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송전전력, 선간전압, 부하역률, 전력손실 및 송전거리를 동일하게 하였을… | [전기기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 22년 1회차
송전전력, 선간전압, 부하역률, 전력손실 및 송전거리를 동일하게 하였을 경우 단상 2선식에 대한 3상 3선식의 총 전선량(중량)비는 얼마인가? (단, 전선은 동일한 전선이다.)
1
0.75
2
0.94
3
1.15
4
1.33
해설

전선량 비교는 "같은 전력을 같은 선간전압·같은 역률·같은 전력손실로 보낼 때 필요한 도체 총량"을 따지는 것이다. 먼저 선전류를 비교한다.
단상 2선식: I1=PVcosθI_1=\dfrac{P}{V\cos\theta}
3상 3선식: I3=P3Vcosθ=I13I_3=\dfrac{P}{\sqrt{3}V\cos\theta}=\dfrac{I_1}{\sqrt{3}}
전력손실이 같아야 하므로 (가닥수)×I2R\times I^{2}R 을 같게 두면
2I12R1=3I32R3=3×I123×R3=I12R32I_1^{2}R_1=3I_3^{2}R_3=3\times\dfrac{I_1^{2}}{3}\times R_3=I_1^{2}R_3
R3=2R1R_3=2R_1
같은 재질·같은 길이에서 R1AR\propto\dfrac{1}{A} 이므로 A3=A12A_3=\dfrac{A_1}{2} 이고, 총 전선량은 단면적에 가닥수를 곱한 값에 비례하므로
3A32A1=3×A122A1=34=0.75\dfrac{3A_3}{2A_1}=\dfrac{3\times\dfrac{A_1}{2}}{2A_1}=\dfrac{3}{4}=0.75
즉 3상 3선식은 단상 2선식의 75% 전선량으로 같은 조건의 송전이 가능하다. 같은 방법으로 따지면 3상 4선식과 단상 2선식의 비는 13\dfrac{1}{3} 이 되므로, 어느 방식끼리의 비를 묻는지 확인하고 답해야 한다.

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