2021. 12. 24. 14:28ㆍ카테고리 없음
안녕하세요?
오늘은 전기기사 필기과목 중 전력공학에 대해 알아보겠습니다.
난이도는 쉬운 편이지만 그래도 많은 도움이 되셨으면 좋겠습니다.
전력공학
2015 1회
전력 계통의 전압을 조정하는 가장 보편적인 방법 : 계통의 무효전력 조정
송전 계통의 안정도를 향상시키는 방법 : 직렬 리액턴스를 작게한다. 중간 조상방식을 채용한다.
속응 여자방식을 채택한다, 고속도 재폐로 차단기 방식을 채용, 제동저항기를 설치, 고속도 AVR을 채용, 병렬 회선수 증가, 조속기 동작을 빠르게
*중성점 직접접지방식 채용(x), 선로의 회선수 감소(x), 역률의 신속한 조정(x), 병렬 콘덴서 설치(x)
*계통을 분리시키지 않고 연계시켜야 한다
조압수조의 설치 목적 : 수압관의 보호(*흡출관의 보호목적(x))
망상(network) 배전방식의 장점 : 전압변동이 적다, 부하의 증가에 대한 융통성이 크다, 무정전 공급이 가능하다(신뢰도가 높다), 전력손실이 감소한다, 배전 신뢰도가 높다
*인축의 접지사고&감전사고가 커진다
원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건 : 열용량이 큼, 중성자의 흡수가 적음, 열전도율 및 열전달, 비열 계수가 큼, 방사능을 띠기 어려움(=유도방사능이 적음)
원자로의 감속재 : 감속 능력이 클 것, 원자 질량이 작을 것, 사용 재료로 경수를 사용, 고속 중성자를 열 중성자로 바꾸는 작용, 불필요한 중성자 흡수가 적을 것, 감속능 및 감속비가 클 것
접지봉으로 탑각의 접지저항값을 희망하는 접지저항 값까지 줄일 수 없을 때 사용하는 것 : 매설지선
선로고장 발생 시 고장전류를 차단할 수 없어 리클로저와 같이 차단 기능이 있는 후비보호 장치와 직렬로 설치되어야 하는 장치 : 섹셔널라이저
다중접지 3상 4선식 배전선로에서 고압측(1차즉) 중성선과 저압측(2차측) 중성선을 전기적으로 연결하는 목적 : 고저압 혼촉 시 수용가에 침입하는 상승전압을 억제하기 위함
% 임피던스에 대한 설명 :
단위를 갖지 않음. 절대량이 아닌 기준량에 대한 비를 나타낸 것.
기기 용량의 크기와 관계없이 일정한 범위를 가짐.
*전기기기 내부 뿐만 아니라 선로 임피던스에도 적용가능(변압기나 동기기의 내부 임피던스에만 사용가능(x))
정격전류가 증가하면 %임피던스는 증가
직렬리액터가 감소하면 %임피던스도 감소
전기기계의 %임피던스가 크면 차단기의 용량은 작아짐
송전계통에서는 임피던스의 크기를 옴값 대신에 %값으로 나타내는 경우가 많음
피뢰기의 직렬 갭(gap)의 작용 : 이상전압이 내습하면 뇌전류를 방전하고, 상용주파수의 속류를 차단하는 역할을 한다.
전력선에 의한 통신선로의 전자유도장해 발생요인 : 지락사고 시 영상전류가 커지기 때문에
배전계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적 : 배전선의 전력손실 감소
2015 2회
선택지락 계전기 용도 : 병행 2회선에서 지락 고장 회선의 선택 차단
송배전 계통에서 발생하는 이상전압의 내부적 원인 : 선로의 개폐, 아크 접지, 선로의 이상 상태
*직격뢰 : 이상전압의 외부적인 요인
수력 발전소를 건설할 때 낙차를 취하는 방법 : 수로식, 댐식, 유역 변경식, 댐 수로식
유량을 얻는 방법에 의한 분류 : 역조정지식, 자류식, 저수지식, 양수식
초고압용 차단기에서 개폐 저항기(및 서지흡수기)를 사용하는 이유 : 개폐서지 이상전압 억제
이상전압의 파고치(파고값)를 저감시켜 기기를 보호하기 위하여 설치하는 것 : 피뢰기
보일러 급수 중의 염류 등이 굳어서 내벽에 부착되어 보일러 열전도와 물의 순환을 방해하며 내면의 수관벽을 과열시켜 파열을 일으키게 하는 원인이 되는 것 : 스케일
송전선로에서 고조파 제거 방법 : 변압기를 델타(삼각형)결선, 무효전력 보상장치 설치, 능동형 필터 설치
*유도전압 조정장치 설치(x)
선로에 따라 균일하게 부하가 분포된 선로의 전력손실은 이들 부하가 선로의 말단에 집중적으로 접속되어 있을 때 보다 1/3배가 된다.
서지파가 파동임피던스 Z1의 선로 측에서 파동 임피던스 Z2의 선로 측으로 진행할 때
반사계수(베타) : (Z2-Z1)/(Z1+Z2) *Z2 빼기 Z1 임!
투과계수(알파)는 2*Z2/(Z1+Z2)
*반사계수, 투과계수 해깔림 주의!
일방적인 비접지 3상 송전선로의 1선 지락 고장 발생시 각 상의 전압은 :
고장 상의 전압은 떨어지고 나머지 두 상의 전압은 상승한다.
같은 선로와 같은 부하에서 교류 단상 3선식은 단상 2선식에 비하여 전압 강하와 배전 효율 : 전압강하는 적고, 배전 효율은 높다.
발전 전력량 E[kWh], 연료 소비량 W[kg], 연료의 발열량 C[kcal/kg]인 화력 발전소의 열효율 :
860E/WC * 100
2015 3회
기력발전소 내의 보조기 중 예비기를 가장 필요로 하는 것 : 급수펌프
갈수량이란? : 하천의 수위 중에서 1년을 통하여 355일간 이보다 내려가지 않는 수위
평수량이란 ? 하천의 수위 중에서 1년을 통하여 185일간 이보다 내려가지 않는 수위
송전선로에서 변압기의 유기 기전력에 의해 발생하는 고조파중 제 3고조파를 제거하기 위한 방법으로 가장 적당한 것 : 변압기를 델타(삼각형)결선한다
보호 계전기의 반한시&정한시 특성 : 동작전류가 적은 동안에는 동작 전류가 커질수록 동작시간이 짧아지고, 어떤 전류 이상이 되면 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에서 동작하는 특성(어느 전류값까지는 반한시성이지만, 그 이상이 되면 정한시로 작동하는 계전기)
*반한시 특성 : 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧게 되는(=빠르게 동작한다) 특성
*정한시 특성 : 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 특성
(반한시&정한시 특성이랑 다른거임!)
