조상설비

전기기사 필기 2019년 1회 24번

Q문제

배전선로의 역률 개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

선로의 전력손실 경감

역률 개선 시 선로 전류가 감소하여 전력손실(I²R)이 줄어드는 것은 역률 개선의 가장 대표적인 장점입니다.

선로의 전압강하의 감소

역률이 개선되면 전압강하 공식에 따라 전압강하가 줄어들어 수전단 전압을 안정적으로 유지할 수 있습니다.

전원측 설비의 이용률 향상

무효전력이 감소함에 따라 변압기 등 전원 설비 용량에 여유가 생겨 설비 이용률이 향상됩니다.

선로 절연의 비용 절감

역률 개선은 전력 손실, 전압 강하, 설비 용량 여유 등과 관련이 있으나 절연 비용과는 무관합니다.

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Step 1: 역률 개선 시 선로 전류(I)의 변화를 확인합니다. 동일한 유효전력(P)을 공급할 때 역률(cosθ)이 높아지면 전류 I = P / (√3 * V * cosθ)는 감소하게 됩니다.

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Step 2: 전류 감소에 따른 물리적 이득을 분석합니다. 전류가 줄어들면 전력손실(3I²R)과 전압강하(√3I(Rcosθ + Xsinθ))가 모두 감소하며, 설비 용량의 여유분이 확보됩니다.

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Step 3: 절연 비용의 결정 요인을 검토합니다. 선로의 절연 비용은 주로 계통의 전압 크기(공칭 전압)와 이상 전압에 대비한 설계에 의해 결정되므로, 역률 개선에 의한 전류 감소가 절연 등급을 낮추지는 않습니다.

역률 개선이 왜 전력 손실을 줄여주나요?

동일한 유효전력을 공급할 때 역률이 높아지면 선로에 흐르는 전체 전류가 감소하여, 전류의 제곱에 비례하는 전력 손실이 줄어들기 때문입니다.

절연 비용은 무엇에 의해 결정되나요?

절연 비용은 주로 선로의 전압 계급과 낙뢰 등 이상 전압으로부터 계통을 보호하기 위한 절연 설계에 의해 결정되며, 역률과는 직접적인 관련이 없습니다.

역률 개선으로 설비 이용률이 향상된다는 것은 무슨 의미인가요?

무효전력이 줄어들면 변압기나 배전선로가 부담해야 할 피상전력이 감소하므로, 남는 용량만큼 부하를 더 증설하여 사용할 수 있다는 의미입니다.