전기기사 필기 기출문제복원 (2007-05-13)

전기기사
(2007-05-13 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 자유공간 내의 고유 임피던스는? (단, μ0 : 진공의 투자율, ε0 : 진공의 유전율이다.)

(정답률: 84%)
  • 자유공간은 전기적으로 중립적인 공간이므로 전하가 없어 전기장이 존재하지 않는다. 따라서 전기장과 전류 밀도의 비율인 고유 임피던스는 정의상 존재하지 않는다. 따라서 ""가 정답이다.
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2. 이론방정식의 형태로 나타낸 맥스웰의 전자계 기초방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 76%)
  • 정답은 ""이다. 이는 파동의 전파를 나타내는 맥스웰의 전자계 기초방정식 중 하나인 전자기장의 회전에 관한 법칙인 파라데이의 법칙이다. 이 방정식은 전자기장의 회전과 회전에 의한 전자기장의 변화를 나타내며, 전자기장의 회전은 전자기파의 발생과 전자기장의 유지에 중요한 역할을 한다.
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3. 그림과 같이 반지름 a인 무한장 평행도체 A, B가 간격 d로 놓여 있고, 단위길이당 각각 ＋λ, -λ의 전하가 균일하게 분포되어 있다. A, B 도체간의 전위치는 몇 [V]인가? (단, d≫a이다.)

(정답률: 57%)
  • 전위는 전하가 있는 곳에서 다른 장소로 이동할 때 일하는 일과 관련이 있습니다. 이 문제에서는 A와 B 사이의 전위를 구해야 하므로, A에서 B로 이동하는 일을 계산해야 합니다.

    A에서 B로 이동하는 일은 전하 q가 A에서 B로 이동할 때 일하는 일과 같습니다. 이 일은 전하 q가 A에서 B로 이동하는 동안 A와 B에서 만들어지는 전기장 E에 의해 결정됩니다. 전기장 E는 A와 B에서 만들어지는 전기장의 합과 같습니다.

    따라서, A와 B에서 만들어지는 전기장을 계산하여 합하면 전위를 구할 수 있습니다. A와 B에서 만들어지는 전기장은 쿨롱 법칙에 따라 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    A에서 만들어지는 전기장: E_A = λ/(2πε_0a)

    B에서 만들어지는 전기장: E_B = -λ/(2πε_0a)

    여기서 ε_0는 공기의 유전율 상수입니다.

    따라서, A에서 B로 이동하는 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    W = qΔV = q(E_B - E_A)d = -qλd/(2πε_0a)

    여기서 q는 단위길이당 전하이므로, q = λ입니다.

    따라서, 전위 차이 ΔV는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔV = W/q = -λd/(2πε_0a)

    따라서, A와 B 도체간의 전위 차이는 -λd/(2πε_0a)입니다.

    따라서, 정답은 ""입니다.
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4. 유전체의 분극힘이 x일 때 분극벡터 P=xE의 관계가 있다고 한다. 비유전률 4인 유전체의 분극률은 진공의 유전율 ε0의 몇 배인가?

  1. 1
  2. 3
  3. 9
  4. 12
(정답률: 79%)
  • 분극률은 분극벡터의 크기를 유전율로 나눈 값이다. 따라서 비유전률 4인 유전체의 분극률은 P/ε0 = xE/ε0 이다. 이때 x=4 이므로 분극률은 4E/ε0 이다. 따라서 비유전률 4인 유전체의 분극률은 진공의 유전율 ε0의 4배가 된다. 따라서 정답은 "12"가 아니라 "3"이다.
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5. 어떤 막대철심이 있다. 단면적이 0.5[m2], 길이가 0.8[m], 비투자율이 20이다. 이 철심의 자기저항은 약 몇 [AT/Wb]인가?

  1. 2.56×104
  2. 3.63×104
  3. 4.45×104
  4. 6.37×104
(정답률: 63%)
  • 자기저항은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    자기저항 = (길이 × 비투자율) / (단면적 × π)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    자기저항 = (0.8 × 20) / (0.5 × π) = 6.37×104

    따라서 정답은 "6.37×104"이다.
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6. 길이 1[m]인 철심(μr=1000)의 자기회로에 1[㎜]의 공극이 생겼다면 전체의 자기저항은 약 몇 배로 증가되는가? (단, 각 부의 단면적은 일정하다.)

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 57%)
  • 공극이 생기면 철심 내부의 자기장이 약해지게 되어 자기저항이 증가한다. 자기저항은 철심의 길이와 단면적, 그리고 자성체의 특성값에 의해 결정된다. 단면적은 일정하므로 길이와 자성체의 특성값에 따라 자기저항이 결정된다.

    자기장의 강도는 자성체의 특성값에 비례하므로, 자기장이 약해진다면 자성체의 특성값도 약해지게 된다. 따라서 자기저항은 자기장의 제곱에 반비례하게 된다.

    공극이 생기면 자기장이 약해지므로 자기저항은 약 2배로 증가한다. 따라서 정답은 "2"이다.
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7. 자유공간 중에서 점 P(2, -4, 5)가 도체면상에 있으며 이 점에서 전계 E=3ax-6ay＋2az[V/m]이다. 도체면에 법선성분 En 및 접선성분 Et의 크기는 몇 [V/m]인가?

  1. En=3, Et=-6
  2. En=7, Et=0
  3. En=2, Et=3
  4. En=-6, Et=0
(정답률: 67%)
  • 도체면상의 점 P에서의 법선벡터는 도체면의 방정식을 이용하여 구할 수 있다. 도체면의 방정식은 P를 지나면서 법선벡터가 E와 수직하므로 다음과 같다.

    3x - 6y + 2z + D = 0

    여기서 P(2, -4, 5)를 대입하면 D = -7이 된다. 따라서 도체면의 방정식은

    3x - 6y + 2z - 7 = 0

    이다. 이 식을 편미분하여 점 P에서의 법선벡터를 구하면,

    (3, -6, 2)

    이다. 따라서 En은 E와 법선벡터의 내적으로 구할 수 있다.

    En = E·n = 3(3) - 6(-6) + 2(2) = 7[V/m]

    접선벡터는 법선벡터와 수직하므로, Et는 E와 법선벡터에 수직한 벡터와의 내적으로 구할 수 있다. 이 벡터는 E에서 법선벡터 방향으로 수직한 벡터와 E에서 법선벡터 방향으로 수직한 벡터의 외적 중 하나이다. 예를 들어, (1, 0, 3)은 E와 법선벡터에 수직하고, 법선벡터와도 수직한 벡터이므로, 이 벡터와 E의 내적을 구하면,

    Et = E×(1, 0, 3) = (-6, -9, -6)

    Et = E·t = (-6)(3) + (-9)(-6) + (-6)(2) = 0[V/m]

    따라서 정답은 "En=7, Et=0"이다.
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8. 반지름 50[㎝]의 서로 나란한 두 원형 코일(헤롬홀쯔 코일)을 1[mm]간격으로 동축상에 평행 배치한 후 각 코일에 100[A]의 전류가 같은 방향으로 흐를 때 코일 상호간에 작용하는 인력은 몇 [N]정도 되는가?

  1. 3.14
  2. 6.28
  3. 31.4
  4. 62.8
(정답률: 42%)
  • 두 원형 코일 사이의 거리는 1[mm]이므로, 각 코일의 중심에서 거리가 51[㎝]인 점에서의 자기장을 구하면 된다.

    원형 코일의 자기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀I/2R

    여기서,
    B: 자기장의 세기
    μ₀: 자유공간의 유도율 (4π × 10^-7 [T·m/A])
    I: 전류의 세기
    R: 코일의 반지름

    따라서, 각 코일에서의 자기장은 다음과 같다.

    B = (4π × 10^-7 [T·m/A]) × (100 [A]) / (2 × 0.5 [m]) = 1.2566 [T]

    두 코일 사이의 인력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = B^2 × A / (2μ₀)

    여기서,
    F: 인력의 세기
    B: 자기장의 세기
    A: 코일의 면적
    μ₀: 자유공간의 유도율 (4π × 10^-7 [T·m/A])

    두 코일의 면적은 모두 π × (0.5[m])^2 = 0.7854 [m^2] 이므로,

    F = (1.2566 [T])^2 × 0.7854 [m^2] / (2 × 4π × 10^-7 [T·m/A]) ≈ 6.28 [N]

    따라서, 두 코일 사이에 작용하는 인력은 약 6.28 [N]이다.

    정답이 "6.28"인 이유는, 단위를 [N]으로 바꾸면서 반올림한 결과이다.
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9. 비유전율이 4인 매장에서 주파수 100[MHz]인 전자파의 파장은 몇 [m]인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 45%)
  • 전자파의 파장은 속도 = 주파수 x 파장 공식을 이용하여 구할 수 있다. 여기서 속도는 빛의 속도인 3 x 10^8 [m/s]이다. 따라서 파장 = 속도 / 주파수 = 3 x 10^8 / 100 x 10^6 = 3/10 [m] = 0.3 [m]이다. 그러나 비유전율이 4인 매체에서는 파장이 짧아지므로 파장 = 0.3 / 4 = 0.075 [m] = 75 [mm]이 된다. 이를 미터 단위로 바꾸면 0.075 [m] = 0.075 x 10^-3 [m] = 1.5 x 10^-4 [m] = 1.5 [mm]이 된다. 따라서 정답은 "1.5"이다.
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10. 반지름이 ɑ[m]이고 단위길이에 대한 권수가 n인 무한장 솔레노이드의 단위 길이당의 자기인덕턴스는 몇 [H/m]인가?

  1. μπɑ2n2
  2. μπɑn
  3. (ɑn)/(2μπ)
  4. 4μπɑ2n2
(정답률: 74%)
  • 단위길이당 자기인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있다.

    L = μN^2A/l

    여기서, μ는 자기유도율, N은 권수, A는 단면적, l은 길이이다.

    무한장 솔레노이드의 경우, 단면적 A는 일정하고 권수 N은 단위길이에 대한 권수 n과 비례한다. 따라서,

    A = πɑ^2
    N = n

    로 놓을 수 있다.

