전기기사 · 전력공학 과목
전기기사 배전과 역률 개선 개념 정리
중요도 ★★★★☆ · 20% (추정)
AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
핵심 개념
수용률
설비 용량 가운데 실제로 동시에 쓰는 최대 전력의 비율입니다. 수용률 = 최대 수요 전력 ÷ 설비 용량 입니다.
외우는 요령'설비가 얼마나 쓰였나'.
부하율
일정 기간 동안 평균 전력이 최대 전력의 몇 % 인지 나타냅니다. 부하율 = 평균 전력 ÷ 최대 전력 입니다.
외우는 요령'평균이 최대에 얼마나 가까운가'.
부등률
여러 수용가의 최대 수요가 같은 시각에 겹치지 않는 정도입니다. 부등률 = 각 최대 수요의 합 ÷ 합성 최대 수요 이며 늘 1 이상입니다.
외우는 요령'따로 더한 것 ÷ 함께 잰 것' — 그래서 1 이상.
역률 개선
부하와 나란히 콘덴서를 달아 역률을 높이는 것입니다. 필요한 용량은 Qc = P × (tanθ1 − tanθ2) 이며, 손실과 전압 강하가 줄고 설비 여유가 생깁니다.
외우는 요령'바꾸기 전 tan − 바꾼 뒤 tan' 에 유효 전력을 곱한다.
자주 나오는 포인트
- 수용률·부하율·부등률의 정의를 바꿔 놓은 선지가 자주 나옵니다.
- 역률 개선용 콘덴서 용량 계산이 나옵니다.
- 3상 전압 강하 e = √3 × I × (R cosθ + X sinθ) 를 확인하세요.
헷갈리는 것 비교: 수용률·부하율·부등률
| 이름 | 식 | 크기 |
|---|---|---|
| 수용률 | 최대 수요 전력 ÷ 설비 용량 | 보통 1 이하 |
| 부하율 | 평균 전력 ÷ 최대 전력 | 1 이하 |
| 부등률 | 각 최대 수요의 합 ÷ 합성 최대 수요 | 1 이상 |
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 설비 용량이 500kW 인 수용가의 최대 수요 전력이 300kW 일 때 수용률은?
- ① 40%
- ② 167%
- ③ 80%
- ④ 60%
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정답: ④ 60%
핵심: 수용률 = 최대 수요 전력 ÷ 설비 용량 × 100
- 수용률 = 300 ÷ 500 × 100
- 답: 60%
설비를 모두 한꺼번에 쓰는 일은 드물기 때문에 수용률은 보통 100% 보다 작습니다.
틀린 선지
- ① 40%: 계산이 틀린 값입니다.
- ② 167%: 분자와 분모를 바꿔 계산한 값입니다.
- ③ 80%: 계산이 틀린 값입니다.
문제 2. 배전 선로의 역률을 개선했을 때 얻는 효과로 옳은 것은?
- ① 전력 손실과 전압 강하가 줄어든다
- ② 선로에 흐르는 전류가 늘어난다
- ③ 설비 용량의 여유가 줄어든다
- ④ 전기 요금이 늘어난다
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ① 전력 손실과 전압 강하가 줄어든다
핵심: 역률 개선: 손실↓ 전압 강하↓ 설비 여유↑ 요금↓
역률이 좋아지면 같은 일을 하는 데 필요한 전류가 줄어듭니다. 그래서 전력 손실과 전압 강하가 줄고, 설비 용량에 여유가 생기며, 전기 요금도 줄어듭니다.
틀린 선지
- ② 선로에 흐르는 전류가 늘어난다: 같은 전력을 보낼 때 전류가 줄어듭니다.
- ③ 설비 용량의 여유가 줄어든다: 전류가 줄어 설비 용량에 여유가 생깁니다.
- ④ 전기 요금이 늘어난다: 역률이 좋으면 요금이 줄어듭니다.
문제 3. 유효 전력 100kW, 역률 0.8(지상)인 부하의 역률을 1.0 으로 개선하려면 필요한 콘덴서의 용량은 몇 kVA 인가?
- ① 60kVA
- ② 75kVA
- ③ 80kVA
- ④ 125kVA
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정답: ② 75kVA
핵심: 콘덴서 용량 Qc = P × (tanθ1 − tanθ2)
- 역률 0.8 이면 sinθ = 0.6, tanθ1 = 0.6 ÷ 0.8 = 0.75
- 역률 1.0 이면 tanθ2 = 0
- Qc = 100 × (0.75 − 0) = 75kVA
검산: 피상 전력 = 100 ÷ 0.8 = 125kVA, 무효 전력 = 125 × 0.6 = 75kVar
틀린 선지
- ① 60kVA: sinθ 를 곱한 값(100 × 0.6)입니다.
- ③ 80kVA: cosθ 를 곱한 값입니다.
- ④ 125kVA: 피상 전력의 값입니다.