배전방식
전기기사 필기 2017년 3회 40번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실, 선간전압이 동일할 때 3상 3선식에 의한 소요 전선량은 단상 2선식의 몇 %인가?
선택지 분석
1
50
오답 함정 분석
3상 3선식의 1가닥당 전선 단면적이 단상 2선식의 50%인 것을 총 전선량 비율로 착각한 오답입니다.
2
67
오답 함정 분석
단상 2선식과 3상 3선식의 전선 가닥수 비율(2/3)을 단순 역산하여 도출한 오답입니다.
75
정답 상세 해설
송전전력, 부하역률, 송전거리, 전력손실, 선간전압이 동일할 때 3상 3선식의 소요 전선량은 단상 2선식 대비 75%입니다.
•
Step 1: 단상 2선식의 전력손실과 전선량 계산
- 선전류 I₁ = P / (V cosθ)
- 전력손실 P_l1 = 2 × I₁² × R₁ = 2 × (P / (V cosθ))² × ρ × (L / A₁)
- 총 전선량 W₁ = 2 × A₁ × L
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Step 2: 3상 3선식의 전력손실과 전선량 계산
- 선전류 I₃ = P / (√3 V cosθ)
- 전력손실 P_l3 = 3 × I₃² × R₃ = 3 × (P / (√3 V cosθ))² × ρ × (L / A₃) = (P / (V cosθ))² × ρ × (L / A₃)
- 총 전선량 W₃ = 3 × A₃ × L
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Step 3: 전선량 비율 계산
- 전력손실이 동일하므로 P_l1 = P_l3에서 2 / A₁ = 1 / A₃, 즉 A₃ = 0.5 A₁이 성립합니다.
- 전선량 비율 W₃ / W₁ = (3 × A₃ × L) / (2 × A₁ × L) = (3 / 2) × 0.5 = 0.75입니다.
- 따라서 3상 3선식의 소요 전선량은 단상 2선식의 75%가 됩니다.
4
87
오답 함정 분석
다른 배전방식의 전선량 비율 수치와 혼동하여 임의로 도출한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
배전방식별로 전선량 비율을 쉽게 외우는 방법이 있나요?
기준이 되는 단상 2선식을 100%로 할 때, 단상 3선식은 37.5%, 3상 3선식은 75%, 3상 4선식은 33.3%입니다. 이 수치들을 암기해 두면 계산 없이 빠르게 문제를 풀 수 있습니다.
Q.
전력손실이 동일하다는 조건이 왜 중요한가요?
전력손실이 동일하다는 조건을 통해 각 배전방식에서 요구되는 전선의 단면적 비율을 구할 수 있기 때문입니다. 단면적 비율과 전선 가닥수를 곱해야 최종적인 총 전선량(체적) 비율을 산출할 수 있습니다.