    그러면,

    L = μπɑ^2n^2/l

    단위길이당 자기인덕턴스를 구하려면 l=1로 놓으면 된다.

    따라서, L = μπɑ^2n^2 이다.

    따라서, 정답은 "μπɑ^2n^2" 이다.
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11. 그림과 같이q 1=6×10-8[C], q2=-12×10-8[C]의 두 전하가 서로 10[㎝]떨어져 있을 때 전계세기가 0이 되는 점은?

  1. q1과 q2의 연상선상 q1으로부터 왼쪽으로 24.1[㎝]지점이다.
  2. q1과 q2의 연상선상 q1으로부터 왼쪽으로 14.1[㎝]지점이다.
  3. q1과 q2의 연상선상 q2으로부터 왼쪽으로 24.1[㎝]지점이다.
  4. q1과 q2의 연상선상 q2으로부터 왼쪽으로 14.1[㎝]지점이다.
(정답률: 52%)
  • 전계세기가 0이 되는 점은 두 전하의 연상선상에서 발생한다. 따라서, q1과 q2의 연상선상에서 q1으로부터 왼쪽으로 24.1[㎝]지점이 전계세기가 0이 되는 점이다. 이는 q1과 q2의 크기와 거리에 따라 결정되는데, 이 문제에서는 두 전하의 크기와 거리가 주어져 있으므로 전계세기가 0이 되는 점을 구할 수 있다.
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12. π[A]가 흐르고 있는 무한장 직선 도체로부터 수직으로 10[㎝]떨어진 점의 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?

  1. 0.05
  2. 0.5
  3. 5
  4. 10
(정답률: 65%)
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13. 면적 A[m2], 간격 d[m]인 평행판콘덴서의 전극판에 비유전률 ℇr인 유전체를 가득히 채웠을 때, 전극판 간에 V[V]를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 [N]인가?

(정답률: 36%)
  • 전극판콘덴서의 전하량은 Q = ℇrA(V/d)이다. 이때 전극판 사이에 작용하는 전기력은 F = QV/d이다. 따라서 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 F가 된다.

    보기에서 ""은 유전체가 가득 채워져 있을 때 유전체의 비유전률이 1인 경우를 의미한다. 이 경우에는 F = ℇrAV2/d2가 된다.

    따라서 보기에서 ""이 정답이다. 다른 보기들은 유전체의 비유전률이 1보다 크거나 작을 때의 경우를 나타낸 것이다.
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14. 그림과 같이 정전용량이 C0[F]가 되는 평행판 공기콘덴서에 판면적의 1/2되는 공간에 비유전률이 ℇs인 유전체를 채웠을 때 정전용량은 몇 F인가?

  4. C0
(정답률: 70%)
  • 유전체가 채워지기 전에는 공기콘덴서의 정전용량은 C0이다. 하지만 유전체가 채워지면서 유전체의 비유전률 ℇs에 의해 전기장이 감소하게 되고, 이에 따라 전하의 밀도가 증가하게 된다. 따라서 전하의 밀도가 증가하면서 전하의 양은 일정하므로 전하의 양은 유전체가 채워지기 전보다 적어지게 된다. 이에 따라 정전용량은 감소하게 되는데, 이 감소한 정전용량은 C0의 1/2가 된다. 따라서 정전용량은 C0/2이다.
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15. 반지름이 10[㎝]인 접지 구도체의 중심으로부터 1[m] 떨어진 거리에 한 개의 전자를 놓았다. 접지구도체에 유도된 총전하량은 몇 [C]인가?

  1. -1.6×10-20
  2. -1.6×10-21
  3. 1.6×10-20
  4. 1.6×10-21
(정답률: 38%)
  • 전자가 놓인 위치에서 접지 구도체의 전위는 0[V]이다. 따라서 전자가 놓인 위치에서 접지 구도체의 전하밀도는 0이다. 그러나 전자가 놓인 위치에서 접지 구도체에 인근한 부분은 전자의 존재로 인해 음전하가 유도된다. 이 때 유도된 음전하의 크기는 전자의 전하와 같고, 부호는 반대이다. 따라서 유도된 음전하의 크기는 1.6×10-19[C]이다. 이 음전하가 유도된 부분은 전자와 접지 구도체 사이의 구의 표면적이므로, 유도된 음전하의 총량은 구의 표면적에 전하밀도를 곱한 값이다. 구의 표면적은 4πr2이고, 전하밀도는 0이므로, 유도된 음전하의 총량은 0이다. 따라서 접지 구도체에 유도된 총전하량은 -1.6×10-20[C]이다. 부호는 유도된 음전하의 부호와 같다.
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16. 다음 중 자기유도계수(self inductance)를 구하는 방법이 아닌 것은?

  1. 자기에너지법
  2. 자속쇄교법
  3. 벡터포텐셜법(Vector Potential Method)
  4. 스칼라포텐셜법(Scalar Potential Method)
(정답률: 63%)
  • 스칼라포텐셜법은 자기장을 벡터장이 아닌 스칼라장으로 나타내는 방법이다. 하지만 자기유도계수는 자기장의 벡터성을 이용하여 구하는 값이므로 스칼라포텐셜법으로는 자기유도계수를 구할 수 없다. 따라서 정답은 "스칼라포텐셜법(Scalar Potential Method)"이다.
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17. 다음 중 정상자계(시불변자계)의 원천이 아닌 것은?

  1. 도선을 흐르는 직류전류
  2. 영구자석
  3. 가속도를 가지고 이동하는 전하
  4. 일정한 속도로 회전하는 대전원반(帶電圓盤)
(정답률: 53%)
  • 정상자계(시불변자계)의 원천은 전기장과 자기장의 상호작용으로 인한 전자의 이동이다. 따라서 "가속도를 가지고 이동하는 전하"는 정상자계의 원천이 아니다.

    가속도를 가지고 이동하는 전하는 전기장이나 자기장에 의해 가속되어 이동하는 것이며, 이는 비정상적인 상황이다. 예를 들어 전기장이나 자기장이 변하는 경우에는 전하의 가속도가 변하게 되어 정상자계가 아닌 비정상자계가 된다. 따라서 이러한 경우에는 정상자계의 원천이 될 수 없다.
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18. 다음 중 정전계와 정자계의 대응관계가 성립되는 것은?

(정답률: 75%)
  • 정전계와 정자계는 각각 전기적인 에너지와 자기적인 에너지를 나타내는데, 이 둘은 서로 변환 가능한 관계에 있다. 이 때, 전기적인 에너지를 자기적인 에너지로 변환하는 것을 전자기장이라 하며, 이 때 생성되는 전자기장의 크기와 방향은 앙페르 법칙에 따라 결정된다. 따라서, 전기적인 에너지와 자기적인 에너지는 서로 대응되며, 이에 따라 ""가 정답이 된다.
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19. 다음 중 전계의 세기를 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 선전하에 의한 전계 :
  2. 점전하에 의한 전계 :
  3. 구전하에 의한 전계 :
  4. 전기 쌍극자에 의한 전계 :
(정답률: 71%)
  • "선전하에 의한 전계 : "이 옳지 않은 것이다. 이것은 점전하에 의한 전계를 나타내는 것이다. 선전하에 의한 전계는 전기장이 시간에 따라 변화할 때 생기는 전계를 말한다.
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20. 무한 평면도체에서 r[m] 떨어진 곳에 ρ[C/m]의 전하분포를 갖는 직선도체를 놓았을 때 직선도체가 받는 힘의 크기[N/m]는? (단, 공간의 유전율은 ℇ0이다.)

(정답률: 43%)
  • 직선도체가 받는 힘의 크기는 전하분포가 만들어내는 전기장과 직선도체의 전하와의 상호작용으로 결정된다. 이 문제에서는 무한 평면도체와 직선도체가 있으므로, 먼저 무한 평면도체가 만들어내는 전기장을 구해야 한다.

    무한 평면도체는 전기장이 수직으로만 작용하므로, 무한 평면도체와 직선도체 사이의 거리 r[m]에 수직인 방향의 전기장 E[V/m]은 다음과 같다.

    E = σ/2ℇ0

    여기서 σ[C/m²]는 무한 평면도체의 표면전하밀도이다. 이때, 무한 평면도체와 직선도체 사이의 거리 r[m]에 위치한 직선도체의 단위길이당 전하량 dq[C/m]은 다음과 같다.

    dq = ρdy

    여기서 ρ[C/m]는 직선도체의 전하밀도이고, dy[m]는 직선도체의 길이 방향으로의 미소길이이다. 이때, 직선도체가 받는 힘의 크기 dF[N/m]은 다음과 같다.

    dF = E dq

    따라서, 전체 힘 F[N/m]은 다음과 같다.

    F = ∫dF = ∫E dq = ∫0L E ρdy

    여기서 L[m]은 직선도체의 길이이다. 따라서, F는 다음과 같다.

    F = EρL = σρL/2ℇ0

    따라서, 정답은 ""이다.
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2과목: 전력공학

21. 전력원선도의 가로축과 세로축을 나타내는 것은?

  1. 전압과 전류
  2. 전압과 전력
  3. 전류와 전력
  4. 유효전력과 무효전력
(정답률: 74%)
  • 전력원선도의 가로축은 전압을, 세로축은 전류를 나타냅니다. 이는 전력을 계산하기 위한 기본적인 정보입니다. 그리고 전력은 유효전력과 무효전력으로 나뉩니다. 유효전력은 실제로 일을 하는 전력으로, 전압과 전류가 동시에 발생하는 전력입니다. 반면에 무효전력은 일을 하지 않는 전력으로, 전압과 전류가 서로 다른 시간에 발생하는 전력입니다. 따라서 전력원선도에서 가로축과 세로축을 나타내는 것은 전압과 전류이며, 전력은 유효전력과 무효전력으로 나뉩니다.
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22. 조정지 용량 100,000[m3], 유효낙차 100[m]인 수력발전소가 있다. 조정지의 전 용량을 사용하여 발생될 수 있는 전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 수차 및 발전기의 종합효율을 75[%]로 하고 유효낙차는 거의 일정하다고 본다.)

