전압강하 및 전압변동률

전기기사 필기 2008년 2회 48번

Q: 전압변동률 공식에서 지연역률과 진상역률의 차이는 무엇인가요?

지연역률일 때는 전압변동률 $\epsilon = p\cos\theta + q\sin\theta$로 계산하고, 진상역률일 때는 $\epsilon = p\cos\theta - q\sin\theta$로 계산합니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 변압기
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

3300/210 [V]

10 [k V A]

의 단상변압기가 있다. % 저항강하는

3 [%]

, % 리액턴스 강하는

4 [%]

이다. 이 변압기가 무부하인 경우의 2차 단자전압은 약 몇

[V]

인가? (단, 변압기는 지연역률

80 [%]

일 때 정격출력을 낸다고 한다.)

유사 문제 링크

2018-2-q42 2018-2-q52 2017-3-q42 2016-3-q60 2011-3-q60

선택지 분석

168

오답 함정 분석

전압변동률 공식을 잘못 적용하여 2차 단자전압이 정격전압보다 낮아진다고 착각한 오답입니다.

216

오답 함정 분석

전압변동률 계산 시 퍼센트 저항강하 또는 리액턴스 강하 중 일부만 반영하여 계산한 오답입니다.

220

정답 상세 해설

무부하 시 2차 단자전압은 전압변동률 공식을 통해 도출할 수 있습니다.

•

Step 1: 전압변동률(

ϵ

)을 계산합니다. 지연역률

cos θ = 0.8

이므로

sin θ = 1 - 0. 8^{2} = 0.6

입니다. 전압변동률

ϵ = p cos θ + q sin θ

(단,

p

는 % 저항강하,

q

는 % 리액턴스 강하)

ϵ = 3 \times 0.8 + 4 \times 0.6 = 2.4 + 2.4 = 4.8 [%]

입니다.

•

Step 2: 무부하 2차 단자전압(

V_{20}

)을 계산합니다. 전압변동률

ϵ = \frac{V _{20} - V _{2 n}}{V _{2 n}} \times 100 [%]

입니다. (단,

V_{2 n}

은 2차 정격전압으로

210 [V]

)

4.8 = \frac{V _{20} - 210}{210} \times 100

V_{20} - 210 = 210 \times 0.048 = 10.08

V_{20} = 210 + 10.08 = 220.08 [V]

입니다.

•

Step 3: 결론 도출 계산된 무부하 2차 단자전압은

220.08 [V]

이므로, 약

220 [V]

입니다.

228

오답 함정 분석

전압변동률 계산 시 역률을 고려하지 않고 퍼센트 강하를 단순 합산하여 계산한 오답입니다.

자주 묻는 질문

전압변동률 공식에서 지연역률과 진상역률의 차이는 무엇인가요?

지연역률일 때는 전압변동률

ϵ = p cos θ + q sin θ

로 계산하고, 진상역률일 때는

ϵ = p cos θ - q sin θ

로 계산합니다.

무부하 2차 단자전압이 정격전압보다 높은 이유는 무엇인가요?

부하가 걸려 있을 때는 변압기 내부의 임피던스(저항 및 리액턴스)로 인해 전압강하가 발생하여 단자전압이 낮아집니다. 무부하 상태가 되면 이러한 전압강하가 사라지므로 단자전압이 정격전압보다 높아지게 됩니다.

이 문제 바로 풀기