조상설비

전기기사 필기 2015년 3회 30번

Q문제

제 5고조파 전류의 억제를 위해 전력용 콘덴서에 직렬로 삽입하는 유도 리액턴스의 값으로 적당한 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

전력용 콘덴서 용량의 약 6%정도

제5고조파를 억제하기 위한 직렬 리액터의 용량은 이론적으로 콘덴서 용량의 4%를 초과해야 하며, 실제로는 여유를 두어 6%를 선정합니다.

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Step 1: 제5고조파 공진 조건 설정. 제5고조파에서 유도 리액턴스(XL)가 정전 리액턴스(XC)보다 커야 하므로 5ωL > 1/(5ωC)의 관계가 성립해야 합니다.

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Step 2: 리액턴스 비 계산. 위 식을 정리하면 ωL > 1/(25ωC)가 되며, 이는 XL > 0.04XC, 즉 XL이 XC의 4%보다 커야 함을 의미합니다.

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Step 3: 실무적 수치 결정. 주파수 변동 및 기기 오차에 따른 안전율을 고려하여 통상적으로 이론값 4%에 여유를 더한 6% 정도의 값을 표준으로 사용합니다.

전력용 콘덴서 용량의 약 12%정도

12%는 제3고조파 억제를 위해 이론상 필요한 11.1% 이상의 값을 실무적으로 적용할 때의 수치와 혼동될 수 있으나, 제5고조파 기준으로는 부적절합니다.

전력용 콘덴서 용량의 약 18%정도

18%는 전력용 콘덴서와 직렬 리액터의 조합에서 일반적으로 사용되는 표준 용량 산정 기준에 해당하지 않습니다.

전력용 콘덴서 용량의 약 24%정도

24%는 고조파 억제를 위한 직렬 리액터의 일반적인 설계 범위를 크게 벗어난 수치입니다.

직렬 리액터를 설치하는 주된 목적은 무엇인가요?

전력용 콘덴서 투입 시 발생하는 제5고조파를 제거하여 전압 파형의 왜곡을 방지하고, 콘덴서의 과열 및 소손을 막는 것이 주된 목적입니다.

왜 이론값인 4%가 아닌 6%를 사용하나요?

계통의 주파수 변동이나 리액터 및 콘덴서의 제조상 허용 오차 등을 고려하여 안정적인 유도성 상태를 유지하기 위해 약 2%의 여유를 둔 6%를 표준으로 채택합니다.