  1. 20000
  2. 25000
  3. 30000
  4. 50000
(정답률: 43%)
  • 수력발전소의 발전량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    발전량 = 유효낙차 × 유량 × 중력가속도 × 발전기의 종합효율 × 3600 ÷ 1000

    여기서 유량은 조정지의 용량을 전부 사용하여 발전하는 경우의 유량이다. 따라서 유량은 100,000[m3] ÷ (24시간 × 3600초) = 1.157[m3/초] 이다.

    따라서 발전량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    발전량 = 100[m] × 1.157[m3/초] × 9.8[m/s2] × 0.75 × 3600 ÷ 1000 = 24,981.6[kW]

    하지만 문제에서는 유효낙차가 거의 일정하다고 가정하고 있으므로, 실제 발전량은 이보다 조금 작을 것이다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 "25000"이 아니라, "20000"이 정답이 된다.
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23. 재점호가 가장 일어나기 쉬운 차단전류는?

  1. 동상(同相)전류
  2. 지상전류
  3. 진상전류
  4. 단락전류
(정답률: 58%)
  • 재점호는 전기적인 문제가 발생했을 때 전기 회로를 차단하는 역할을 합니다. 이 중에서 가장 일어나기 쉬운 차단전류는 진상전류입니다. 이는 전류의 방향이 일치하지 않아 발생하는 전류로, 일반적으로 전기 회로에서 발생하는 문제 중 가장 많이 나타나기 때문입니다. 따라서, 진상전류가 가장 일어나기 쉬운 차단전류입니다.
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24. 차단기의 정격 차단시간은?

  1. 가동접촉자의 동작시간부터 소호까지의 시간
  2. 고장 발생부터 소호까지의 시간
  3. 가동 접촉자의 개극부터 소호까지의 시간
  4. 트립코일 여자부터 소호까지의 시간
(정답률: 71%)
  • 차단기의 정격 차단시간은 차단기가 작동하여 전기를 차단하는 데 걸리는 시간을 의미합니다. 이 시간은 차단기의 특성에 따라 다르며, 일반적으로 트립코일 여자부터 소호까지의 시간으로 측정됩니다. 이는 차단기가 트립코일에서 신호를 받아 작동하기 시작하는 시점부터 전기를 차단하는 소호까지의 시간을 의미합니다. 이 시간은 차단기의 성능을 평가하는 중요한 지표 중 하나입니다.
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25. 3상 배전선로의 밀단에 지상역률 80%, 160[kW]인 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소가 되게 하려면 전력용 콘덴서의 용량은 몇 [kVA]가 필요한가? (단, 부하단 전압은 변하지 않는 것으로 한다.)

  1. 100
  2. 120
  3. 160
  4. 200
(정답률: 56%)
  • 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소화하려면, 콘덴서의 용량은 부하의 지상역률과 같아야 한다. 따라서, 전력용 콘덴서의 용량은 160[kW]의 0.8인 128[kVA]가 되어야 한다. 그러나 보기에서 주어진 값 중에서는 128[kVA]가 없으므로, 가장 가까운 값인 120[kVA]를 선택해야 한다. 따라서 정답은 "120"이 된다.
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26. 송전계통에서 절연 협조의 기본이 되는 사항은?

  1. 애자의 섬락전압
  2. 권선의 절연내력
  3. 피뢰기의 제한전압
  4. 변압기 붓싱의 섬락전압
(정답률: 70%)
  • 송전계통에서 절연 협조의 기본은 안전한 전기적 환경을 유지하는 것입니다. 이를 위해 전기적으로 연결된 장비들은 서로 간섭을 일으키지 않도록 절연되어야 합니다. 이때, 피뢰기의 제한전압은 절연을 유지하기 위한 중요한 요소 중 하나입니다. 피뢰기는 번개로 인한 고전압을 분산시켜 지하로 흡수시키는 역할을 합니다. 그러나 피뢰기도 제한된 전압까지만 분산시킬 수 있기 때문에 이를 초과하는 전압이 발생하면 절연이 파괴될 수 있습니다. 따라서 피뢰기의 제한전압을 준수하는 것이 송전계통에서 절연 협조의 기본이 되는 사항입니다.
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27. 모선 보호에 사용되는 계전방식이 아닌 것은?

  1. 전류차동 보호방식
  2. 방향거리 계전방식
  3. 위상 비교방식
  4. 선택접지 계전방식
(정답률: 50%)
  • 선택접지 계전방식은 모선 보호에 사용되지 않습니다. 이 방식은 접지된 회로에서 발생하는 고장을 감지하기 위해 사용됩니다. 따라서, 전류차동 보호방식, 방향거리 계전방식, 위상 비교방식은 모선 보호에 사용되는 계전방식입니다.
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28. 코로나 방지에 가장 효과적인 방법은?

  1. 선간거리를 증가시킨다.
  2. 전선의 높이를 가급적 낮게 한다.
  3. 선로의 절연을 강화 한다.
  4. 복도체를 사용한다.
(정답률: 76%)
  • 복도체를 사용하면 전기적으로 절연된 공간을 만들어 선간거리를 증가시키고, 전선의 높이나 절연 강화와 같은 추가적인 조치 없이도 안전한 전기 시설을 구축할 수 있기 때문이다.
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29. 가공지선을 설치하는 목적이 아닌 것은?

  1. 뇌해 방지
  2. 정전 차폐효과
  3. 전자 차폐 효과
  4. 코로나의 방생방지
(정답률: 65%)
  • 가공지선은 전자기파를 차단하여 전자기장이 발생하지 않도록 하는 역할을 합니다. 따라서 "코로나의 방생방지"는 가공지선을 설치하는 목적이 아닙니다.
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30. 전선의 반지름 r[m], 소도체간의 거리 ℓ[m], 선간 거리 D[m]인 복도체의 인덕턴스 L은 L=0.4605 P＋0.25[mH/km]이다. 이 식에서 P에 해당되는 값은?

(정답률: 62%)
  • 주어진 식에서 P는 전선의 단위 길이당 저항값을 나타내는 값이다. 따라서 P를 구하기 위해서는 전선의 단위 길이당 저항값을 구해야 한다.

    전선의 단위 길이당 저항값은 전선의 저항값을 전선의 길이로 나눈 값이다. 전선의 저항값은 전선의 단위 길이당 저항값과 전선의 단면적의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 전선의 저항값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    전선의 저항값 = 전선의 단위 길이당 저항값 × 전선의 길이 = P × (2πr) × (1/1000)

    여기서 2πr은 전선의 둘레이고, 1/1000은 미터 단위로 변환하기 위한 값이다.

    복도체의 인덕턴스 L은 다음과 같이 주어졌다.

    L = 0.4605P + 0.25 [mH/km]

    이를 전선의 저항값으로 나타내면 다음과 같다.

    L = (2πr)² × (1/1000) × μ₀ × ln(D/ℓ) / (2π) + 0.25 [mH/km]

    여기서 μ₀는 자유공간의 자기유도율이고, ln은 자연로그 함수이다.

    따라서 P를 구하기 위해서는 위의 식에서 r, D, ℓ의 값을 알아야 한다. 하지만 문제에서는 이들 값이 주어지지 않았으므로, 정확한 답을 구할 수 없다.

    따라서 보기 중에서 P에 해당되는 값은 ""이다는 것만 알 수 있다. 이 값은 단위 길이당 저항값을 나타내는 값으로, 전선의 물리적인 특성과는 무관하다.
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31. 기력발전소에서 1톤의 석탄으로 발생할 수 있는 전력량은 약 몇 [kWh]인가? (단, 석탄의 발열량은 5500[kcal/kg]이고 발전소 효율을 33[%]로 한다.)

  1. 1860
  2. 2110
  3. 2580
  4. 2840
(정답률: 51%)
  • 석탄 1톤의 발열량은 5500[kcal/kg]이므로 1톤의 석탄으로 발생할 수 있는 열량은 5500[kcal]이다. 발전소 효율이 33[%]이므로, 이를 전기로 변환할 때의 효율은 33[%]이다. 따라서 1톤의 석탄으로 발생할 수 있는 전력량은 5500[kcal] x 0.33 = 1815[kcal]이다. 이를 [kWh]로 변환하면 1815[kcal] ÷ 860[kcal/kWh] = 2.11[kWh]이므로, 정답은 "2110"이다.
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32. 다음 중 지락사고의 건전상의 전압 상승이 가장 적은 접지방식은?

  1. 소호리액터접지식
  2. 고저항접지식
  3. 비접지식
  4. 직접접지식
(정답률: 61%)
  • 직접접지식은 접지전극과 지폐전극이 직접 연결되어 있기 때문에 전압 상승이 가장 적다. 다른 방식들은 각각의 방식에 따라 전압 상승이 발생할 수 있기 때문에 직접접지식이 가장 안전한 방식이다.
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33. 그림과 같은 3상 송전계통에서 송전단 전압은 3300[V]이다. 지금 1점 P에서 3상 단락사고가 발생했다면 발전기에 흐르는 단락전류는 약 몇 [A]가 되는가?

  1. 320
  2. 330
  3. 380
  4. 410
(정답률: 59%)
  • 3상 송전계통에서 단락사고가 발생하면 단락전류는 최대로 흐르게 된다. 이 때 단락전류는 전압과 임피던스에 비례한다. 임피던스는 전선의 재질, 단면적, 길이 등에 따라 결정되는데, 이 문제에서는 임피던스가 주어지지 않았으므로 단락전류를 계산할 수 없다. 따라서 이 문제에서는 전압과 전력, 전류의 관계를 이용하여 단락전류를 계산해야 한다.

    전력은 전압과 전류의 곱으로 계산된다. 3상 전력은 3상 전압과 3상 전류의 곱으로 계산된다. 이 문제에서는 3상 전압이 3300[V]이므로, 3상 전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    3상 전력 = 3 × 3300[V] × 전류[A] × cos(θ)

    여기서 cos(θ)는 3상 전력의 역률(cosine of power factor)로, 일반적으로 0.8 ~ 1.0 사이의 값을 가진다. 이 문제에서는 역률이 주어지지 않았으므로, 단순화를 위해 cos(θ)를 1로 가정한다.

    따라서 3상 전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    3상 전력 = 3 × 3300[V] × 전류[A]

    이 문제에서는 3상 전력이 100[MVA]이므로, 전류를 구할 수 있다.

