조상설비라고 할 수 없는 것은?
- 동기조상기
- 진상 콘덴서
- 상순표시기
- 분로리액터
정답과 해설 보기
정답 ③ · 질문은 조상설비에 해당하지 않는 장비를 묻는다. 조상설비는 무효전력의 조정, 즉 역률 개선을 담당하는 장치들로 동기조상기·진상콘덴서·분로리액터 등이 해당한다.
조상설비는 역률(무효전력) 조정 설비인 동기조상기·진상콘덴서·분로리액터이며, 상순표시기는 계기일 뿐이다.
개념 한 쪽
전기공사산업기사 무효전력 조정에 의한 전압조정 — 역률 개선과 보호계전기
배전계통의 유도성 부하는 역률을 나쁘게 만들고 같은 전력을 보내는 데 더 큰 전류를 흐르게 한다. 전력용 콘덴서는 진상 무효전력을 공급해 역률을 개선하고 선로전류와 전력손실을 줄이며 전압강하 개선 효과를 낸다. 전압이 기준치 밑으로 내려가면 동작하는 부족전압 계전기와 일정 시간이 지난 뒤 동작하는 정한시계전기, 기기 내부의 이상을 감지하는 비율차동계전기도 함께 구분한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「무효전력 조정에 의한 전압조정」의 공개 문제 1개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 부족전압 계전기 판별 | 1 | 전압이 정정값 이하로 떨어질 때 동작하는 계전기를 가림 |
가장 자주 묻는 것은 부족전압 계전기 판별입니다.
뜻
무효전력은 실제로 일하지 않고 왕복하는 전력을 말한다. 역률이 나쁘면 같은 유효전력을 보내는 데 더 큰 피상전력과 선로전류가 필요하다. 전력용 콘덴서는 진상 무효전력을 공급해 부하의 지상 무효전력을 상쇄하고 역률을 개선한다.
역률 개선 계산에서는 유효전력 P를 그대로 두고 무효전력 Q만 콘덴서 용량만큼 줄인다. 피상전력은 S=√(P²+Q²)로 다시 구한다. 역률 100%까지 개선할 때 필요한 콘덴서 용량은 개선 전 무효전력 S·sinθ와 같다. 역률 80%이면 cosθ=0.8, sinθ=0.6이므로 1000kVA 부하에서 600kVA가 된다.
역률을 95%로 개선할 때는 Qc=P(tanθ1−tanθ2)를 쓴다. cosθ1=0.8이면 tanθ1=0.75이고 cosθ2=0.95이면 tanθ2는 약 0.33이다. 1000kW 부하에 대입하면 Qc=1000×(0.75−0.33)≈420kVA가 된다.
보호계전기는 이름에 동작 조건이 드러난다. 전압이 설정치 밑으로 내려가면 동작하는 계전기는 부족전압 계전기이고 단락고장검출 등에 사용한다. 설정치를 넘는 전류가 흐를 때 전류의 크기와 상관없이 늘 일정 시간이 지난 뒤에 동작하는 계전기는 정한시계전기이다. 발전기나 변압기 내부의 이상을 감지할 때는 비율차동계전기를 주로 사용한다.
예제
역률 80% 10000kVA 부하에 2000kVA 콘덴서를 설치한 경우를 계산한다. P=10000×0.8=8000kW, Q=10000×0.6=6000kvar이다. 콘덴서 2000kvar를 빼면 Q′=4000kvar가 되고 S′=√(8000²+4000²)≈8940kVA가 된다. 유효전력 P는 변하지 않고 무효전력 Q만 줄어드는 점이 핵심이다.
역률 80%인 1000kVA 부하를 역률 100%로 개선하는 경우를 계산한다. cosθ=0.8이므로 sinθ=0.6이고 콘덴서 용량은 1000×0.6=600kVA이다. 역률 100%에서는 무효전력이 0이 되므로 개선 전 무효전력 전부를 콘덴서가 상쇄한다.
대표 기출 3문항
과전류 계전기(OCR)의 탭 값을 옳게 설명한 것은?
- 계전기의 최소 동작 전류
- 계전기의 최대 부하 전류
- 계전기의 동작시한
- 변류기의 권수비
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 과전류 계전기(OCR)의 탭값이 무엇을 의미하는지 묻고 있다. 탭값은 계전기가 동작을 개시하는 최소 동작 전류, 즉 픽업 전류를 뜻하며 변류기 2차측 전류 값으로 설정한다.
OCR의 탭값은 계전기가 동작을 시작하는 최소 동작 전류(픽업 전류)이다.
뒤진 역률 80%, 1000kW의 3상 부학 있다. 이것에 콘덴서를 설치하여 역률을 95%로 개선하려면 콘덴서의 용량은 약 몇 [kVA]인가?
- 240[kVA]
- 420[kVA]
- 630[kVA]
- 950[kVA]
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 역률 개선을 위한 콘덴서 무효전력 용량을 계산하는 것이다. 콘덴서 용량 Qc는 P·(tanθ1 − tanθ2)로 구하며 주어진 값으로 계산하면 tan(acos0.8)=0.75, tan(acos0.95)≈0.329이므로 Qc = 1000·(0.75−0.329) ≈ 421 kVAr, 즉 약 420 kVAr가 된다.
콘덴서 용량은 Qc = P(tanθ₁ − tanθ₂), 1000kW·80→95%에서 약 420kVA.
자주 묻는 물음
- 무효전력 조정이 전압조정에 어떻게 연결되는지 확인한다.
- 전력용 콘덴서가 진상 무효전력을 공급해 역률을 개선하고 선로전류와 전력손실을 줄이며 전압강하 개선 효과를 낸다.
- 콘덴서 설치 후 변압기 부하 계산에서 변하지 않는 값을 확인한다.
- 유효전력 P는 그대로 두고 무효전력 Q만 콘덴서 용량만큼 줄인 뒤 S=√(P²+Q²)로 새 피상전력을 구한다.
- 부족전압 계전기와 정한시계전기, 비율차동계전기의 동작 조건을 구분한다.
- 부족전압 계전기는 전압이 기준치 밑으로 내려가면 동작하고, 정한시계전기는 전류 크기와 관계 없이 일정 시간이 지난 뒤 동작하며, 비율차동계전기는 발전기나 변압기 내부의 이상 감지에 사용한다.
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