부하 동손 200[W]인 단상 변압기 2대를 V결선해 부하를 걸었다. 부하 역률 0.5일 때 전부하 효율은 약 몇 [%]인가?

해설

V결선 출력용량

P_V = \sqrt{3}\,P_1 = \sqrt{3}\times 10 = 17.32

[kVA]
출력전력 (역률 0.5)

P_{out} = P_V\cos\theta = 17.32\times 10^3\times 0.5 = 8{,}660

[W]
손실(2대분): 철손

P_i = 120\times 2 = 240

[W], 동손

P_c = 200\times 2 = 400

[W]
효율

\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{out}+P_i+P_c}\times 100 = \dfrac{8660}{8660+240+400}\times 100 \approx 93.12

[%]

[해설]

V결선 2대의 3상 출력용량은 단상변압기 1대 용량의 $\sqrt3$ 배(2대 합계의 약 86.6[%])에 그친다는 점과, 철손·동손은 변압기 2대분을 모두 합산해야 한다는 점이 이 문제의 핵심이다.

출력전력은 $P_{out}=\sqrt3\,P_1\cos\theta$ 로 구하는데, 여기에 역률 0.5가 곱해져 실제 출력[W]이 V결선 용량의 절반에 그치므로 손실이 차지하는 비중이 커져 효율이 낮게 나온다.

효율은 $\eta=\dfrac{P_{out}}{P_{out}+P_i+P_c}\times100$ 으로, 분모의 손실에 철손·동손을 각각 2배로 넣는 것을 빠뜨리면 오답이 된다.

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