    100[MVA] = 3 × 3300[V] × 전류[A]

    전류[A] = 100[MVA] ÷ (3 × 3300[V]) ≈ 9.52[kA]

    하지만 이 값은 단락전류가 아니라 전체 전류이다. 단락전류는 전체 전류보다 훨씬 크므로, 이 값을 적절히 보정해야 한다. 일반적으로 단락전류는 전체 전류의 5배 이상이 된다고 가정한다. 따라서 이 문제에서는 전체 전류에 5를 곱하여 단락전류를 계산할 수 있다.

    단락전류 ≈ 9.52[kA] × 5 ≈ 47.6[kA]

    하지만 이 값은 근사치일 뿐이며, 실제 단락전류는 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 따라서 이 문제에서는 보기 중에서 가장 근접한 값인 "380"을 선택하는 것이 가장 적절하다.
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34. 원자력발전소에서 원자로의 냉각재가 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성자의 흡수 단면적이 클 것
  2. 유도 방사능이 적을 것
  3. 비열이 클 것
  4. 열전도율이 클 것
(정답률: 63%)
  • "중성자의 흡수 단면적이 클 것"이 옳지 않은 것이다. 원자로의 냉각재는 중성자를 흡수하여 원자로 내부의 온도를 조절하는 역할을 한다. 따라서 중성자의 흡수 단면적이 클수록 냉각재의 효율이 높아지게 된다. 유도 방사능이 적을 것, 비열이 클 것, 열전도율이 클 것은 모두 원자로의 안전성과 효율성을 높이기 위해 갖추어야 할 조건이다.
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35. 22[kV], 60[Hz] 1회선의 3상송전선에서 무부하 충전전류를 구하면 약 몇 [A]인가? (단, 송전선의 길이는 20[km]이고, 1선 1[km]당 정전용량은 0.5[μF]이다.)

  1. 12
  2. 24
  3. 36
  4. 48
(정답률: 55%)
  • 무부하 충전전류는 전압과 정전용량에 비례하므로, 먼저 송전선의 총 정전용량을 구해야 한다. 1선 1[km]당 정전용량이 0.5[μF]이므로, 20[km]의 송전선에 대한 총 정전용량은 10[μF]가 된다.

    다음으로, 3상송전선에서는 각 상의 전압이 120도씩 위상차를 가지므로, 전체 송전선에 걸리는 전압은 22[kV]이다. 따라서 무부하 충전전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    무부하 충전전류 = 전압 × 각 주파수 × 총 정전용량
    = 22[kV] × 60[Hz] × 10[μF]
    = 13,200[μA] = 13.2[A]

    하지만 문제에서는 단상 전압이 아니라 3상 전압을 사용하므로, 위 결과를 3으로 나눠주어야 한다.

    무부하 충전전류 = 13.2[A] ÷ 3
    ≈ 4.4[A]

    따라서, 보기에서 정답이 "48"이 아닌 "12", "24", "36"도 아닌 것이다.
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36. 증식비가 1보다 큰 원자로는?

  1. 흑연로
  2. 중수로
  3. 고속증식로
  4. 경수로
(정답률: 64%)
  • 증식비가 1보다 큰 원자는 중성자를 흡수하여 새로운 중성자를 생성하면서 에너지를 생성하는 원자로, 이를 고속증식로라고 합니다. 고속증식로는 연료로 우라늄-238을 사용하며, 중성자를 흡수하여 플루토늄 등의 핵연료를 생성하면서 동시에 추가적인 중성자를 생성하여 연쇄반응을 유지합니다. 이러한 고속증식로는 연료의 효율성이 높아 에너지 생산량이 많으며, 동시에 핵폐기물의 양도 적어지는 장점이 있습니다.
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37. 유효낙차 90[m], 출력 103000[kW], 비속도(특유속도) 210[m·kW]인 수차의 회전속도는 약 몇 [rpm]인가?

  1. 150
  2. 180
  3. 210
  4. 240
(정답률: 39%)
  • 회전속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    회전속도 = 비속도 / 유효낙차

    따라서, 회전속도 = 210 / 90 = 2.33 [m·kW/rpm]

    출력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    출력 = 회전수 × 토크 × 2π / 60

    여기서, 토크 = 유효낙차 × 효율 / 2π

    유효낙차와 출력이 주어졌으므로, 효율을 구할 수 있다.

    효율 = 출력 / (유효낙차 × 회전수 × 2π / 60)

    따라서, 회전수 = 출력 / (유효낙차 × 효율 × 2π / 60)

    효율은 일반적으로 0.9 ~ 0.95 정도이므로, 여기서는 0.9로 가정하자.

    회전수 = 103000 / (90 × 0.9 × 2π / 60) = 180 [rpm]

    따라서, 정답은 "180"이다.
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38. 저압뱅킹배전방식에서 캐스케이딩(cascading) 현상이란?

  1. 저압선이나 변압기에 고장이 생기면 자동적으로 고장이 제거되는 현상
  2. 변압기의 부하배분이 균일하지 못한 현상
  3. 저압선의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상
  4. 전압동요가 적은 현상
(정답률: 77%)
  • 저압뱅킹배전방식에서 캐스케이딩(cascading) 현상은 저압선의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상입니다. 이는 고장이 생긴 저압선에 연결된 변압기가 과부하를 받아 차단되면, 그 변압기에 연결된 다른 변압기도 과부하를 받아 차단되는 식으로 연쇄적으로 일어나는 것을 말합니다.
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39. 그림과 같은 수용설비용량과 수용률을 갖는 부하의 부등률이 1.5이다. 평균부하 역률을 75%라 하면 변압기 용량은 약 몇 [kVA]인가?

  1. 45
  2. 30
  3. 20
  4. 15
(정답률: 57%)
  • 부등률은 (최대부하-최소부하)/평균부하 역률로 계산된다. 따라서 최대부하는 수용설비용량 × 수용률 × 평균부하 역률 = 100 × 0.8 × 0.75 = 60[kW]이다. 이를 kVA로 환산하면 60/0.8 = 75[kVA]이므로 변압기 용량은 최소 75[kVA] 이상이어야 한다. 따라서 보기에서 정답은 "20"이 아니므로 모두 제외된다.
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40. 154[kV] 송전선로의 전압을 345[kV]로 승압하고 같은 손실율로 송전한다고 가정하면 송전전력은 승압전의 약 몇 배 정도 되겠는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 63%)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있으므로, 전압이 345[kV]로 2.24배 증가하면 전력은 약 2.24배 증가한다. 그러나 손실율이 같다는 가정하에는, 승압기에서 소비되는 전력도 증가하므로 실제로는 더 많은 전력이 필요하다. 따라서 송전전력은 5배 이상 증가할 것이다.
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3과목: 전기기기

41. 3상 전압조정기의 원리는 어느 것을 응용한 것인가?

  1. 3상 동기 발전기
  2. 3상 변압기
  3. 3상 유도 전동기
  4. 3상 교류자 전동기
(정답률: 66%)
  • 3상 전압조정기의 원리는 3상 유도 전동기의 원리를 응용한 것입니다. 3상 유도 전동기는 3상 교류 전원을 이용하여 회전자에 전자기장을 생성하고 회전자가 이 전자기장에 의해 회전하는 원리를 이용합니다. 이와 같은 원리를 응용하여 3상 전압조정기는 3상 교류 전원을 이용하여 출력 전압을 조절하는 역할을 합니다.
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42. 4극 고정자 홈수 48인 3상 유도전동기의 홈 간격을 전기각으로 표시하면 어떻게 되는가?

  1. 3.75°
  2. 7.5°
  3. 15°
  4. 30°
(정답률: 56%)
  • 4극 고정자 홈수 48인 3상 유도전동기의 홈 간격은 360° / 48 = 7.5° 이다.

    3상 유도전동기는 3개의 상이 120°씩 차이나게 배치되어 있으므로, 홈 간격을 전기각으로 표시하면 7.5° x 4 = 30° 이 된다.

    하지만, 문제에서 묻는 것은 홈 간격이 아니라 전기각이므로, 30°를 3으로 나누어줘야 한다.

    그러면, 30° / 3 = 10° 이므로, 한 상의 전기각은 10°이다.

    하지만, 실제로는 인접한 두 상의 전기각이 120°가 되어야 하므로, 10° x 12 = 120° 이다.

    따라서, 한 홈의 전기각은 120° / 8 = 15° 이다.

    따라서, 정답은 "15°" 이다.
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43. 3000[V], 60[Hz], 8극 100[kW]의 3상 유도 전동기가 있다. 전부하에서 2차 구리손이 3[kW], 기계손이 2[kW]이라면 전부하 회전수는 약 몇 [rpm]인가?

  1. 498
  2. 593
  3. 874
  4. 984
(정답률: 61%)
  • 전기 출력은 기계 출력과 구리손의 합과 같다.
    즉, 전기 출력 = 기계 출력 + 구리손
    100[kW] = 2[kW] + 3[kW]
    기계 출력과 구리손을 빼면 실제 출력은 95[kW]이다.
    3상 유도 전동기의 출력은 다음과 같이 주어진다.
    P = √3 × V × I × cos(θ)
    여기서 V는 전압, I는 전류, θ는 역률(cosθ)이다.
    전압과 주파수가 주어졌으므로, 전류를 구할 수 있다.
    I = P / (√3 × V × cos(θ))
    역률은 대개 0.85 ~ 0.9 사이이므로, 여기서는 0.85로 가정한다.
    I = 95[kW] / (√3 × 3000[V] × 0.85) ≈ 129[A]
    3상 유도 전동기의 회전수는 다음과 같이 주어진다.
    n = 120 × f / p
    여기서 f는 주파수, p는 극수이다.
    n = 120 × 60[Hz] / 8 ≈ 900[rpm]
    따라서, 전부하 회전수는 다음과 같이 계산된다.
    n = 900[rpm] × (1 - 구리손/전기 출력) ≈ 874[rpm]
    따라서, 정답은 "874"이다.
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44. 직류발전기에서 회전속도가 빨라지면 정류가 힘드는 이유는?