송전계통의 중성점을 직접 접지할 경우 : 과도 안정도 나빠짐, 계전기 동작 확실, 기기의 절연수준 저감, 단절연 변압기 사용 가능
제5고조파 전류의 억제를 위해 전력용 콘덴서에 직렬로 삽입하는 유도 리액턴스의 값 : 전력용 콘덴서 용량의 약 6% 정도
전력계통에서 전력용 콘덴서와 직렬로 연결하는 리액터로 제거되는 고조파 : 제5고조파
각 수용가의 수용률 및 수용가 사이의 부등률이 변화할 때 수용가군 총합의 부하율에 대한 설명 : 부등률에 비례하고 수용률에 반비례한다
전력계통에서 무효전력을 조정하는 조상설비 중 전력용 콘덴서를 동기 조상기와 비교 :
전압 조정을 계단적으로 밖에 못함.
*동기 조상기는 전력손실이 크고, 진&지상 무효전력을 모두 공급할 수 있으며, 송전선로를 시송전할 때 선로를 충전할 수 있다.
송전선로의 코로나 방지에 가장 효과적(+ 인덕턴스도 감소함)인 방법 : 복도체 사용
일반적으로 화력발전소에서 적용하고 있는 열사이클 중 가장 열효율이 좋은 것 : 재생재열 사이클
한류 리액터를 사용하는 가장 큰 목적 : 단락 전류의 제한
절연 레벨 순서 : 선로애자 > 콘덴서 > 기기 부싱 > 변압기코일 > 피뢰기
송전계통에서 절연협조의 기본이 되는 것 : 피뢰기의 제한전압
계기용 변압기의 2차측 정격전압 : 110[V](정해진 값)
2016 1회
연간 전력량이 E[kWh]이고, 연간 최대전력이 W[kW]인 연부하율은?[%]
E/(24*365) / W = E/(8760*W) * 100
차단기의 정격차단시간 : 트립코일 여자부터 소호까지의 시간
3상 결선 변압기의 단상 운전에 의한 소손방지 목적으로 설치하는 계전기 : 결상 계전기
인터록(interlock)의 기능 : 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
전력계통에서 내부 이상전압의 크기가 가장 큰 경우 : 무부하 선로 충전전류 차단시
화력 발전소에서 재열기의 목적 : 증기가열
송전선로의 각 상전압이 평형되어 있을 때 3상 1회선 송전선의 작용정전용량(C)[uF/km]
(r = 도체의 반지름[m], D는 도체의 등가선간거리[m])
C = 0.02413/log(D/r)
플리커 경감을 위한 전력 공급측의 방안 : 공급 전압을 높인다, 전용 변압기로 공급한다, 단독 공급 계통을 구성한다, 단락용량이 큰 계통에서 공급한다.
송전선로에서 송전전력, 거리, 전력손신율과 전선의 밀도가 일정하다고 할 때, 전선 단면적 A[mm^2]는 전압 V[v]와 어떤 관계 = 1/V^2 에 비례한다
동기조상기 :
동기전동기의 V특성을 이용하는 설비
동기전동기를 부족여자로 하여 인덕턴스(컨덕턴스x)사용
동기전동기를 과여자로 하여 콘덴서로 사용
송전계통의 전압을 일정하게 유지하기 위한 설비
중부하시에는 과여자로 운전하여 앞선 전류를 취함
경부하시에는 부족여자로 운전하여 뒤진 전류를 취함
비등수형 원자로의 특색 :
열교환기가 필요없다.
기포에 의한 자기 제어성이 있다.
방사능 때문에 증기는 완전히 기수분리를 해야 한다.
순환펌프로서는 급수펌프뿐이므로 펌프동력이 작다.
연료로 농축 우라늄을 사용한다
냉각재로 경수를 사용한다
문은 원자로 내에서 직접 비등시킴
감속재로 경수를 사용한다(헬륨 액체금속사용(x))
피뢰기의 제한전압 : 피뢰기 동작 중 단자전압의 파고값
피뢰기가 그 역할을 잘 하기 위하여 구비되어야 할 조건 : 속류를 차단, 내구력을 높임, 충격방전 개시전압이 낮을 것, 제한전압은 피뢰기의 정격전압보다 낮을수록 좋다.
*상용주파 방전개시 전압이 높을 것
저압배전선로 : 저압 뱅킹 방식은 전압변동을 경감가능
밸런스(balancer)는 단상 3선식이 필요
*단상 3선식의 가장 큰 단점 : 전압의 불평형이 생기기 쉽다.
*부하의 불평형으로 인하여 발생하는 각 상별 불평형 전압을 평형되게 하고 선로손실을 경감 시킬 목적으로 밸런서가 사용된다. 이 밸런서의 설치가 가장 필요한 배전 방식 : 단상 3선식
배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F^2의 중간값
수용률이란 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸 것
송전 계통에서 자동재폐로 방식의 장점 : 신뢰도 향상, 공급 지장 시간의 단축, 고장상의 고속도 차단&고속도 재투입
*보호 계전 방식이 복잡해진다.
수력 발전소에서 흡출관 사용 목적 : 유효 낙차를 늘린다.
초고압용 차단기에 개폐 저항기를 사용하는 주된 이유 : 이상전압 억제
이상전압에 대한 방호장치 : 피뢰기, 가공지선, 서지 흡수기
*방전 코일은 아님!
