전기산업기사 배전과 역률 개선 핵심정리

1. 역률 0.6 일 때 sinθ1 = 0.8, tanθ1 = 0.8 ÷ 0.6 ≈ 1.333
2. 역률 0.8 일 때 sinθ2 = 0.6, tanθ2 = 0.6 ÷ 0.8 = 0.75
3. Q = 300 × (1.333 - 0.75) = 300 × 0.583 ≈ 175kVA

검산: 개선 전 무효 전력 400kVar - 콘덴서 175kVA = 225kVar, 225 ÷ 300 = 0.75 = tanθ2 로 맞습니다.

틀린 선지

• 400kVA: 개선 전 무효 전력만 구한 값입니다. 개선 후 남는 무효 전력을 빼야 합니다.
• 225kVA: 개선 후 무효 전력만 구한 값입니다.
• 60kVA: 역률의 차이(0.8 - 0.6)를 곱한 값입니다. tanθ 의 차이를 써야 합니다.

수용가마다 전기를 가장 많이 쓰는 시각이 다르므로, 모두 합친 최대 수요는 각각의 최대 수요를 단순히 더한 값보다 작거나 같습니다. 그래서 부등률은 항상 1 이상입니다. 부등률이 클수록 설비를 더 효율적으로 쓴다는 뜻입니다.

틀린 선지

• 항상 1 이하이다: 수용률이나 부하율의 성질입니다. 부등률은 1 보다 작아질 수 없습니다.
• 항상 정확히 1 이다: 모든 수용가의 최대 수요가 같은 시각에 생길 때만 1 이 됩니다.
• 항상 0 과 0.5 사이이다: 부등률의 범위와 관계없는 값입니다.

단상 3선식은 중성선을 가운데 두고 양쪽에 같은 전압(예: 110V)을 공급합니다. 중성선이 끊어지면 양쪽 부하가 직렬로 이어져 전체 전압(220V)을 나눠 갖게 되는데, 부하 크기가 다르면 작은 부하 쪽에 높은 전압이 걸려 기기가 망가질 수 있습니다. 그래서 중성선에는 퓨즈를 넣지 않고 단단히 연결합니다.

틀린 선지

• 중성선에는 항상 가장 큰 전류가 흐르기 때문: 중성선에는 양쪽 부하 전류의 차이만 흐르므로 오히려 작습니다.
• 중성선에는 전류가 전혀 흐르지 않기 때문: 부하가 불평형이면 중성선에도 전류가 흐릅니다.
• 퓨즈를 넣으면 전압이 두 배로 올라가기 때문: 퓨즈 자체가 전압을 올리지는 않습니다. 문제는 퓨즈가 끊어졌을 때입니다.

루프식은 배전선을 고리 모양으로 연결한 방식입니다. 어느 한 곳이 고장 나면 그 구간만 떼어 내고 반대 방향으로 전기를 보낼 수 있어 정전이 적습니다. 전압 강하와 손실도 수지상식보다 작지만 시설비는 더 듭니다.

틀린 선지

• 시설비가 가장 싸다: 시설비가 가장 싼 것은 나뭇가지 모양의 수지상식(방사상식)입니다.
• 구조가 단순해 보호 장치 구성이 가장 쉽다: 루프식은 양쪽에서 전기가 들어오므로 보호 장치 구성이 복잡한 편입니다.
• 부하가 늘어나면 공급이 불가능하다: 루프식은 오히려 부하 증설에 유연하게 대응할 수 있습니다.

1. 단상 2선식 1가닥당 전력 = VI ÷ 2 = 0.5VI
2. 3상 3선식 1가닥당 전력 = √3VI ÷ 3 ≈ 0.577VI
3. 비율 = 0.577 ÷ 0.5 ≈ 1.15 → 약 115%

검산: 0.5 × 1.15 = 0.575 로 0.577 과 거의 같습니다.

틀린 선지

• 약 133%: 단상 3선식의 값입니다.
• 약 87%: 비율을 거꾸로(단상 2선식 ÷ 3상 3선식) 구한 값입니다.
• 100%: 방식에 따라 1가닥당 보낼 수 있는 전력은 달라집니다.