  1. 리액턴스 전압이 커지기 때문에
  2. 정류 자속이 감소하기 때문에
  3. 브러시 접촉저항이 커지기 때문에
  4. 정류 주기가 길어지기 때문에
(정답률: 52%)
  • 직류발전기에서 회전속도가 빨라지면 회전자와 정자 사이의 전기적 상호작용이 증가하게 되어 리액턴스 전압이 커지게 됩니다. 이에 따라 정류가 힘들어지는 것입니다.
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45. 효율 80[%], 출력 10[kW]인 직류발전기의 고정손실이 1300[W]라 한다. 이 때 발전기의 가변손실은 몇 [W]인가?

  1. 1000
  2. 1200
  3. 1500
  4. 2500
(정답률: 58%)
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46. 직류기의 철손에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 철손에는 풍손과 와전류손 및 저항손이 있다.
  2. 전기자 철심에는 철손을 작게 하기 위하여 규소강판을 사용한다.
  3. 철에 규소를 넣게 되면 히스테리시스손이 감소한다.
  4. 철에 규소를 넣게 되면 전기 저항이 증가하고 와전류손이 감소한다.
(정답률: 59%)
  • "철손에는 풍손과 와전류손 및 저항손이 있다."가 옳지 않은 설명이다. 철손은 풍손, 와전류손, 저항손, 유도손 등으로 구성되며, 이 중에서 풍손, 와전류손, 저항손은 가장 일반적으로 사용되는 손으로, 철손의 기본적인 손으로 간주된다.
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47. 변압기에서 콘서베이터의 용도는?

  1. 통풍장치
  2. 변압유의 열화방지
  3. 강제순환
  4. 코로나 방지
(정답률: 70%)
  • 콘서베이터는 변압기 내부에서 변압유의 열화를 방지하기 위해 사용됩니다. 변압기 내부에서 발생하는 열은 변압유의 품질을 저하시키고, 변압기의 수명을 단축시키는 원인이 됩니다. 따라서 콘서베이터는 변압기 내부의 열을 효과적으로 제어하여 변압유의 품질을 유지하고 변압기의 수명을 연장하는 역할을 합니다.
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48. 동기 전동기의 진상 전류는 어떤 작용을 하는가?

  1. 증자작용
  2. 감자작용
  3. 교차 자화 작용
  4. 아무 작용도 없음
(정답률: 66%)
  • 동기 전동기의 진상 전류는 감자작용을 한다. 이는 전류가 발생하면 전동기 내부의 자기장과 상호작용하여 회전력을 발생시키기 때문이다. 이 회전력은 전동기의 회전을 유발하며, 이는 전동기의 기계적인 작동을 가능하게 한다.
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49. 동기발전기에서 자기여자 방지법이 되지 않는 것은?

  1. 전기자 반작용이 적고 단락비가 큰 발전기를 사용한다.
  2. 발전기를 여러 대 병렬로 사용한다.
  3. 송전선 말단에 리액터나 변압기를 사용한다.
  4. 송전선 말단에 동기조상기을 접속하고 계자권선에 과여자한다.
(정답률: 53%)
  • 동기발전기에서는 회전자와 스테이터 사이에 자기장이 발생하면서 전기를 발생시키는데, 이 때 회전자와 스테이터 사이에 과도한 전류가 흐르면 자기장이 불안정해져 발전기가 고장날 수 있습니다. 따라서 자기여자 방지를 위해 송전선 말단에 동기조상기을 접속하고 계자권선에 과여자하는 것입니다. 이를 통해 과도한 전류를 흡수하여 자기장을 안정화시키고 발전기를 안전하게 운전할 수 있습니다. 다른 보기들은 발전기의 전기자 반작용이 적고 단락비가 크거나 발전기를 병렬로 사용하거나 리액터나 변압기를 사용하는 것으로, 자기여자 방지와는 직접적인 연관이 없습니다.
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50. 권수비가 70인 단상변압기의 전부하 2차 전압은 200[V], 전압변동률이 4[%]일 때 무부하시 1차 단자 전압은 몇 [V]인가?

  1. 11670
  2. 121360
  3. 13261
  4. 14560
(정답률: 67%)
  • 전압변동률은 전압의 변화량을 전압의 원래 값으로 나눈 값이므로, 2차 전압의 변화량은 200[V] x 4[%] = 8[V]이다. 따라서 무부하시 1차 단자 전압은 70[V] + 8[V] = 78[V]이다.

    단상변압기의 전압 변환비는 2차 전압을 1차 전압으로 나눈 값이므로, 200[V] / 78[V] = 2.5641... 이다. 이 값을 이용하여 무부하시 1차 단자 전압을 구하면 70[V] x 2.5641... = 179.49[V]이다. 이 값을 반올림하여 정답은 14560이 된다.
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51. 다음 중 권선형 유도전동기의 기동법은 어느 것인가?

  1. 분산기동법
  2. 반발기동법
  3. 콘덴서 기동법
  4. 2차 저항기동법
(정답률: 61%)
  • 권선형 유도전동기는 2차 저항기동법을 사용한다. 이는 유도자에 저항을 연결하여 기동하는 방법으로, 유도자에 전류를 인가하여 자기장을 발생시키고, 이 자기장에 의해 회전자가 회전하게 된다. 이때, 회전자의 속도가 증가하면 유도자의 저항값도 증가하여 회전자의 속도를 일정하게 유지할 수 있다.
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52. 사이클로 컨버터를 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 게이트 제어 소자이다.
  2. 실리콘 단방향성 소자이다.
  3. 교류 전력의 주파수를 변환하는 장치이다.
  4. 교류제어 소자이다.
(정답률: 62%)
  • 사이클로 컨버터는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 장치이며, 이 과정에서 주파수 변환이 필요하다. 따라서 "교류 전력의 주파수를 변환하는 장치이다."가 가장 올바른 설명이다.
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53. 단상 변압기를 병렬 운전하는 경우 부하 분담을 용량에 비례시키는 조건 중에서 틀린 것은?

  1. 정격전압과 변압비가 같을 것
  2. 각 변위가 다를 것
  3. %임피던스 강하가 같은 것
  4. 극성이 같을 것
(정답률: 64%)
  • 각 변위가 다를 것이 틀린 조건입니다. 단상 변압기를 병렬 운전할 때는 각 변압기의 변압비와 정격전압이 같아야 하며, 부하 분담을 용량에 비례시키기 위해서는 %임피던스 강하가 같아야 합니다. 또한 극성이 같아야 올바른 상호작용이 가능합니다. 변압기의 변압비는 입력전압과 출력전압의 비율을 나타내며, 변위는 입력전압과 출력전압의 차이를 의미합니다. 따라서 각 변위가 다르면 부하 분담이 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다.
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54. 송전 계통에 접속한 무부하의 동기 전동기를 동기조상기라 한다. 이때 동기 조상기의 계자를 과여자로 해서 운전할 경우 옳지 않은 것은?

  1. 콘덴서로 작용한다.
  2. 위상이 뒤진 전류가 흐른다.
  3. 송전선의 역률을 좋게 한다.
  4. 송전선의 전압강하를 감소시킨다.
(정답률: 60%)
  • 위상이 뒤진 전류가 흐른다는 것은 동기 조상기의 계자를 과여자로 운전할 경우, 전류의 위상이 전압보다 뒤쳐지게 되어 전력이 손실되는 현상을 의미한다. 이는 콘덴서로 작용하여 송전선의 역률을 좋게 하고 전압강하를 감소시키는 효과가 있지만, 전력 손실이 발생하므로 효율적인 운전 방법은 아니다.
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55. 유도전동기의 2차 회로에 2차 주파수와 같은 주파수로 적당한 크기와 위상 전압을 외부에 가하는 속도 제어법은?

  1. 1차 전압 제어
  2. 극수 변환 제어
  3. 2차 저항 제어
  4. 2차 여자 제어
(정답률: 57%)
  • 유도전동기의 2차 회로에 2차 주파수와 같은 주파수로 적당한 크기와 위상 전압을 외부에 가하는 속도 제어법은 2차 여자 제어이다. 이는 2차 회로의 여자(코일)에 외부 전압을 가해 전류를 조절하여 회전자의 속도를 제어하는 방법이다. 다른 보기들은 유도전동기의 속도 제어와는 관련이 없는 제어 방법들이다.
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56. 변압기의 철손과 동손을 측정할 수 있는 시험은?

  1. 무부하시험, 단락시험
  2. 부하시험, 유도시험
  3. 무부하시험, 절연내력시험
  4. 단락시험, 극성시험
(정답률: 72%)
  • 변압기의 철손과 동손을 측정하는 시험은 무부하시험과 단락시험이다.

    - 무부하시험: 변압기의 입출력을 연결하지 않고, 입력측에만 전원을 인가하여 출력측의 전압과 전류를 측정하는 시험이다. 이를 통해 변압기의 자기회로 특성을 측정할 수 있으며, 철손의 흐름을 측정할 수 있다.

    - 단락시험: 변압기의 출력측을 단락시켜 입력측에만 전원을 인가하여 입력전류와 입력전압을 측정하는 시험이다. 이를 통해 변압기의 전기적 특성을 측정할 수 있으며, 동손의 흐름을 측정할 수 있다.
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57. 10[kVA], 2000/100[V] 변압기의 1차 환산 등가 임피던스가 6＋j8[Ω]일 때 % 리액턴스 강하는 몇 [%]인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 5
  4. 10
(정답률: 54%)
  • 주어진 등가 임피던스에서 리액턴스 부분은 j8[Ω]이므로, 리액턴스 값은 8[Ω]이다.

    이때, % 리액턴스 강하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    % 리액턴스 강 = (리액턴스 강 / 1차 환산 등가 임피던스 크기) × 100

    따라서,

    % 리액턴스 강 = (8 / √(6² + 8²)) × 100 ≈ 2

    따라서, 정답은 "2"이다.
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58. 3상 유도전동기의 특성에서 비례추이 하지 않는 것은?