초고압 송전선로에 단도체 대신 복도체를 사용할 경우 :
전선의 작용 인덕턴스가 감소
안정도가 증가
전로의 작용정전용량이 증가
송전용량이 증가
전선 표면의 전위 경도를 저감
전선의 코로나 임계 전압이 상승함(=코로나 발생을 억제)
송전 계통에서 1선 지락 시 유도 장해가 가장 적은 중성점 접지 방식(=지락전류가 가장 작은 송전계통) : 소호리액터접지 방식
*차단기의 차단능력이 가장 가벼운 것 : 중성점을 소호리액터로 접지한 장거리 종전선로의 지락전류 차단
방향성을 갖지 않는 계전기 : 과전류 계전기, 과전압 계전기, 부족전압 계전기, 차동 계전기, 거리 계전기, 지락 계전기
22.9kV-Y 3상 4선식 중성선 다중접지 계통의 특성
1선 지락 사고 시 1상 단락전류에 해당하는 큰 전류가 흐름
전원의 중성점과 주상 변압기의 1차 및 2차를 공통의 중성선으로 연결하여 접지함
중성점 다중접지의 경우 고장 전류가 각 접지 개소에 분배되어 흐르기 때문에 고감도의 지락 보호는 어렵다.
(각 상에 접속된 부하가 불평형일 때도 불완전 1선 지락 고장의 검출 감도가 상당히 예민(x))
고저압 혼촉사고 시에는 중성선에 막대한 전위 상승을 일으켜 수용가에 위험을 줄 우려가 있다.
선로 전압강하 보상기(LDC) : 선로의 전압 강하를 고려하여 모션 전압을 조정
송전선로의 현수 애자련 연면 섬락 : 철탑 접지 저항, 현수 애자련의 개수 및 소손
*댐퍼 : 진동방지, 분로리액터 : 페란티 현상 방지
각 전력계통을 연계선으로 상호 연결하면 장점
경제 급전이 용이
%임피던스가 감소하여 단락전류는 증가(단락용량 증가)하게 된다
주파수의 변화가 작음
각 전력계통의 신뢰도가 증가
배후전력(back power)이 크기 때문에 고장이 적으며 그 영향 범위가 크다(= 사고 시 다른 계통으로의 영향이 파급될 수 있다)
발전소의 최대 출력(P)[kW] = 9.8 * 최대 사용수량(Q)[m^3/s] * 유효낙차[m] * 수차 및 발전기의 합성 효율
3상 3선식 송전선로에서 연가의 효과 : 각 상의 임피던스 평형, 통신선의 유도장해 감소, 직렬공진의 방지, 선로정수의 평형
*작용 정전용량의 감소(x), 대지정전용량의 감소(x)
2016 3회
보호계전기의 보호방식 중 표시선 계전방식 : 방향 비교, 전압 반향, 전류 순환 방식
*송전선 보호범위 내의 모든 사고에 대하여 고장점의 위치에 관계없이 선로 양단을 쉽고 확실하게 동시에 고속으로 차단하기 위한 계전 방식 : 표시선 계전방식
중성점 직접 접지 방식 : 계통의 과도 안정도가 나쁘다
변압기의 단절연이 가능
1선 지락시 건전상의 전압은 거의 상승안함
1선 지락전류가 많아 차단기의 차단능력이 증가한다
변압기의 결선 중에서 1차에 제3고조파가 있을 때 2차에 제 3고조파 전압이 외부로 나타나는 결선 : Y-Y결선
컴퓨터에 의한 전력 조류 계산에서 슬랙(slack)모선의 지정값은?(단, 슬랙 모선을 기준모선으로 함)
: 모선 전압의 크기와 모선 전압의 위상각
동일 모선에 2개 이상의 급전선(Feeder)을 가진 비접지 배전계통에서 지락사고에 대한 보호 계전기, 영상변류기를 사용하는 계전기 : SGR(선택지락계전기)
*SGR의 용도 : 다회선에서 접지 고장 회선의 선택
*영상변류기를 사용하는 계전기 : 지락 과전류 계전기(11년 2회 34번)
중거리 송전선로의 특성은 무슨 회로로 다루어야 하는가 : RLC 집중 정수회로
발전기의 단락비가 작은 경우의 현상 : 전압 변동률이 커진다
배전 선로의 손실을 경감하기 위한 대책 : 배전 전압의 승압, 전력용 콘덴서 설치, 전류 밀도의 감소와 평형
*누전 차단기 설치(x)
댐의 부속설비 : 수로, 수조, 취수구
*흡출관(x)
2017 1회
초고압 송전계통에 단권 변압기가 사용되는 이유 :
효율이 높다, 전압변동률이 적다, 자로가 단축되어 재료절약 가능, 중량이 가벼움, 1차측 이상전압이 2차측에 영향을 미침
*누설 임피던스가 작으므로 단락전류가 증가한다
비접지식 송전선로에 있어서 1선 지락고장이 생겼을 경우 지락점에 흐르는 전류
고장상의 영상전압보다 90도 빠른 전류
가공전선로에 사용하는 전선의 굵기를 결정할 때 고려사항 : 전압강하, 허용전류, 기계적강도
*절연저항(x), 부하의 종류(x), 배선방식(x)
조상설비 : 정지형 무효전력 보상장치, 전력용 콘덴서, 분로리액터
*자동고장구분개폐기는 아님!
이도(dip)(D)[m] = (W(하중)[kg/m] * S^2(경간)[m]) / 8 * T(장력)[kg]
증식비가 1보다 큰 원자로 : 고속증식로(1.1 ~ 1.4)
송전용량이 증가함에 따라 송전선의 단락 및 지락전류도 증가하여 계통에 여러 가지 장해요인이 되고 있다. 이들의 경감대택으로 적합한 것 :
계통의 전압을 높인다.
고장 시 모선 분리 방식을 채용
송전선 또는 모선 간의 한류리액터를 삽입
발전기와 변압기의 임피던스를 크게 한다
송전선로의 중성점을 접지하는 목적 : 과도 안정도의 증진, 이상 전압 발생의 억제, 보호 계전기의 신속&확실한 동작, 기기의 절연강도 낮춤, 지락 사고선을 선택 차단
*송전 용량의 증가(x)
*코로나 방지 : 복도체 사용(중성접지이유가 아님!)
부하전류가 흐르는 전로는 개폐할 수 없으나 기기의 점검이나 수리를 위하여 회로를 분리 하거나, 계통의 접속을 바꾸는데 사용하는 것 : 단로기
*단로기에 대한 설명
소호장치가 없다.
