송전방식
전기기사 필기 2010년 1회 40번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
40. “송전선로의 전압을 2배로 승압할 경우 동일 조건에서 공급 전력을 동일하게 취하면 선로 손실은 승압 전의 ( ㉮ )로 되고, 선로손실률을 동일하게 취급하면 공급 전력은 승압전의 ( ㉯ )로 된다.” ( ㉮ ), ( ㉯ )에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?
선택지 분석
㉮ 1/4, ㉯ 4배
정답 상세 해설
공급 전력이 일정할 때 선로 손실은 전압의 제곱에 반비례하고, 선로 손실률이 일정할 때 공급 전력은 전압의 제곱에 비례합니다.
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Step 1: 선로 손실과 전압의 관계 도출
- 3상 송전선로에서 공급 전력은 P = √3 V I cosθ 입니다.
- 선로 손실은 P_l = 3 I^2 R 이며, 전류 I = P / (√3 V cosθ) 를 대입하면 P_l = (P^2 R) / (V^2 cos^2θ) 가 됩니다.
- 따라서 공급 전력(P)과 역률(cosθ)이 일정할 때, 선로 손실(P_l)은 전압(V)의 제곱에 반비례합니다. 전압을 2배로 승압하면 선로 손실은 (1/2)^2 = 1/4배가 됩니다. (㉮ = 1/4)
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Step 2: 선로 손실률과 공급 전력의 관계 도출
- 선로 손실률은 k = P_l / P = (P R) / (V^2 cos^2θ) 입니다.
- 이를 공급 전력 P에 대해 정리하면 P = (k V^2 cos^2θ) / R 가 됩니다.
- 따라서 선로 손실률(k)이 일정할 때, 공급 전력(P)은 전압(V)의 제곱에 비례합니다. 전압을 2배로 승압하면 공급 전력은 2^2 = 4배가 됩니다. (㉯ = 4배)
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Step 3: 결론
- ㉮는 1/4, ㉯는 4배가 되므로 정답은 1번입니다.
2
㉮ 1/2, ㉯ 4배
오답 함정 분석
선로 손실은 전압에 반비례하는 것이 아니라 전압의 제곱에 반비례하므로 1/2배가 아닌 1/4배가 됩니다.
3
㉮ 1/4, ㉯ 2배
오답 함정 분석
공급 전력은 전압에 비례하는 것이 아니라 전압의 제곱에 비례하므로 2배가 아닌 4배가 됩니다.
4
㉮ 1/2, ㉯ 2배
오답 함정 분석
선로 손실은 전압의 제곱에 반비례하고 공급 전력은 전압의 제곱에 비례하므로 1/2배, 2배는 모두 틀린 설명입니다.
자주 묻는 질문
Q.
송전 전압을 높이면 어떤 장점이 있나요?
송전 전압을 높이면 동일한 전력을 보낼 때 전류가 감소하여 선로 손실이 줄어들고, 동일한 손실률을 허용할 경우 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다.
Q.
선로 손실과 선로 손실률의 차이는 무엇인가요?
선로 손실은 송전 중 전선의 저항으로 인해 열로 소비되는 절대적인 전력량(W)을 의미하며, 선로 손실률은 전체 공급 전력 대비 선로 손실이 차지하는 비율(%)을 의미합니다.