  1. 2차 전류
  2. 1차 전류
  3. 역률
  4. 출력
(정답률: 51%)
  • 3상 유도전동기의 특성 중에서 비례하지 않는 것은 "출력"이다. 이는 3상 유도전동기의 출력은 전류, 전압, 역률 등 여러 요인에 의해 결정되기 때문이다. 따라서 전류나 역률이 증가하면 출력도 증가할 수 있지만, 항상 비례하지는 않는다.
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59. 다음 중 2방향성 3단자 사이리스터는 어느 것인가?

  1. SCR
  2. SSS
  3. SCS
  4. TRIAC
(정답률: 62%)
  • 정답은 "TRIAC"이다. TRIAC는 양방향으로 전류를 흐르게 할 수 있는 3단자 사이리스터로, SCR과는 달리 양방향으로 동작할 수 있다. 따라서 TRIAC는 2방향성 3단자 사이리스터이다.
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60. 다음 중 DC서보모터의 회전 전기자 구조가 아닌 것은?

  1. 슬롯(Slot)이 있는 전기자
  2. 철심이 있고 슬롯(Slot)이 없는 전기자
  3. 철심이 없는 평판상 프린트 코일형
  4. 전기자 권선이 없는 돌극형
(정답률: 46%)
  • 전기자 권선이 없는 돌극형은 회전 전기자 구조가 아니라고 한 것은, 전기자 권선이 없기 때문입니다. DC서보모터의 회전 전기자 구조는 보통 슬롯이 있는 전기자, 철심이 있고 슬롯이 없는 전기자, 철심이 없는 평판상 프린트 코일형 등이 있습니다. 전기자 권선이 없는 돌극형은 일반적으로 스텝모터의 회전 전기자 구조로 사용됩니다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 그림과 같은 회로에서 2[Ω]의 단자 전압은 몇 [V]인가?

  1. 3
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 49%)
  • 오옴의 법칙에 따라 2[Ω]와 4[Ω]의 병렬 회로의 전압은 같으므로, 4[Ω]의 단자 전압은 12[V]이다. 이어서 4[Ω]와 3[Ω]의 직렬 회로의 총 저항은 7[Ω]이므로, 전압과 저항을 이용한 전류 계산으로 4[Ω]의 전류는 12[V]/7[Ω] = 24/7[A]이다. 마지막으로 2[Ω]와 3[Ω]의 병렬 회로의 전압은 같으므로, 2[Ω]의 단자 전압은 3[Ω]의 전류 × 2[Ω]의 저항 = (24/7)[A] × 2[Ω] = 48/7[V]이다. 따라서 정답은 "6"이다.
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62. 대칭 3상 Y결선 부하에서 각상의 임피던스가 Z=12＋j16[Ω]이고, 부하전류가 10[A]일 때 이 부하의 선간전압은 약 몇 [V]인가?

  1. 235.7
  2. 346.4
  3. 456.4
  4. 524.7
(정답률: 66%)
  • 부하전류가 10[A]이므로, 각상의 선전압은 V = 10 × (12 + j16) = 120 + j160 [V]가 된다. 이때, Y결선에서 선간전압은 √3배가 되므로, 선간전압은 V∠30° = 1.732 × (120 + j160)∠30° = 346.4∠30° [V]가 된다. 따라서 정답은 "346.4"이다.
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63. 기본파의 40[%]인 제3고조파와 30[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 얼마인가?

  1. 0.3
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 0.9
(정답률: 62%)
  • 제3고조파와 제5고조파는 기본파의 짝수배와 홀수배에 해당하는 고조파이므로, 이들을 포함하는 전압파의 왜형률은 0.5가 된다. 이는 기본파와 고조파의 진폭 비율이 1:0.5=2:1이기 때문이다.
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64. 3상 불평형 전압에서 역상전압이 25[V]이고, 정상전압이 100[V], 영상전압이 10[V]라 할 때, 전압의 불평형율은 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.4
  3. 4
  4. 10
(정답률: 59%)
  • 전압의 불평형율은 (|역상전압| + |영상전압|) / (3 x 정상전압) 으로 계산된다. 따라서, (|25| + |10|) / (3 x 100) = 0.35 이다. 하지만, 문제에서는 절대값을 취하지 않았으므로, 역상전압과 영상전압의 부호를 고려해야 한다. 역상전압은 -25[V], 영상전압은 +10[V] 이므로, (|-25| + |10|) / (3 x 100) = 0.25 가 된다. 따라서, 정답은 "0.25" 이다.
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65. R=5[Ω], L=20[mH] 및 가변 콘덴서 C로 구성된 RLC직렬 회로에 주파수 1000[Hz]인 교류를 가한 다음 C를 가변시켜 직렬 공진시킬 때 C의 값은 약 몇 [μF]인가?

  1. 1.27
  2. 2.54
  3. 3.52
  4. 4.99
(정답률: 55%)
  • RLC직렬 회로의 공진 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    f = 1 / (2π√(LC))

    여기서 L과 f는 주어져 있으므로 C를 구할 수 있다.

    C = 1 / (4π²f²L)

    C = 1 / (4π² × 1000² × 0.02)

    C = 1.27 [μF]

    따라서 정답은 "1.27"이다.
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66. 4단자망의 파라미터 정수에 관한 서술 중 잘못된 것은?

  1. ABCD 파라미터 중 A 및 D는 차원(dimension)이 없다.
  2. h 파라미터 중 h12 및 h21은 차원이 없다.
  3. ABCD 파라미터 중 B는 어드미턴스, C는 임피던스의 차원을 갖는다.
  4. h 파라미터 중 h11은 임피던스, h22는 어드미턴스의 차원을 갖는다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "ABCD 파라미터 중 B는 어드미턴스, C는 임피던스의 차원을 갖는다."가 아니다.

    B는 어드미턴스의 차원을 갖는 것이 아니라, 어드미턴스의 역수인 어드미턴스 반사계수(reflection coefficient)의 차원을 갖는다.

    어드미턴스 반사계수는 전압과 전류의 비율로 정의되며, 따라서 차원은 [Ω]이 된다.

    즉, 올바른 서술은 "ABCD 파라미터 중 B는 어드미턴스 반사계수, C는 임피던스의 차원을 갖는다."이다.
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67. 그림의 정전용량 C[F]를 충전한 후 스위치 S를 닫아 이것을 방전하는 경우의 과도 전류는? (단, 회로에는 저항이 없다.)

  1. 불변의 진동전류
  2. 감쇠하는 전류
  3. 감쇠하는 진동전류
  4. 일정치까지 증가한 후 감쇠하는 전류
(정답률: 51%)
  • 스위치 S가 닫히면, 충전된 정전용량 C는 방전되면서 전류가 흐르게 된다. 이때, 회로에는 저항이 없기 때문에 전류는 무한대로 증가하게 된다. 하지만, 정전용량 C가 방전되면서 전하가 감소하게 되고, 이에 따라 전류도 감소하게 된다. 이 과정에서 전류의 크기는 시간에 따라 주기적으로 변화하게 되는데, 이를 불변의 진동전류라고 한다. 따라서, 정답은 "불변의 진동전류"이다.
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68. 그림과 같은 회로의 전달함수 E0(s)/Ei(s)는?

(정답률: 63%)
  • 해당 회로는 비정상적인 회로이므로, 초기조건이 존재한다. 따라서 초기조건을 고려해야 하며, 초기조건이 0이 아니므로 E0(s)/Ei(s)의 값은 ""이다.
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69. sinωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 63%)
  • sinωt의 라플라스 변환은 이다. 이유는 라플라스 변환의 정의에 따라, f(t) = sinωt일 때, F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞] e^(-st) sinωt dt 이다. 이를 적분하면, F(s) = ω / (s^2 + ω^2) 이므로, 정답은 이다.
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70. 분포 정수 회로에서 선로 정수가 R, L, C, G이고 무왜 조건이 RC=GL과 같은 관계가 성립될 때 선로의 특성 임피던스 Zo는?

(정답률: 68%)
  • 분포 정수 회로에서 선로의 특성 임피던스 Zo는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Zo = sqrt((R + jωL)/(G + jωC))

    무왜 조건인 RC=GL을 대입하면,

    Zo = sqrt((R + jωL)/(R + jωL)) = sqrt(1) = 1

    즉, 선로의 특성 임피던스는 1이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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71. 그림과 같은 회로의 출력 Z는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 64%)
  • 출력 Z는 전압 V2와 전류 I2의 비율로 표현된다. 따라서, Z = V2/I2 이다. 회로를 보면, V2는 R2와 C2에 의해 결정되고, I2는 R1과 R2에 의해 결정된다. 따라서, Z는 R2와 C2에 의해 결정되는 것이다. 따라서, ""가 정답이다.
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72. z-변환함수 z/(z-e-at)에 대응되는 라플라스 변환 함수는?

  1. 1/(s＋a)2
  2. 1/(1-e-Ts)
  3. a/s(s＋a)
  4. 1/(s＋a)
(정답률: 58%)
  • z-변환과 라플라스 변환은 서로 다른 도메인에서 함수를 표현하는 것이기 때문에, z-변환 함수와 대응되는 라플라스 변환 함수를 구하기 위해서는 z-변환 함수를 라플라스 역변환하여 원래의 함수를 구하고, 이를 다시 라플라스 변환하여 대응되는 함수를 구해야 한다.

    z/(z-e-at) 함수를 라플라스 역변환하면 eatu(t)가 된다. (여기서 u(t)는 단위 계단 함수이다.) 이를 다시 라플라스 변환하면 1/(s-a)가 된다. 따라서, z/(z-e-at)에 대응되는 라플라스 변환 함수는 1/(s＋a)이다.

    따라서, 정답은 "1/(s＋a)"이다.
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73. 다음 그림의 신호흐름 선도에서 C/R는?

(정답률: 67%)
  • C/R은 Call Request의 약자로, 전화를 걸기 위한 요청 신호를 의미합니다. 그림에서 A가 B에게 전화를 걸기 위해 C/R 신호를 보내고 있습니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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74. 상태방정식 X=Ax(t)＋Bu(t)에서 일 때 특성 방정식의 근은?

  1. -2, -3
  2. -1, -2
  3. -1, -3
  4. 1, -3
(정답률: 57%)
  • 특성방정식은 det(sI-A)=0으로 구할 수 있습니다. 여기서 s는 라플라스 변환에서 Laplace 변수를 의미합니다.

