배전방식
전기기사 필기 2021년 3회 23번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
옥내배선을 단상 2선식에서 단상 3선식으로 변경하였을 때, 전선 1선당 공급전력은 약 몇 배 증가하는가? (단, 선간전압(단상 3선식의 경우는 중성선과 타선간의 전압), 선로전류(중성선의 전류 제외) 및 역률은 같다.)
선택지 분석
1
0.71
오답 함정 분석
1선당 공급전력의 비율을 역수로 잘못 계산하거나, 다른 배전방식의 비율로 착각한 결과입니다.
1.33
정답 상세 해설
단상 2선식에서 단상 3선식으로 변경 시, 전선 1선당 공급전력은 약 1.33배 증가합니다.
•
Step 1: 단상 2선식의 1선당 공급전력을 계산합니다.
- 총 공급전력 P_2 = VIcosθ 입니다.
- 전선 수가 2가닥이므로, 1선당 공급전력 p_2 = (VIcosθ) / 2 = 0.5VIcosθ 입니다.
•
Step 2: 단상 3선식의 1선당 공급전력을 계산합니다.
- 총 공급전력 P_3 = 2VIcosθ 입니다. (중성선과 각 전압선 사이의 전압이 V이므로)
- 전선 수가 3가닥이므로, 1선당 공급전력 p_3 = (2VIcosθ) / 3 ≒ 0.667VIcosθ 입니다.
•
Step 3: 두 방식의 1선당 공급전력 비율을 구합니다.
- p_3 / p_2 = (2/3) / (1/2) = 4/3 ≒ 1.33 입니다.
- 따라서 약 1.33배 증가합니다.
3
1.41
오답 함정 분석
교류의 최댓값과 실효값의 비율인 루트 2(약 1.414)를 잘못 적용한 결과입니다.
4
1.73
오답 함정 분석
3상 3선식의 선간전압과 상전압의 비율인 루트 3(약 1.732)을 잘못 적용한 결과입니다.
자주 묻는 질문
Q.
단상 3선식의 총 공급전력은 왜 2VIcosθ 인가요?
단상 3선식은 중성선을 공유하는 두 개의 단상 회로로 구성됩니다. 중성선과 각 전압선 사이의 전압이 V이고 전류가 I일 때, 각 회로의 전력은 VIcosθ이므로 전체 전력은 이를 합한 2VIcosθ가 됩니다.
Q.
전선 1선당 공급전력을 비교하는 이유는 무엇인가요?
전선 1선당 공급전력은 배전방식의 경제성을 평가하는 중요한 지표입니다. 동일한 전압과 전류 조건에서 1선당 공급전력이 클수록 전선 사용량 대비 더 많은 전력을 보낼 수 있어 경제적입니다.