전압 2300[V], 전류 43.5[A], 저항 0.66[Ω], 무부하… | 전기기사 실기 2022년 2회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

변압기 효율 $\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{out} + P_i + P_c}\times 100$ [%]
· 철손(무부하손) $P_i = 1000$ [W] — 부하율 무관
· 전부하 동손 $P_c = I^{2}R = 43.5^{2}\times 0.66 = 1248.9$ [W]
· 출력 $P_{out} = m\,V\,I\cos\theta$(m=부하율), 동손은 $m^{2}P_c$

(1) 전부하(m=1)
· 역률 100% : $P_{out}=2300\times43.5=100{,}050$, $\eta=\dfrac{100050}{100050+1000+1248.9}\times100 = 97.80$ [%]
· 역률 80% : $P_{out}=100050\times0.8=80{,}040$, $\eta=\dfrac{80040}{80040+1000+1248.9}\times100 = 97.27$ [%]

(2) 반부하(m=0.5), 동손 $=0.5^{2}\times1248.9 = 312.2$ [W]
· 역률 100% : $P_{out}=0.5\times100050=50{,}025$, $\eta=\dfrac{50025}{50025+1000+312.2}\times100 = 97.44$ [%]
· 역률 80% : $P_{out}=50025\times0.8=40{,}020$, $\eta=\dfrac{40020}{40020+1000+312.2}\times100 = 96.83$ [%]

[해설]

변압기 효율은 부하율에 따라 동손만 부하율의 제곱배로 변하고 철손은 일정하다는 점을 이용해 네 가지 조건을 각각 계산한다.

전부하 동손 $P_c=43.5^{2}\times0.66\fallingdotseq1248.9$[W], 철손 $P_i=1000$[W]는 부하율과 무관하다.

전부하 100%: $\eta\fallingdotseq97.80$%, 80%: $\fallingdotseq97.27$%
반부하(동손×0.25) 100%: $\fallingdotseq97.44$%, 80%: $\fallingdotseq96.83$%

채점 포인트는 동손은 부하율의 제곱으로 줄지만 철손은 그대로라는 점, 그리고 역률이 낮아지면 같은 전류에서도 유효전력(출력)이 줄어 효율이 떨어진다는 점이다.