변압기의 손실, 효율, 온도상승 및 정격
전기기사 필기 2018년 1회 51번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 변압기 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
150kVA의 변압기의 철손이 1kW, 전부하동손이 2.5kW이다. 역률 80%에 있어서의 최대효율은 약 몇 %인가?
선택지 분석
1
95
오답 함정 분석
최대효율 조건이 아닌 전부하 상태에서의 효율을 잘못 계산하거나 손실을 잘못 적용한 오답입니다.
2
96
오답 함정 분석
부하율을 고려하지 않고 출력과 손실을 잘못 계산하여 도출된 오답입니다.
97.4
정답 상세 해설
변압기의 최대효율은 철손과 동손이 같을 때 발생합니다.
•
Step 1: 최대효율 시의 부하율(m)을 계산합니다.
- 철손(Pi) = 1kW, 전부하동손(Pc) = 2.5kW
- m = √(Pi / Pc) = √(1 / 2.5) = √0.4
•
Step 2: 최대효율 시의 출력(P_out)을 계산합니다.
- 정격용량(Pa) = 150kVA, 역률(cosθ) = 0.8
- P_out = m × Pa × cosθ = √0.4 × 150 × 0.8 = 75.894kW
•
Step 3: 최대효율(η_max)을 계산합니다.
- 최대효율 시 총 손실 = 2 × Pi = 2kW
- η_max = [P_out / (P_out + 2 × Pi)] × 100
- η_max = [75.894 / (75.894 + 2)] × 100 = (75.894 / 77.894) × 100 ≒ 97.43%
4
98.5
오답 함정 분석
역률을 1로 가정하거나 손실을 누락하여 효율을 과대평가한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
변압기의 최대효율은 언제 발생하나요?
변압기의 최대효율은 고정손인 철손과 가변손인 동손이 같아질 때 발생합니다.
Q.
최대효율 시의 부하율은 어떻게 구하나요?
최대효율 시의 부하율 m은 √(철손 / 전부하동손)으로 계산합니다.