전압강하 및 전압변동률
전기기사 필기 2006년 2회 46번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 변압기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
3300/210[V], 10[kVA]의 단상변압기가 있다. % 저항강하는 3%, % 리액턴스 강하는 4% 이다. 이 변압기가 무부하인 경우의 2차 단자전압은 약 몇 [V]인가? (단, 변압기는 지역률 80%일 때 정격출력을 낸다고 한다.)
선택지 분석
1
168
오답 함정 분석
전압변동률을 잘못 적용하여 정격전압에서 전압강하분을 뺀 값으로 잘못 계산한 오답입니다.
2
216
오답 함정 분석
역률을 고려하지 않고 % 저항강하만을 전압변동률로 착각하여 계산한 오답입니다.
220
정답 상세 해설
무부하인 경우의 2차 단자전압은 약 220[V]입니다.
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Step 1: 전압변동률 계산
- 전압변동률(ε)은 % 저항강하(p)와 % 리액턴스 강하(q), 그리고 역률(cosθ)을 이용하여 계산합니다.
- 지상역률(지역률)이 80%(0.8)이므로, sinθ = 0.6입니다.
- ε = p cosθ + q sinθ = 3 × 0.8 + 4 × 0.6 = 2.4 + 2.4 = 4.8[%]입니다.
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Step 2: 무부하 2차 단자전압 계산
- 전압변동률 공식은 ε = (V20 - V2n) / V2n × 100[%]입니다. (V20: 무부하 2차 단자전압, V2n: 2차 정격전압)
- 2차 정격전압(V2n)은 210[V]입니다.
- 4.8 = (V20 - 210) / 210 × 100
- V20 - 210 = 210 × 0.048 = 10.08[V]
- V20 = 210 + 10.08 = 220.08[V]입니다.
•
Step 3: 결론
- 계산된 무부하 2차 단자전압은 220.08[V]이므로, 약 220[V]가 됩니다.
4
228
오답 함정 분석
% 리액턴스 강하와 역률의 관계를 잘못 적용하여 전압변동률을 과다하게 산정한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
전압변동률 공식에서 지상역률과 진상역률의 차이는 무엇인가요?
지상역률일 때는 ε = p cosθ + q sinθ 로 계산하고, 진상역률일 때는 ε = p cosθ - q sinθ 로 계산합니다.
Q.
무부하 2차 단자전압과 2차 정격전압은 어떻게 다른가요?
무부하 2차 단자전압은 부하가 연결되지 않았을 때의 전압이며, 2차 정격전압은 정격 부하가 연결되어 정격 전류가 흐를 때의 단자전압입니다. 전압강하로 인해 일반적으로 무부하 전압이 정격전압보다 높습니다.