회로를 분리하거나, 계통의 접속을 바꿀 때 사용
무부하 및 여자 전류의 개폐에 사용
고장 전류는 물론 부하 전류의 개폐에도 사용 못함
배전용의 단로기는 보통 디스커넥팅바로 개폐
송전선로의 정상임피던스를 Z1, 역상임피던스를 Z2, 영상임피던스를 Z0이라 할 시
Z1=Z2<Z0
(영상임피던스Z0 = Z+3Zn 정상임피던스, 역상임피던스 Z1=Z2=Z)
보호계전기와 그 사용목적
비율차동계진기 : 발전기 내부 단락 검출용(발전기 또는 주변압기의 내부고장 보호용으로 널리쓰임)
전압평형계전기 : 발전기 출력측 PT 퓨즈 단선에 의한 오작동 방지
역상과전류계전기 : 발전기 부하 불평형 회전자 과열소손
과전압계전기 : 일정 값 이상의 전압이 걸렸을 때만 사용(과부하 단락사고(x))
2017 2회
수차 발전기에 제동권선을 설치하는 주된 목적 : 발전기의 안정도 증진
가공 송전선로를 가선할 때에는 하중 조건과 온도 조건을 고려하여 적당한 이도(dip)를 주도록 하여야 한다. 이도에 대한 설명
이도의 대소는 지지물의 높이를 좌우
전선을 가선할 때 전선을 팽팽하게 하는 것을 이도가 작다고 한다
이도가 크면 전선이 좌우로 크게 흔들려서 다른 상의 전선에 접촉하여 위험하게 된다
이도가 작으면 이에 비례하여 전선의 장력이 증가되며, 너무 크면 전선 상호간이 꼬이게 된다.
교류 송전 방식과 비교하여 직류 송전 방식에 대한 설명
선로의 절연이 교류방식보다 용이함
리액턴스 또는 위상각에 대해서 고려 할 필요 없음
케이블 송전일 경우 유전손이 없기 때문에 교류방식보다 유리
전압 변동률이 양호하고 무료전력에 기인하는 전력 손실이 생기지 않음
직류계통과 연계 운전 시 교류계통의 차단용량은 작아짐
교류 송전방식에 비해 절연계급을 낮출 수 있다
안정도의 한계가 없으므로(=안정도가 높다) 송전용량을 높이기 가능
송전 효율이 가장 좋다
장거리 송전의 경우에는 교류방식보다 직류 방식이 유리하다
전력 변환기에서 고조파가 발생
고전압, 대전류 차단은 어려움
다른 주파수 계통간의 연계가 가능
*비동기 연계가 불가능하므로 주파수가 다른 계통간의 연계가 불가능(x)
| 동기조상기 | 전력용콘덴서 | |
| 시충전 | 가능 | 불가능 |
| 전력 손실 | 크다 | 작다 |
| 무효전력 조정 | 연속적 | 계단적 |
| 무효전력 | 진상&지상용(둘다 가능) | 진상용 |
전력용 콘덴서는 단락 고장이 생겼을 때, 고장 전류가 흐르지 않는다.
1atm = 760 mmHg = 1.033 kgf/cm^2
차단기와 아크 소호원리
OCB : 절연유에 분해 가스 흡부력 이용
VCB : 진공 차단기(공기 중 냉각에 의한 아크 소호(x))
ABB : 압축 공기를 아크에 불어 넣어서 차단
MBB : 전자력을 이용하여 아크를 소호실내로 유도하여 냉각
수력 발전소에서 사용되는 수차 중 15m 이하의 저낙차에 적합하여 조력 발전용으로 알맞은 수차 : 튜블러 수차
부하의 역률을 저하시키는 원인 : 유도 전동기의 경부하 운전
가공지선의 설치 목적 : 직격뢰에 대한 차폐, 유도뢰에 대한 정전차폐, 통신선에 대한 전자유도 장해 경감, 유도에 의한 송전선의 고전위 방지, 통신선에 대한 차폐효과 증진
*전압 강하의 방지(x), 철탑의 접지저항 경감(x)
*직격뢰에 대한 방호설비로 가장 적당한 것 : 가공지선
송전선로에서 사용하는 변압기 결선에 델타(삼각형)결선이 포함되는 이유 : 제 3고조파(영상분)의 제거
전력계통에서 사용되고 있는 GCB(Gas Circuit Breaker)용 가스 : SF6가스
2017 3회
전력용 콘덴서에 의하여 얻을 수 있는 전류 : 진상 전류
부하 역률이 현저히 낮은 경우 발생하는 현상 : 전기 요금의 증가, 전력 손실의 증가, 선로의 전압강하 증가
*유효전력의 증가(x)
배전용 변전소의 주변압기로 주로 사용되는 것 : 강압 변압기, 체강 변압기
초호각(Arcing horn)의 역할 : 애자의 파손을 방지
유도장해를 방지하기 위한 전력선측의 대책 : 차폐선을 설치, 고속도 차단기를 사용, 중성점 접지에 고저항을 넣어서 지락전류를 줄임
*중성점 전압은 가능한 낮춘다
송전선로에 매설지선을 설치하는 주된 목적 : 철탑으로부터 송전선로의 역섬락을 방지하기 위해
장거리 송전선로(100km가 넘는)는 일반적으로 분포정수 회로로 취급하여 해석한다
*근사 계산식 사용(x)
델타-델타 결선된 3상 변압기를 사용한 비접지 방식의 선로가 있다. 이 때 1선 지락 고장이 발생하면 다른 건전한 2선의 대지전압은 지락 전의 루트3 배 만큼 상승한다.
모선 보호용 계전기로 사용하면 가장 유리한 것 : 거리 방향 계전기(혹은 방향 거리 계전기)
현주애자에 대한 설명
애자를 연결하는 방법에 따라 클래비스형과 볼소켓형이 있다.
큰 하중에 대하여는 2연 또는 3연으로 하여 사용가능
애자의 연결 개수를 가감함으로서 임의의 송전전압에 사용가능
*2~4층의 갓 모양의 자기편을 시멘트로 접착하고 그 자기를 주철제 베이스로 지지 : 핀애자
송전선로의 고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우 : 1선 지락
조속기의 폐쇄시간이 짧을수록 수차의 속도 변동률이 작아진다.
