전기산업기사 송전 선로 핵심정리

1. 역률 0.8 이면 sinθ = 0.6 입니다.
2. Rcosθ + Xsinθ = 2 × 0.8 + 4 × 0.6 = 1.6 + 2.4 = 4
3. e = √3 × 100 × 4 = 약 692.8V → 약 693V

검산: 693 ÷ 1.732 ≈ 400, 400 ÷ 100 = 4 로 맞습니다.

틀린 선지

• 400V: √3 을 곱하지 않은 값입니다. 3상 선간 전압 강하는 √3 을 곱해야 합니다.
• 약 762V: cosθ 와 sinθ 를 바꾸어 넣은 값입니다. 저항에는 cosθ, 리액턴스에는 sinθ 를 곱합니다.
• 1,200V: √3 대신 3 을 곱한 값입니다.

코로나가 시작되는 전압(코로나 임계 전압)이 낮을수록 코로나가 잘 생깁니다. 비·눈·안개가 있거나 기압이 낮아 공기가 묽으면 공기의 절연이 약해져 임계 전압이 낮아집니다. 그래서 비가 오고 기압이 낮은 날 코로나가 가장 잘 생깁니다.

틀린 선지

• 맑고 기압이 높은 날: 공기가 맑고 밀도가 높으면 절연이 강해져 코로나가 잘 생기지 않습니다.
• 굵은 전선을 쓴 경우: 전선이 굵으면 표면의 전기적 압력(전위 경도)이 낮아져 코로나가 줄어듭니다.
• 복도체를 쓴 경우: 복도체는 전선을 겉보기로 굵게 만드는 효과가 있어 코로나를 줄입니다.

1. 전압 강하 = 6,300 - 6,000 = 300V
2. 전압 강하율 = 300 ÷ 6,000 × 100 = 5%

검산: 6,000V 의 5% 는 300V 이고, 6,000 + 300 = 6,300V 로 송전단 전압과 같습니다.

틀린 선지

• 약 4.8%: 송전단 전압 6,300V 로 나눈 값입니다. 전압 강하율은 수전단 전압으로 나눕니다.
• 0.5%: 소수점 자리를 잘못 옮긴 값입니다.
• 10%: 계산이 틀린 값입니다. 300V 는 6,000V 의 5% 입니다.

인덕턴스는 선간 거리 D 와 전선 반지름 r 의 비(D/r)의 로그에 비례하고, 정전용량은 그 값에 반비례합니다. 그래서 선간 거리를 넓히면 인덕턴스는 커지고 정전용량은 작아집니다. 인덕턴스와 정전용량은 늘 서로 반대로 움직인다고 기억하면 쉽습니다.

틀린 선지

• 인덕턴스는 작아지고, 정전용량은 커진다: 반대로 적은 것입니다. 이것은 선간 거리를 좁히거나 복도체를 쓸 때의 변화입니다.
• 인덕턴스와 정전용량이 모두 커진다: 선간 거리가 넓어지면 두 전선이 서로 멀어지므로 정전용량은 줄어듭니다.
• 인덕턴스와 정전용량이 모두 작아진다: 선간 거리가 넓어지면 인덕턴스는 오히려 커집니다.

1. 전선 1가닥의 손실 = I² × R = 50² × 4 = 2,500 × 4 = 10,000W
2. 전선이 3가닥이므로 3 × 10,000 = 30,000W
3. 30,000W = 30kW

검산: 30,000 ÷ 3 ÷ 4 = 2,500 = 50² 으로 맞습니다.

틀린 선지

• 10kW: 전선 1가닥의 손실만 구한 값입니다. 3상 3선식은 전선이 3가닥이므로 3배를 해야 합니다.
• 약 17.3kW: 3 대신 √3 을 곱한 값입니다. 손실은 전선 가닥 수만큼 곱합니다.
• 20kW: 전선을 2가닥(단상 2선식)으로 계산한 값입니다.

선로의 길이에 따라 계산 방법이 달라집니다. 짧은 선로는 정전용량을 무시하고 저항과 인덕턴스만 봅니다. 중거리 선로는 정전용량도 고려하되, 한두 곳에 모아 놓은 것(집중 정수)으로 보아 T형 회로나 π형 회로로 계산합니다. 긴 선로는 분포 정수 회로로 계산합니다.

틀린 선지

• 저항과 인덕턴스만 직렬로 둔 회로: 정전용량을 무시하는 단거리 선로의 계산 방법입니다.
• 분포 정수 회로: 선로 정수가 선로 전체에 고르게 퍼져 있다고 보는 장거리 선로의 계산 방법입니다.
• 정전용량만 둔 회로: 저항과 인덕턴스를 빼면 전압 강하를 계산할 수 없습니다.

1. S² = 200² = 40,000
2. W × S² = 20 × 40,000 = 800,000
3. 8T = 8 × 20,000 = 160,000
4. D = 800,000 ÷ 160,000 = 5m

검산: 이도는 경간의 제곱에 비례하므로 경간이 크면 이도가 빠르게 커집니다. 5m 는 200m 경간에 알맞은 값입니다.

틀린 선지

• 2.5m: 8 대신 16 으로 나눈 값입니다.
• 10m: 8 대신 4 로 나눈 값입니다.
• 20m: 8 대신 2 로 나눈 값입니다.

직류에는 주파수가 없으므로 선로의 리액턴스가 작용하지 않습니다. 그래서 리액턴스에 의한 전압 강하가 없고, 발전기들이 박자를 맞춰야 하는 안정도 문제도 적어 먼 거리 송전에 유리합니다. 반면 전압을 바꾸려면 변환 장치가 필요하고 전류 차단이 어렵습니다.

틀린 선지

• 변압기로 전압을 쉽게 바꿀 수 있다: 교류 송전의 장점입니다. 직류는 변압기로 전압을 바꿀 수 없습니다.
• 전류를 차단하기가 교류보다 쉽다: 직류는 전류가 0 이 되는 순간이 없어 오히려 차단하기 어렵습니다.
• 회전 자계를 쉽게 만들 수 있다: 회전 자계는 3상 교류로 만듭니다. 교류의 장점입니다.

1. Vs × Vr ÷ X = 110 × 110 ÷ 55 = 12,100 ÷ 55 = 220 (kV² ÷ Ω = MW)
2. sin30° = 0.5
3. P = 220 × 0.5 = 110MW

검산: 110 × 55 ÷ 12,100 = 0.5 = sin30° 로 맞습니다.

틀린 선지

• 220MW: sin30° 를 곱하지 않은 값입니다.
• 약 190.5MW: sin30° 대신 cos30° 를 곱한 값입니다.
• 약 63.5MW: √3 으로 한 번 더 나눈 값입니다. 선간 전압(kV)을 그대로 쓰면 3상 전력이 바로 나옵니다.

1. 전체 정전용량 C = 0.01μF × 100km = 1μF
2. 상전압 E = 154,000 ÷ √3 ≈ 88,912V
3. ω = 2π × 60 ≈ 377
4. Ic = 377 × 0.000001 × 88,912 ≈ 33.5A

검산: 33.5 ÷ 377 ÷ 0.000001 ≈ 88,860V 로 상전압과 거의 같습니다.

틀린 선지

• 약 58.1A: 선간 전압 154kV 를 그대로 넣은 값입니다. 충전 전류는 상전압(선간 전압 ÷ √3)으로 계산합니다.
• 약 19.4A: √3 으로 한 번 더 나눈 값입니다.
• 약 0.34A: 선로 길이 100km 를 곱하지 않은 값입니다.