변전방식 및 변전설비

전기기사 필기 2004년 3회 22번

동손은 전류의 제곱과 저항의 곱($I^2R$)으로 결정됩니다. 부하율이 변하면 부하 전류도 그에 비례하여 변하므로, 동손은 부하율의 제곱에 비례하여 증감하게 됩니다.

Q문제

용량

20 [k V A]

인 단상 주상변압기에 걸리는 하루의 부하가

20 [k W]

14시간,

10 [k W]

10시간일 때 하루 동안의 손실은 몇

[W]

가 되는가? (단, 부하의 역률은 1로 가정하고, 변압기의 전부하동손은

300 [W]

, 철손은

100 [W]

이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

6850

부하율의 제곱에 비례하는 동손의 특성을 무시하거나 계산 과정에서 오류가 발생한 결과입니다.

7200

철손이 24시간 내내 일정하게 발생한다는 점을 누락하거나 시간을 잘못 적용한 결과입니다.

7350

하루 동안 발생하는 총 손실은 24시간 동안의 철손 전력량과 부하에 따라 변동하는 동손 전력량의 합입니다.

•

Step 1: 하루 동안의 철손 전력량 계산 철손은 부하와 무관하게 24시간 내내 일정하게 발생합니다. - 철손 전력량 =

100 [W] \times 24 [h] = 2400 [W h]

•

Step 2: 하루 동안의 동손 전력량 계산 동손은 부하율(

m

)의 제곱에 비례하여 발생합니다. (부하율

m = \frac{부하 전력}{변압기 용량 \times 역률}

) - 14시간 동안의 부하율

m_{1} = \frac{20 [ k W ]}{20 [ k V A ] \times 1} = 1

- 14시간 동안의 동손 전력량 =

1^{2} \times 300 [W] \times 14 [h] = 4200 [W h]

- 10시간 동안의 부하율

m_{2} = \frac{10 [ k W ]}{20 [ k V A ] \times 1} = 0.5

- 10시간 동안의 동손 전력량 =

0. 5^{2} \times 300 [W] \times 10 [h] = 0.25 \times 3000 = 750 [W h]

- 하루 총 동손 전력량 =

4200 + 750 = 4950 [W h]

•

Step 3: 하루 동안의 총 손실 계산 - 총 손실 = 철손 전력량 + 총 동손 전력량 =

2400 + 4950 = 7350 [W h]

7800

10시간 동안의 부하율을 잘못 산정하여 동손을 과다하게 계산한 결과입니다.

철손과 동손의 차이는 무엇인가요?

철손은 변압기에 전원이 인가되어 있는 한 부하의 크기와 무관하게 항상 일정하게 발생하는 무부하 손실입니다. 반면, 동손은 부하 전류가 흐를 때 권선의 저항에 의해 발생하는 부하 손실로, 부하율의 제곱에 비례하여 변동합니다.

동손을 계산할 때 왜 부하율의 제곱을 곱하게 되나요?

동손은 전류의 제곱과 저항의 곱(

I^{2} R

)으로 결정됩니다. 부하율이 변하면 부하 전류도 그에 비례하여 변하므로, 동손은 부하율의 제곱에 비례하여 증감하게 됩니다.