*수차의 조속기가 너무 예민하면 탈조를 일으키게 된다.(문제가 좀..)
증기의 엔탈피 : 증기 1kg의 보유열량
송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실, 선간전압이 동일할 때 3상 3선식에 의한 소요 전선량은 단상 2선식의 75%이다
2018 1회
최대수용전력 = (설비용량 * 수용률) / 부등률
배전계통에서 사용하는 고압용 차단기 : 공기차단기(ABB), 진공차단기(VCB), 유입차단기(OCB)
*기중차단기(ACB)는 저압용차단기
공기차단기의 공기압력은 일반적으로 15~30kg/cm^2 이다!
SF6가스차단기에 대한 설명
SF6는 불활성 기체, 공기에 비하여 소호능력이 약 100배 정도, 무독성
절연거리를 적게 할 수 있어 차단기 전체를 소형, 경량화 가능
피뢰기의 충격방전 개시전압은 충격파의 최대치로 표시
모선 보호에 사용되는 계전방식 : 위상 비교방식, 방향거리 계전방식, 전류차동 보호방식
*선택접지 계전방식(x)
수류가 고체에 둘러싸여 있고 A로부터 유입되는 수량(유량)과 B로부터 유출되는 수량(유량)이 같다 : 연속의 원리
*A지점의 수두와 B지점의 수두가 같다 : 베르누이의 정리
대용량 고전압의 안정권선(델타권선)의 설치 목적 : 제3고조파 제거, 조상설비 설치, 소내용 전원공급
*고장전류 저감(x)
3상 결선 변압기의 단상운전에 의한 소손방지 목적으로 설치하는 계전기 : 역상계전기
2018 2회
1kWh = 860kcal
소호리액터를 송전계통에 사용하면 리액턴스의 인덕턴스와 선로의 정전용량이 병렬공진 상태가 되어 지락전류를 소멸시킴
화력발전소에서 가장 큰 손실 : 복수기에서의 손실
부하전류의 차단능력이 없는 것 : DS
*차단(Breaker) : ‘B’가 들어간다 ex) ACB, OCB, VCB
전선의 굵기가 균일하고 부하가 송전단에서 말단까지 균일하게 분포되어 있을 때 배전선 말단에서 전압강하(배전선 전체저항 R, 송전단의 부하전류 I) : 0.5IR
저압배전계통을 구성하는 방식 중, 캐스케이딩(cascading)을 일으킬 우려가 있는 방식 : 저압뱅킹방식
*저압뱅킹방식에서 저전압의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상 : 캐스케이딩(Cascading)
2018 3회
변류기 수리 시 2차측을 단락시키는 이유 : 2차측 과전압(과전류x) 방지
배전선의 전압조정장치 : 승압기, 유도전압조정기, 주상변압기 탭 절환장치
*리클로저(x)
3상 송전선로에서 선간단락이 발생할 때 정상전류와 역상전류가 흐른다.
배전선로에 사고범위의 확대를 방지하기 위한 대책 : 선택접지계전방식 채택, 자동고장 검출장치 설치, 특고압의 경우 자동구분개폐기 설치
*진상콘덴서 설치하여 전압보상(x) , 선로용 콘덴서 설치(x)> 상관없음
2019 1회차
송배전 선로에서 도체의 굵기는 같게 하고 도체간의 간격을 크게 하면 도체의 인덕턴스는 커진다
동일전력을 동일 선간전압, 동일역률로 동일거리에 보낼 때 사용하는 전선의 총 중량이 같으면 3상 3선식인 때와 단상 2선식일 때는 전력손실비는? 3/4
배전반에 접속되어 운전 중인 계기용 변압기(PT) 및 변류기(CT)의 2차측 회로를 점검할 때 조치사항 : CT만 단락시킴
배전선로의 역률 개선에 따른 효과 : 선로의 전력손실 경감, 선로의 전압강하의 감소, 전원측 설비의 이용률 향상
*선로 절연의 비용 절감(x)
다중접지 계통에 사용되는 재폐로 기능을 갖는 일종의 차단기로서 과부하 또는 고장전류가 흐르면 순시동작 하고 일정시간 후에는 자동적으로 재폐로 하는 보호기기 : 리클로저
비접지식 3상 송배전계통에서 1선 지락고장 시 고장전류를 계산하는데 사용되는 정전용량 : 대지정전용량
비접지 계통의 지락사고 시 계전기에 영상전류를 공급하기 위하여 설치하는 기기 : ZCT(영상 변류기)
변전소의 가스차단기에 대한 설명
근거리 차단에 유리
불연성이므로 화재의 위험성이 적다
특고압 계통의 차단기로 많이 사용
이상전압의 발생이 적고, 절연회복이 우수
켈빈(Kelvin)법칙이 적용되는 경우 : 경제적인 전선의 굵기를 선정하고자 하는 경우
수차의 캐비테이션 방지책 : 과부하 운전은 가능한 피한다.
수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.
침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.
*흡출수두를 증대시킴(x) > 흡출관을 사용하지 말 것
*수차를 돌리고 나온 물이 흡출관을 통과할 때 흡출관의 중심부에 진공상태를 형성하는 현상 : caviatation(케비테이션)
2019 2회
터빈(turbine)의 임계속도 : 회전자의 고유 진동수와 일치하는 위험 회전수
피뢰기에 대한 설명
방전전류는 뇌충격전류의 파고값으로 표시
피뢰기의 직렬갭은 속류를 차단 및 소호하는 역할(일반적으로 저항으로 되어있다)
정격전압은 속류를 끊을 수 있는 최고의 교류전압을 말하며 통상 실효값으로 나타냄
속류란 방전현상이 실질적으로 끝난 후에도 전력계통에서 피뢰기에 공급되어 흐르는 전류
*정격전압은 상용주파수 정현파 전압의 최고한도를 규정한 순시값(x) > 선로 단자와 접지 단자간에 인가할 수 있는 상용 주파 최대 허용 전압의 실효값(o)
아킹혼(Arcing Horn)의 설치 목적 : 섬락사고에 대한 애자보호
33kV 이하의 단거리 송배전선로에 적용되는 비접지 방식에서 지락전류 : 충전전류
고압 배전선로 구성방식 중, 고장 시 자동적으로 고장개소의 분리 및 건전선로에 폐로하여 전력을 공급하는 개폐기를 가지며, 수요 분포에 따라 임의의 분기선으로부터 전력을 공급하는 방식 : 환상식
공통 중성선 다중 접지방식의 배전선로에서 Recloser(R), Sectionalizer(S), Line fuse(F)의 보호협조가 가장 적합한 배열(단, 보호협조는 변전소를 기준으로) : R – S – F
*보호협조가 불가능한 배열 : S – F- R (무조건 R - S순서가 되어야함)
송전선의 특성임피던스와 전파정수는 무부하 시험과 단락시험으로 구할 수 있다.
