전력계통의 운용과 보호

전기기사 필기 2007년 1회 30번

Q문제

다음 중 배전 선로의 손실을 경감하기 위한 대책으로 적절하지 않는 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

전력용 콘덴서 설치

전력용 콘덴서는 역률을 개선하여 무효 전력을 줄임으로써 선로에 흐르는 전체 전류를 감소시켜 전력 손실을 경감하는 핵심 대책입니다.

배전 전압의 승압

전력 손실은 전압의 제곱에 반비례하므로 배전 전압을 높이는 것은 전력 손실을 줄이는 매우 효과적인 방법입니다.

전류 밀도의 감소와 평형

전선의 굵기를 굵게 하여 전류 밀도를 낮추거나 부하 평형을 유지하면 저항에 의한 손실 및 중성선 손실을 줄일 수 있습니다.

누전 차단기 설치

누전 차단기는 지락 사고 시 회로를 차단하여 감전 및 화재를 예방하는 안전 장치이며 전력 손실 경감과는 직접적인 관련이 없습니다.

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Step 1: 배전 선로의 전력 손실(

P_{L}

) 공식을 분석합니다.

P_{L} = 3 I^{2} R = \frac{P ^{2} R}{V ^{2} c o s ^{2} θ}

입니다.

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Step 2: 손실을 줄이기 위한 변수를 확인합니다. 전압(

V

)을 높이거나, 역률(

cos θ

)을 개선하거나, 저항(

R

)을 줄이는 방법이 유효합니다.

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Step 3: 각 보기를 대조합니다. 콘덴서는 역률 개선, 승압은 전압 상승, 전류 밀도 조절은 저항 및 전류 최적화에 해당하지만 누전 차단기는 사고 보호용 기기이므로 대책에서 제외됩니다.

전압을 승압하면 왜 전력 손실이 줄어드나요?

전력 손실은 전류의 제곱에 비례하는데, 전압을 높이면 동일한 전력을 전송할 때 필요한 전류가 줄어들기 때문에 손실이 전압의 제곱에 반비례하여 감소하게 됩니다.

역률 개선이 전력 손실과 어떤 관계가 있나요?

역률이 개선되면 무효 전류가 줄어들어 선로에 흐르는 전체 전류가 감소합니다. 전력 손실은 전류의 제곱에 비례하므로 전류가 줄어들면 손실도 함께 줄어듭니다.