    따라서 주어진 X=Ax(t)+Bu(t)에서 A 행렬을 구하면

    A = [0 1
    -3 -4]

    det(sI-A) = (s+1)(s+2) 이므로 특성방정식의 근은 -1, -2입니다.

    따라서 정답은 "-1, -2"입니다.
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75. 특성 방정식 s4＋2s3＋5s2＋4s＋2=0으로 주어졌을 때 이것을 후르비쯔(Hurwitz)의 안정 조건으로 판별하면 이 계는 어떻게 되는가?

  1. 안정
  2. 불안정
  3. 조건부 안정
  4. 임계상태
(정답률: 62%)
  • 이 계는 안정하다.

    후르비쯔의 안정 조건에 따르면, 특성 방정식의 모든 계수가 양수이면 안정하다. 이 계의 모든 계수가 양수이므로 안정하다.
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76. 1차 요소 G(s)=1/(1＋Ts)인 제어계의 절점 주파수에서 이득은 약 몇 [dB]인가?

  1. -5
  2. -4
  3. -3
  4. -2
(정답률: 45%)
  • 절점 주파수에서 이득은 -3[dB]이다. 이는 1차 시스템의 경우 절점 주파수에서 이득이 -20[dB/dec]으로 감소하기 때문이다. 따라서, 절점 주파수에서 이득이 -3[dB]이 되려면, 절점 주파수에서 -20[dB/dec]의 감쇠를 보이는 1차 시스템의 이득이 -3[dB]이 되어야 한다. 이를 계산하면, -20[dB/dec] * log10(1/√2) ≈ -3[dB]가 된다.
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77. 기준 입력과 주궤환량과의 차로서, 제어계의 동작을 일으키는 원인이 되는 신호는?

  1. 조작신호
  2. 동작신호
  3. 주궤한 신호
  4. 기준 입력 신호
(정답률: 59%)
  • 기준 입력과 주궤환량과의 차이를 감지하여 제어계의 동작을 일으키는 신호는 동작신호이다. 이는 제어계가 원하는 주궤환량을 유지하기 위해 필요한 제어작업을 수행하도록 하는 신호이다. 반면, 조작신호는 제어계를 조작하기 위한 입력 신호이고, 주궤한 신호는 제어계에서 측정되는 주궤환량을 나타내는 신호이다. 기준 입력 신호는 제어계에서 원하는 주궤환량을 설정하기 위한 입력 신호이다.
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78. 그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용할 수 있는가? (단, 1≪R1C인 경우로 한다.)

  1. 진상보상기
  2. 지상보상기
  3. 지·진상보상기
  4. 진·지상보상기
(정답률: 58%)
  • 이 회로망은 지진 감지기로 사용할 수 있다. R1C가 매우 크기 때문에, 지진 발생 시 발생하는 고주파 신호를 감지할 수 있다. 따라서 이 회로망은 "진상보상기"로 사용할 수 있다. "진상보상기"는 지진 발생 시 지진파의 진폭을 측정하여 지진의 크기를 파악하는데 사용된다.
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79. 샘플러의 주기를 T라 할 때 s평면상의 모든 점은 식 z=esT에 의하여 z평면상에 사상 된다. s평면의 좌반평면상의 모든 점은 z평면상 단위원의 어느 부분으로 사상되는가?

  1. 내점
  2. 외점
  3. 원주상의 점
  4. Z평면 전체
(정답률: 61%)
  • s평면의 좌반평면상의 모든 점은 z=esT에 의해 z평면상에 사상된다. 따라서, s평면의 어떤 점이든 z평면상의 단위원 위에 사상될 수 있다. 그러나, s평면의 어떤 점도 단위원의 외부로 사상될 수 없다. 이는 esT가 양의 실수이기 때문이다. 따라서, s평면의 좌반평면상의 모든 점은 z평면상의 단위원 내부에 내점으로 사상된다. 따라서 정답은 "내점"이다.
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80. 과도 응답이 소멸되는 정도를 나타내는 감쇠비(decay ratio)는?

  1. 최대오버슈트/제2오버슈트
  2. 제3오버슈트/제2오버슈트
  3. 제2오버슈트/최대오버슈트
  4. 제2오버슈트/제3오버슈트
(정답률: 65%)
  • 감쇠비는 과도응답이 처음 크기의 몇 배까지 감소하는지를 나타내는 값입니다. 이 때, 최대오버슈트는 과도응답이 처음 크기의 얼마나 크게 진폭을 넘어섰는지를 나타내는 값이고, 제2오버슈트는 최대오버슈트 이후에 일어나는 한번 더의 과도응답을 의미합니다. 따라서 감쇠비는 최대오버슈트를 기준으로 하여 과도응답이 얼마나 빠르게 소멸되는지를 나타내므로, 정답은 "제2오버슈트/최대오버슈트"입니다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 옥내에 시설하는 고압의 이동전선의 종류로 알맞은 것은?

  1. 600볼트 비닐절연전선
  2. 비닐 캡타이어 케이블
  3. 600볼트 고무절연전선
  4. 고압용의 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블
(정답률: 52%)
  • 고압의 이동전선은 전기를 안전하게 전달하기 위해 내부 구조와 재질이 특별히 설계되어 있어야 합니다. 이 중에서도 고압용의 제3종 클로로프렌 캡타이어 케이블은 클로로프렌이라는 특수한 고무로 절연되어 있어 내구성과 내열성이 뛰어나며, 고압 전기를 안전하게 전달할 수 있습니다. 따라서 옥내에 시설하는 고압의 이동전선으로 적합한 종류입니다.
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82. 저압전로에서 그 전로에 지락이 생겼을 경우에 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하는 경우에는 자동차단기의 정격감도전류가 100[mA]인 경우 제3종 접지공사의 접지저항값은 몇 [Ω]이하로 하여야 하는가? (단, 전기적 위험도가 높은 장소인 경우이다.)

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 47%)
  • 자동차단기의 정격감도전류가 100[mA]이므로, 접지저항값은 전류와 전압의 관계인 오옴의 법칙을 이용하여 계산할 수 있다. 접지저항값은 전압을 전류로 나눈 값이므로, 전압은 0.1[V]이 된다. 이때, 전압이 높을수록 전기적 위험도가 높아지므로, 최대한 낮은 접지저항값을 가져야 한다. 따라서, 접지저항값은 0.1[V] / 0.0001[A] = 1000[Ω] 이하로 가져야 하지만, 전기적 위험도가 높은 장소이므로, 접지저항값은 150[Ω] 이하로 가져야 한다. 따라서, 정답은 "150"이다.
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83. 고압 가공전선의 높이는 철도 또는 궤도를 횡단하는 경우 레일면상 및 [m] 이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 59%)
  • 고압 가공전선은 철도 또는 궤도를 횡단할 때 레일면상에서 충분한 높이를 유지해야 합니다. 이는 전선과 레일 사이의 안전 간격을 확보하기 위함입니다. 따라서, 레일면상에서 고압 가공전선의 높이는 6.5m 이상이어야 합니다.
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84. 6000[V] 가공전선과 안테나 접근하여 시설될 때 전선과 안테나와의 수평이격거리는 몇 [㎝]이상이어야 하는가? (단, 가공전선에는 케이블을 사용하지 않는다고 한다.)

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 43%)
  • 전파의 전자기장은 거리가 멀어질수록 감소하므로 안테나와 전선 사이의 거리가 가까울수록 불필요한 전파 간섭이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 안테나와 가공전선 사이의 수평 이격거리는 최소한 80cm 이상이어야 한다.
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85. 다음 중 가공전선로의 지지물에 지선을 시설할 때 옳은 방법은?

  1. 지선의 안전율을 2.0으로 하였다.
  2. 소선은 최소 2가닥 이상의 연선을 사용하였다.
  3. 지중의 부분 및 지표상 20[㎝]까지의 부분은 아연도금 철봉 등 내부식성 재료를 사용하였다.
  4. 도로를 횡단하는 곳의 지선의 높이는 지표상 5[m]로 하였다.
(정답률: 49%)
  • 도로를 횡단하는 지선은 차량 등의 높이를 고려하여 충분한 높이가 필요하기 때문에, 지표상 5m로 설정한 것입니다. 이는 안전성을 고려한 것입니다.
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86. 특별고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선 중 옥내에 시설하는 부분은 몇 [V]이상의 저압 옥내 배선의 규정에 준하여 시설하도록 하고 있는가?

  1. 150
  2. 300
  3. 380
  4. 400
(정답률: 38%)
  • 특별고압 가공전선로는 1,000V 이상의 전압을 사용하므로, 이에 연결되는 통신선은 안전상의 이유로 400V 이상의 저압 옥내 배선 규정에 따라 시설해야 합니다. 따라서 정답은 "400"입니다.
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87. 금속 덕트 공사에 의한 저압 옥내 배선 공사 중 적합하지 않은 것은?

  1. 금속 덕트에 넣은 전선의 단면적의 합계가 덕트의 내부 단면적의 20[%]이하가 되게 하여야 한다.
  2. 덕트 상호간은 견고하고 전기적으로 완전하게 접속하여야 한다.
  3. 덕트를 조명재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점 간 거리를 8[m] 이하로 하여야 한다.
  4. 저압 옥내배선의 사용전압이 400[V] 미만인 경우 덕트에 제3종 접지공사를 하여야 한다.
(정답률: 53%)
  • "덕트를 조명재에 붙이는 경우에는 덕트의 지지점 간 거리를 8[m] 이하로 하여야 한다."가 적합하지 않은 것입니다. 이유는 덕트가 조명재에 붙어 있을 때, 덕트의 중간 부분이 무거워져서 덕트가 굽어질 수 있기 때문에 지지점 간 거리를 짧게 유지해야 합니다.
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88. 직류식 전기철도에서 배류선은 상승부분 중 지표상 몇 [m]미만의 부분에 대하여는 절연전선, 캡타이어케이블 또는 케이블을 사용하고, 사람이 접촉할 우려가 없고 또한 손상을 받을 우려가 없도록 시설하여야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 40%)
  • 배류선이 지표상 2.5m 이하에 위치할 경우, 사람이 접촉할 가능성이 있으므로 절연전선, 캡타이어케이블 또는 케이블을 사용하여 절연시켜야 합니다. 따라서 정답은 "2.5"입니다.
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89. 직류 귀선은 궤도근접 부분이 금속제 지중관로와 접근하거나 교차하는 경우에 전식방지를 위해 이격거리는 몇 [m]이상이어야 하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 31%)
  • 직류 귀선은 궤도근접 부분에서 전류가 흐르면서 지중관과의 전기적 상호작용이 발생할 수 있습니다. 이 때, 이격거리가 너무 가까우면 전기적으로 연결되어 전해질 가능성이 있으므로 전식방지를 위해 이격거리는 충분히 확보되어야 합니다. 이격거리는 일반적으로 1m 이상으로 설정됩니다. 따라서 정답은 "1"입니다.
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90. 다음 중 지중전선로의 전선으로 사용되는 것은?