2019 3회
가공지선에 대한 설명
유도뢰 서지에 대하여도 그 가설구간 전체에 사고방지의 효과가 있음
직격뢰에 대하여 특히 유효하며 탑 상부에 시설하므로 뇌는 주로 가공지선에 내습
송전선의 1선 지락 시 지락전류의 일부가 가공지선에 흘러 차폐작용을 하므로 전자유도장해를 적게 할 수 있다
*가공지선 때문에 송전선로의 대지정전용량이 감소하므로 대지사이에 방전할 때 유도전압이 특히 커서 차폐효과가 좋다(x) > 대지정전용량과 가공지선은 무관하다
3상 무부하 발전기의 1선 지락 고장 시에 흐르는 지락 전류는?(단, E는 접지된 상의 무부하 기전력이고 Z0, Z1, Z2는 발전기의 영상, 정상, 역상 임피던스) : 3E/(Z0 + Z1 + Z2)
변성기 정격부담 표시 단위 : VA
원자로에서 중성자가 원자로 외부로 유출되어 인체에 위험을 주는 것을 방지하고 방열의 효과를 주기 위한 것 : 차폐재
전압요소가 필요한 계전기 : 주파수, 동기탈조, 방향성 지락 과전류 계전기
*지락 과전류 계전기는 필요없음!
전력 원선도에서 알 수 있는 것 : 송수전 할 수 있는 최대전력, 선로 손실, 수전단 역률
*코로나손은 모름!
가공선 계통은 지중선 계통보다 인덕턴스는 크고, 정전용량은 작다.
송전선의 특성 임피던스는 저항과 누설 컨덕턴스를 무시하여 표현하면(단, L은 선로의 인덕턴스, C는 선로의 정전용량) : 루트(L/C)
케이블의 전력 손실과 관련한 것 : 도체의 저항손, 유전체손, 시스손
*철손은 관련없음!
2010 1회
수력 발전소의 댐을 설계하거나 저수지이 용량 등을 결정하는데 적당한 것 : 적산 유량 곡선
피뢰기가 구비하여야 할 조건
시간지연이 적을 것
충격 방전 개시 전압이 낮을 것, 상용주파 방전개시전압이 높을 것
방전 내량이 크면서 제한 전압이 낮을 것
속류 차단 능력이 클 것
가공 전선로에 사용하는 전선의 구비조건 : 비중이 작음, 도전율이 높음, 신장률이 큼, 기계적 강도가 큼, 전압강하가 적음, 허용전류가 큼
소호 원리에 따란 차단기의 종류
가스 차단기 : 고성능 절연 특성을 가진 SF6 가스를 소호 매질로 이용하는 차단기로 소호 능력이 공기의 100배 이상이며, 차단시 소음은 문제가 되지 않음
공기 차단기 : 압축된 공기를 아크에 불어 넣어서 소호 하는 차단기로 압력이 높아짐에 따라 절연 내력이 증가하며, 차단시 소음이 크다.
유입 차단기 : 절연 내력이 높은 절연유를 이용하여 차단시에 발생하는 아크를 소호시키는 방식으로 탱크형과 애자형이 있다.
진공 차단기 : 진공 중에 차단동작을 하는 개폐기로 절연 내력이 높고 화재 위험이 없으며, 소형 경량이다.
표피 효과 : 전선의 굵기, 도전율, 투자율, 주파수에 모두 비례한다.
직접 접지방식이 초고압 송전선로에 채용되는 이유 : 계통의 절연 레벨을 저감하게 할 수 있으므로
송전선로의 전압을 2배로 승압할 경우 동일 조건에서 공급 전력을 동일하게 취하면 선로 손실은 승압 전의 1/4 배로 되고, 선로손실률을 동일하게 취급하면 공급 전력은 승압전의 4배로 된다.
저항 접지방식 중 고저항 접지방식에 사용하는 저항 : 100 ~ 1000 [옴]
전력 조류계산의 목적 : 계통의 확충계획 입안, 계통의 운용 계획 수립, 계통의 사고예방제어
*계통의 신뢰도 평가(x)
유황 곡선으로부터 알 수 있는 것 : 하천의 유량 변동 상태, 연간 총 유출량, 평수량
*월별 하천 유량은 모른다!
전력퓨즈(Power fuse)는 고압, 특고압기기의 주로 단락전류의 차단을 목적으로 설치한다.
2010 3회
송전선로의 전기 방식 중 전선의 중량(전선비용)이 가장 적게 소요되는 방식(단, 송전전압, 송전거리, 송전전력 및 선로 손실은 같다)
저압 배전선의 배전 방식 중 배전 설비가 단순하고, 공급 능력이 최대인 경제적 배분 방식이며, 국내에서 220/380[V] 승압 방식으로 채택된 방식 : 3상 4선식
송전선의 코로나손과 가장 관계 깊은 것 : 상대공기 밀도
송전선로에서 역섬락을 방지하는데 가장 유효한 방법 : 탑각 접지저항을 작게 하기
전력 퓨즈 : 차단용량이 크다, 보수가 간단하다, 정전용량이 작다, 가격이 저렴하다
화력발전소에서 열사이클의 효율 향상 : 고압, 고온증기의 채용과 과열기의 설치, 절탄기&공기예열기의 설치, 재생&재열사이클의 채용
*조식기의 설치 : 속도 조절
유효접지 계통에서 피뢰기의 정격전압을 결정하는데 중요한 요소 : 1선 지락 고장 시 건전상의 대지 전위 즉, 지속성 이상전압
2011 1회
페란티(Ferranti)효과의 발생 원인 : 선로의 정전용량
공장이나 빌딩에서 전압을 220V에서 380V로 승압하여 사용할 때, 이유 : 전력 손실 경감
*그 외에도 전선 등 재료의 절감, 전압변동률 감소가 있다. “변압기 용량의 절감은(x)”
직류 2선식 대비 전선 1가닥 당 송전 전력이 최대가 되는 전송 방식은?(단, 선간전압, 전송전류, 역률 및 전송 거리가 같고, 중성선은 전력선과 동일한 굵기이며 전선은 같은 재료를 사용하고, 교류 방식에서 cos세타=1로 한다) : 3상 3선식
직접 접지 방식에 대한 설명
애자 및 기기의 절연 수준 저감 가능
변압기 및 부속 설비의 중량과 가격 저하 가능
1상 지락사고 시 지락 전류가 크므로 보호 계전기 동작이 확실
지락 전류가 저역율 대전류이므로 과도 안정도가 나쁨
증기압, 증기 온도 및 진공도가 일정할 때에 추기할 때는 추기하지 않을 때보다 단위 발전량 당 증기 소비량은 증가하고 연료 소비량은 감소한다.
저압 뱅킹 배전방식의 장점 : 전압 강하 및 전력 손실이 경감됨. 변압기 용량 및 저압선 동량이 절감됨. 부하 변동에 대한 탄력성이 좋음.
*경부하시의 변압기 이용 효율이 좋다(x) > 상관없음
가스 냉각형 원자로(GCR)에 사용되는 연료 및 냉각재 : 천연 우라늄, 이산화 탄소
2011년 2회
3상 전원에 접속된 델타(삼각형)결선의 콘덴서를 Y결선으로 바꾸면 진상 용량은 1/3로 된다
수차의 특유속도(N : 정격 회전수[rpm], H : 유효낙차[m], P : 유효낙차 H[m]에서의 최대출력[kW])
: N*(P^1/2) / (H^5/4)
수변전 설비에서 1차측에 설치하는 차단기의 용량은 공급측 단락 용량에 의하여 정해진다.
직접 접지방식에서 변압기에 단절연이 가능한 이유 : 중성점 전위가 낮으므로
불평형 부하에서 역률 : 유효전력/각상의피상전력의벡터합
송전선로의 코로나 임계전압이 높아지는 경우 : 전선의 지름이 큰 경우
애자가 갖추어야 할 구비조건
온도의 급변에 잘 견디고 습기는 흡수하지 않을 것
누설 전류가 적을 것
이상 전압에는 절연 내력이 매우 클 것
고압 배전선로의 구성 순서 : 배전변전소 > 급전선 > 간선 > 분기선
전로의 절연 불량으로 인한 감전 사고를 방지하기 위한 방법 : 외함 접지, 저전압 사용, 누전 차단기 설치
*퓨즈 설치(x)
2011 3회
부등률>1
부하률, 수용률 < 1
화력 발전소의 기본 사이클 : 급수펌프(절탄기) > 보일러 > 과열기 > 터빈 > 복수기 > 다시 급수펌프로
차단은 쉽게 가능하나 재점호가 발생하기 쉬운 차단 : C회로 차단
전선에 전류가 흐르면 열이 발생한다. 이 경우 관계되는 법칙 : 줄의 법칙
무부하시 충전전류 차단만이 가능한 것 : 단로기
전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기 : 방향거리 계전기
2012 1회
GIS(Gas Insulated Switch Gear)를 채용할 때
대기 절연을 이용한 것에 비하면 현저하게 소형화 가능
신뢰성이 향상되고, 안전성이 높다
소음이 적고 환경 조화를 기할 수 있다.
시설공사 방법이 복잡하고 장비비가 비싸다
전원이 양단에 있는 환상선로의 단락보호에 사용되는 계전기 : 방향거리 계전기
고압 배전선로의 중간에 승압기를 설치하는 주목적 : 말단의 전압강하 방지
전력계통의 주파수 변동의 원인 중 가장 큰 영향 미치는 것 : 스팀 터빈 발전기의 거버너 벨브 열고 닫기
2012 2회
송전선로에서 이상전압이 가장 크게 발생하기 쉬운 경우 : 무부하 송전선로를 개로하는 경우
조상설비에 대한 설명
송수전단의 전압이 일정하게 유지되도록 하는 조정 역할
역률의 개선으로 송전 손실을 경감시키는 역할
전력 계통 안정도 향상에 기여
무효전력의 조정을 통하여 전압 조정이나 역률개선을 행하여 손실을 줄일 목적으로 설치하는 설비
*이상전압으로부터 선로 및 기기의 보호능력(x)
비접지 방식에 대한 설명 : 단거리 저전압에 적합, V-V 결선 가능
6.6[kV] 고압 배전선로(비접지 선로)에서 지락보호를 위하여 필요치 않은 것 : 과전류 계전기(OCR)
기저 부하용으로 사용하기 적합한 발전방식 : 원자력
전력원선도에서 구할 수 있는 것 : 송수전 할 수 있는 최대 전력
필요한 전력을 보내기 위한 송수전 전압간의 상차각
선로 손실과 송전 효율
조상기 용량
*구할 수 없는 것 : 과도극한 전력, 코로나 손실
델타(삼각형)결선의 3상 3선식 배전선로가 있다. 1선이 지락 하는 경우 건전상의 전위 상승은 지락 전의 몇 배인가 : 루트3
직렬 콘덴서를 선로에 삽입할 때의 이점 : 선로의 인덕턴스를 보상
수전단의 전압 변동률 줄임
정태 안정도를 증가
*수전단의 역률 개선(x), 부하역률이 좋을수록 설치효과 크다(x)
2012 3회
직렬 콘덴서 설치 시 일어날 수 잇는 현상
선로 중에서 일어나는 전압강하를 감소시킴
송전전력의 증가를 꾀함
단락 사고가 발생하는 경우 직렬공진을 일으킬 우려가 있음
각각 다른 2개의 전력계통을 연락선(Tie line)을 통하여 상호 연계하면 여러 가지 장점이 있는데, 계통 운용상 이득인 것
전력의 융통으로 설비 용량이 저감됨
%임피던스가 감소하여 단락전류는 증가함
경제적인 발전력 배분이 가능
안정된 주파수 유지가 가능
기력발전소의 열사이클 중 가장 기본적인 것으로 두 개의 등압변화와 두 개의 단열변화로 되는 열 사이클 : 랭킨 사이클
송전전력, 송전거리, 전선로의 전력 손실이 일정하고 같은 재료의 전선을 사용한 경우 단상 2선식에 대한 3상 3선식의 1선당의 전력비 : 1.15
부하전력 및 역률이 같을 때 전압을 n배 승압하면 전압강하와 전력손실은 1/n, 1/(n^2) 이 된다.