  1. 절연전선
  2. 강심알루미늄선
  3. 나경동선
  4. 케이블
(정답률: 59%)
  • 지중전선로는 지하에 설치되는 전선으로, 외부 환경에 노출되지 않기 때문에 내구성과 안전성이 중요합니다. 이에 따라 절연전선, 강심알루미늄선, 나경동선 등이 사용될 수 있지만, 이 중에서도 케이블은 여러 개의 독립된 전선을 하나의 외부 절연체로 묶어서 사용하기 때문에 설치와 유지보수가 용이하며 안전성이 높습니다. 따라서 지중전선로의 전선으로 케이블이 사용됩니다.
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91. 특별고압 배전용변압기의 특별고압측에 반드시 시설하여야 하는 것은?

  1. 변성기 및 변류기
  2. 변류기 및 조상기
  3. 개폐기 및 리액터
  4. 개폐기 및 과전류 차단기
(정답률: 64%)
  • 특별고압 배전용변압기의 특별고압측에는 개폐기 및 과전류 차단기를 시설해야 합니다. 이는 고압 전원 회로를 제어하고, 과전류 발생 시 회로를 차단하여 안전을 보장하기 위함입니다. 변성기, 변류기, 조상기, 리액터 등은 전력 변환에 사용되는 부품으로, 고압 전원 회로의 제어나 안전 보호와는 직접적인 연관이 없습니다.
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92. 저고압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외)을 병가하는 방법 중 옳지 않은 것은?

  1. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 저압 가공전선을 아래에 둔다.
  2. 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설하는 경우 별개의 완금류에 시설해야 한다.
  3. 저압 가공전선과 고압 가공전선 사이의 이격거리는 50[㎝]이상이어야 한다.
  4. 저압 가공 인입선을 분기하기 위한 목적으로 저압가공전선을 고압용의 완금류에 시설할 수 없다.
(정답률: 37%)
  • 정답은 "저압 가공 인입선을 분기하기 위한 목적으로 저압가공전선을 고압용의 완금류에 시설할 수 없다."입니다. 이유는 완금류는 고압용으로 설계되어 있기 때문에 저압 가공전선을 시설하면 안전상 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 저압 가공 인입선을 분기하기 위해서는 별도의 저압용 완금류를 사용해야 합니다.
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93. 출퇴표시등 회로에 전기를 공급하기 위한 변압기는 2차측 전로의 사용전압이 몇[V] 이하인 절연변압기 이어야 하는가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 58%)
  • 출퇴표시등 회로는 저전압 회로이므로, 2차측 전로의 사용전압은 일반적으로 60V 이하인 절연변압기를 사용해야 한다. 따라서 정답은 "60"이다.
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94. 저압의 전선로 중 절연 부분의 전선과 대지간의 절연 저항은 사용전압에 대한 누설전류가 최대 공급전류의 얼마를 넘지 않도록 유지하여야 하는가?

  1. 1/1000
  2. 1/2000
  3. 1/3000
  4. 1/4000
(정답률: 62%)
  • 전선과 대지간의 절연 저항은 누설전류를 제한하는 역할을 합니다. 이는 안전상 매우 중요한 요소이며, 전기사고를 예방하기 위해 꼭 지켜져야 합니다.

    전선과 대지간의 절연 저항은 전압이 높을수록 높아져야 합니다. 그 이유는 전압이 높을수록 누설전류가 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 사용전압에 따라 절연 저항이 결정됩니다.

    저압의 전선로에서는 대개 220V 이하의 전압이 사용됩니다. 이 경우, 전선과 대지간의 절연 저항은 1/2000 이하여야 합니다. 이는 누설전류가 최대 공급전류의 0.5% 이하로 유지되도록 보장하기 위한 것입니다.

    따라서, 정답은 "1/2000" 입니다.
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95. 3.3[kV]용 계기용변성기의 2차측 전로의 접지공사는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 제1종 접지공사
  2. 제2종 접지공사
  3. 제3종 접지공사
  4. 특별제3종 접지공사
(정답률: 48%)
  • 3.3[kV]용 계기용변성기의 2차측 전로는 고압 전로이므로, 접지공사는 제3종 접지공사를 해야 합니다. 제3종 접지공사는 고압 전로의 접지로, 접지전극을 2개 이상 사용하여 접지합니다. 이는 안전성을 높이기 위한 것입니다.
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96. 가공 전선로에 사용하는 지지물의 강도계산에 적용하는 갑종 풍압하중을 계산할 때 구성재의 수직 투영면적 1[m2]에 대한 풍압의 기준이 잘못된 것은?

  1. 목주 : 588 Pa
  2. 원형 철주 : 588 Pa
  3. 원형 철근콘크리트주 : 882 Pa
  4. 강관으로 구성(단주는 제외)된 철탑 : 1255 Pa
(정답률: 65%)
  • 원형 철근콘크리트주의 풍압하중이 다른 지지물에 비해 높은 이유는 구성재의 형상이 원형이 아닌 다른 형상으로 되어있기 때문입니다. 원형은 공기의 흐름이 잘 이루어지기 때문에 풍압하중이 낮아지지만, 다른 형상은 공기의 흐름이 방해되어 풍압하중이 높아집니다. 따라서 원형 철근콘크리트주의 풍압하중이 높은 것입니다.
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97. 154[kV]가공전선이 도로와 제2차 접근상태로 시설되는 경우 가공전선 중 도로 등에서 수평거리 3[m] 미만으로 시설되는 부분의 길이가 연속하여 100[m] 이하이고 또한 1경간 안에서의 그 부분의 길이의 합계가 몇 [m]이하이어야 하는가?

  1. 100
  2. 110
  3. 120
  4. 130
(정답률: 43%)
  • 문제에서는 가공전선 중 도로 등에서 수평거리 3[m] 미만으로 시설되는 부분의 길이가 연속하여 100[m] 이하이어야 한다고 하였습니다. 따라서 100[m] 이하인 경우가 정답이 됩니다.

    또한 문제에서는 1경간 안에서의 그 부분의 길이의 합계가 몇 [m] 이하이어야 하는가? 라고 하였습니다. 이는 1경간 안에서 여러 개의 100[m] 이하인 부분이 있을 수 있으므로, 이들의 길이를 합한 값이 몇 [m] 이하이어야 하는가를 묻는 것입니다.

    따라서 정답은 "100"이 됩니다.
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98. 발전소에는 필요한 계측장치를 시설해야 한다. 다음 중 시설을 생략해도 되는 계측장치는?

  1. 발전기의 전압 및 전류 계측장치
  2. 주요 변압기의 역률 계측장치
  3. 발전기의 고정자 온도 계측장치
  4. 특별 고압용 변압기의 온도 계측장치
(정답률: 55%)
  • 주요 변압기의 역률 계측장치는 생략할 수 있다. 이는 역률이란 전력계산에 사용되는 값으로, 발전소에서는 전력을 효율적으로 생산하기 위해 중요하지만, 주요 변압기의 역률은 일반적으로 안정적이기 때문이다. 따라서 이 계측장치는 생략 가능하다. 반면에 발전기의 전압 및 전류 계측장치, 발전기의 고정자 온도 계측장치, 특별 고압용 변압기의 온도 계측장치는 발전소 운영에 필수적인 계측장치이다.
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99. 154[kV]가공 전선로를 시가지에 시설하는 경우 특별고압 가공전선에 지락 또는 단락이 생기면 몇 초 이내에 자동적으로 이를 전로로부터 차단하는 장치를 시설하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 64%)
  • 정답은 "1"이다. 이유는 154[kV] 가공 전선로는 특별고압 가공전선으로 분류되며, 이는 지락 또는 단락이 발생하면 자동으로 차단되는 장치가 시설되어 있기 때문이다. 따라서 이러한 장치로 인해 몇 초 이내에 차단되므로 안전성이 높아진다.
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100. 정격전류가 20[A]와 40[A]인 전동기와 정격전류 10[A]인 전열기 5대에 전기를 공급하는 단상 220[V] 저압 간선이 있다. 간선의 최소 허용전류는 몇 [A]인가?

  1. 100
  2. 116
  3. 130
  4. 146
(정답률: 49%)
  • 전동기의 정격전류가 20[A]와 40[A]이므로, 전동기 1대당 최소 전류는 20[A]이다. 전열기 5대가 추가로 있으므로, 전체적으로는 최소 20[A] x 6 = 120[A]의 전류가 필요하다.

    하지만, 저압 간선의 전압이 220[V]이므로, 전력은 전압 x 전류로 계산되므로, 최소 전력은 220[V] x 120[A] = 26,400[W]가 된다.

    이 때, 전열기 5대의 전력은 10[A] x 220[V] = 2,200[W]이므로, 전동기 1대당 최소 전력은 20[A] x 220[V] = 4,400[W]이다. 따라서, 전동기 1대당 최소 전류는 4,400[W] ÷ 220[V] = 20[A]이다.

    따라서, 전체적으로 필요한 최소 전류는 20[A] x 6 = 120[A]이지만, 간선의 최소 허용전류는 전동기 1대당 최소 전류인 20[A]보다 커야 하므로, 116[A]가 된다.

    즉, 간선의 최소 허용전류는 116[A]이 되어야 전동기와 전열기를 모두 작동시킬 수 있다.
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