3상 동기 발전기 단자에서 고장 전류 계산 시 영상전류, 정상전류, 역상전류가 같은 경우 : 1선 지락고장
2013 1회
단락 보호용 계전기의 범주 : 과전류계전기
직류 송전 방식에 비하여 교류 송전방식의 가장 큰 이점 : 변압이 쉬워 고압 송전에 유리
개폐장치 중에서 고장 전류의 차단 능력이 있는 것 : 진공 차단기, 리클로저, 전력퓨즈
*없는 것 : 유입 개폐기
부하전력, 선로 길이 및 선로 손실이 동일할 경우 전선동량이 가장 적은 것 : 3상 4선식
3상용 차단기의 정격 차단 용량 : 루트3 * 정격전압 * 정격차단전류
2013 2회
보일러에서 흡수 열량이 가장 큰 곳 : 수냉벽
배전선로의 주상변압기에서 고압측-저압측에 주로 사용되는 보호장치의 조합 :
고압측 : 프라이머리 컷아웃 스위치, 저압측 : 캐치홀더
변압기 보호용 비율차동계전기를 사용하여 델타-Y 결선의 변압기를 보호하려고 한다. 이 때 변압기 1, 2차측에 설치하는 변류기의 결선 방식 : Y-델타
전압변동률 = ((무부하수전단전압 – 부하시수전단전압) / (부하시수전단전압)) * 100[%]
2013 3회
송전선로에 사용되는 애자의 특성이 나빠지는 원인 : 애자 각 부분의 열팽창의 상이, 누설전류에 의한 편열, 시멘트의 화학팽창 및 동결팽창
*전선 상호간의 유도장해(x) > 상관없음
절탄기의 용도 : 보일러에 공급되는 급수를 예열
전력선과 통신선간의 상호 정전용량 및 상호 인덕턴스에 의해 발생되는 유도장해 : 정전유도장해 및 전자유도장해
*정전용량은 정전유도장해, 상호 인덕턴스는 전자유도장해
지중전선로가 가공 전선로에 비해 장점에 해당되는 것 : 경과지 확보가 가공 전선로에 비해 쉽다.
다회선 설치가 가공 전선로에 비해 쉽다.
외부 기상 여건 등의 영향을 받지 않음
송전용량이 가공 전선로에 비해 작다
전력계통의 전압조정설비에 대한 특징
병령콘덴서는 진상능력만을 가지고 병렬리액터는 진상능력이 없다.
동기조상기는 조정의 단계가 연속적이고 병렬콘덴서 및 분로리액터는 불연속적이다.
동기조상기는 무효전력의 공급과 흡수가 모두 가능하여 진상 및 지상용량을 갖는다.
병렬리액터는 장거리 초고압송전선 또는 지중선계통의 충전용량 보상용으로 주요 발&변전소에 설치된다.
송전선에 코로나가 발생하면 전선이 부식되는데 무엇에 의하여 부식되는가 : 오존
주변압기 등에서 발생하는 제5고조파를 줄이는 방법 : 전력용 콘덴서에 직렬리액터를 접속함
2014 1회
배전계통에서 부등률이란 : 각수용가의최대수용전력의합/합성최대수용전력
1차 변전소에서 가장 유리한 3권선 변압기 결선 : Y – Y – 델타
가공 송전선에 사용하는 애자련 중 전압부담이 가장 큰 것 : 전선에 가장 가까운 것
유효접지 계통에서 피뢰기의 정격전압을 결정하는데 가장 중요한 요소 : 1선 지락고장시 건전상의 대지전위
배전선의 전력손실 경감 대책 : 역률 개선, 배전 전압 상승, 불평형 방지
*피더(feeder)수 줄임(x)
배전선로의 배전 변압기 탭을 선정함에 있어서 설명
중부하시 탭 변경점 직전의 저압선 말단 수용가의 전압을 허용전압 변동의 하한보다 저하시키지 않아야 함
중부하시 탭 변경점 직후 변압기에 접속된 수용가 전압을 허용전압 변동의 상한보다 초과 시키지 않아야 함
경부하시 변전소 송전전압을 저하시 최초의 탭 변경점 직전의 저압선 말단 수용가의 전압을 허용변동의 하한보다 저하시키지 않아야 함
경부하시 탭 변경점 직후의 변압기에 접속된 전압을 허용전압 변동의 하한보다 저하시키지 않아야 함
2014 2회
ACSR은 동일한 길이에서 동일한 전기저항을 갖는 경동연선에 비해 바깥지름은 크고 중량은 작다.
전력설비의 수용률 : 최대수용전력/부하설비용량 * 100 [%]
2014 3회
수조에 대한 설명
수로 내의 수위의 이상 상승을 방지
수로식 발전소의 수로 처음 부분과 수압관 아래 부분에 설치(x) > 수로와 수압철관 사이에 설치
수로에서 유입하는 물속의 토사를 침전시켜서 배사문으로 배사하고 부유물을 제거
상수조는 최대사용수량의 1~2분 정도의 조정용량을 가질 필요가 있다.
송전선로의 송전특성
단거리 송전선로에서는 누설 컨덕턴스, 정전용량을 무시해도 된다.
중거리 송전선로는 T회로, 파이(pi)회로 해석을 사용
장거리 송전선로의 해석은 특성임피던스와 전파정수를 사용
송전선로에서 지락 보호 계전기의 동작이 가장 확실한 접지 : 직접 접지식
송전선에 뇌격에 대한 차폐 등으로 가선하는 가공지선에 대한 설명
차폐각은 보통 15~30도 정도
차폐각이 클수록 벼락에 대한 차폐효과 커짐
가공지선으로는 연동선을 주로 사용
*가공지선을 2선으로 하면 차폐각이 적어짐(x)