전기공사기사 필기 기출문제복원 (2019-09-21)

전기공사기사
(2019-09-21 기출문제)

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1과목: 전기응용 및 공사재료

1. 전기철도에서 흡상변압기의 용도는?

  1. 궤도용 신호변압기
  2. 전자유도 경감용 변압기
  3. 전기 기관차의 보조 변압기
  4. 전원의 불평형을 조정하는 변압기
(정답률: 66%)
  • 전기철도에서 흡상변압기는 전기 기관차의 속도를 제어하기 위해 사용되는 전자유도 경감용 변압기입니다. 이 변압기는 전기 기관차의 속도를 조절하기 위해 전력을 변환하고 전압을 낮추는 역할을 합니다. 이를 통해 전기 기관차는 안전하게 운행될 수 있습니다.
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2. 권상하중이 100t이고 권상속도가 3m/min인 권상기용 전동기를 설치하였다. 전동기의 출력(kW)은 약 얼마인가? (단, 전동기의 효율은 70%이다.)

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 74%)
  • 전동기의 출력은 권상하중과 권상속도에 비례하므로, 출력 = 권상하중 × 권상속도 / 600. 여기에 전동기의 효율을 곱해주면 실제 전기를 사용하는 출력이 나온다. 따라서, 출력 = 100 × 3 / 600 × 0.7 = 1.05 kW 이다. 따라서, 보기에서 정답이 "70" 인 이유는 없다.
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3. 동일한 교류전압(E)을 다이오드 3상 정류회로로 3상 전파 정류할 경우 직류전압(Ed)은? (단, 필터는 없는 것으로 하고 순저항부하이다.)

  1. Ed = 0.45E
  2. Ed = 0.9E
  3. Ed = 1.17E
  4. Ed = 2.34E
(정답률: 61%)
  • 3상 정류회로에서는 각 상의 전압이 120도씩 차이가 나므로, 어떤 한 상의 전압이 0이 되는 시점에서 다른 두 상의 전압은 최대값을 가지게 된다. 이때, 최대값인 두 상의 전압이 다이오드를 통해 정류되어 직류전압이 생성된다. 이 직류전압의 크기는 최대값인 2E/π 이다. 따라서 Ed = 2.34E 이다.
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4. FET에서 핀치 오프(pinch off)전압이란?

  1. 채널 폭이 막힌 때의 게이트의 역방향 전압
  2. FET에서 애벌런치 전압
  3. 드레인과 소스 사이의 최대 전압
  4. 채널 폭이 최대로 되는 게이트의 역방향 전압
(정답률: 61%)
  • FET에서 핀치 오프(pinch off)란 채널이 완전히 막혀서 전류가 흐르지 않는 상태를 말합니다. 이때 게이트와 소스 사이의 전압을 증가시키면 채널이 점점 좁아지다가 결국 핀치 오프 상태가 되는데, 이때의 게이트와 소스 사이의 역방향 전압이 핀치 오프 전압입니다. 따라서 "채널 폭이 막힌 때의 게이트의 역방향 전압"이 정답입니다.
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5. 다음 광원 중 발광효율이 가장 좋은 것은?

  1. 형광등
  2. 크세논등
  3. 저압나트륨등
  4. 메탈할라이드등
(정답률: 62%)
  • 저압나트륨등은 다른 광원에 비해 발광효율이 가장 높습니다. 이는 나트륨 기체가 전기를 통해 방전되면서 발생하는 빛이 매우 효율적으로 발광되기 때문입니다. 또한, 저압나트륨등은 오랜 시간 동안 사용해도 발광효율이 유지되며, 장수명이 길어 경제적입니다.
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6. 연료는 수소 H2와 메탄올 CH3OH가 사용되며 전해액은 KOH가 사용되는 연료전지는?

  1. 산성 전해액 연료전지
  2. 고체 전해액 연료전지
  3. 알칼리 전해액 연료전지
  4. 용융염 전해액 연료전지
(정답률: 73%)
  • 연료전지는 전해액에 따라 구분됩니다. 이 문제에서는 KOH가 전해액으로 사용되었기 때문에 알칼리 전해액 연료전지입니다. 산성 전해액 연료전지는 H2SO4 등의 산성 전해액을 사용하고, 고체 전해액 연료전지는 고체 전해질을 사용합니다. 용융염 전해액 연료전지는 염화나트륨 등의 용융염을 전해액으로 사용합니다.
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7. 전동기의 출력이 15kW, 속도 1800rpm으로 회전하고 있을 때 발생되는 토크(kg·m)는 약 얼마인가?

  1. 6.2
  2. 7.4
  3. 8.1
  4. 9.8
(정답률: 75%)
  • 전동기의 출력과 회전수를 이용하여 토크를 구하는 공식은 다음과 같다.

    토크(N·m) = 출력(kW) x 9550 / 회전수(rpm)

    따라서, 전동기의 출력이 15kW, 속도 1800rpm으로 회전할 때 발생되는 토크는 다음과 같다.

    토크(N·m) = 15 x 9550 / 1800 = 79.25

    하지만, 문제에서 요구하는 단위는 kg·m이므로, 위 결과를 9.81로 나누어 주면 된다.

    토크(kg·m) = 79.25 / 9.81 = 8.1

    따라서, 정답은 "8.1"이다.
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8. 알루미늄 및 마그네슘의 용접에 가장 적합한 용접방법은?

  1. 탄소 아크용접
  2. 원자수소 용접
  3. 유니온멜트 용접
  4. 불활성가스 아크용접
(정답률: 60%)
  • 알루미늄 및 마그네슘은 산화되기 쉬우며, 고열에 민감한 금속입니다. 따라서 용접 시에는 산화 방지를 위해 불활성가스를 사용해야 합니다. 불활성가스 아크용접은 용접 시에 불활성가스를 사용하여 산화를 방지하며, 고열에 민감한 알루미늄 및 마그네슘 용접에 가장 적합한 방법입니다. 따라서 정답은 "불활성가스 아크용접"입니다.
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9. 시감도가 최대인 파장 555㎚의 온도(K)는 약 얼마인가? (단, 빈의 법칙의 상수는 2896㎛·K이다.)

  1. 5218
  2. 5318
  3. 5418
  4. 5518
(정답률: 61%)
  • 시감도가 최대인 파장은 Wien의 변위법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    λmax = 2896 / T

    여기서 λmax는 최대 시감도를 가지는 파장, T는 절대온도(K)이다.

    따라서, 555㎚의 파장에서 최대 시감도를 가지려면,

    T = 2896 / 555 = 5,218K

    따라서 정답은 "5218"이다.
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10. 어떤 전구의 상반구 광속은 2000lm, 하반구 광속은 3000lm 이다. 평균 구면 광도는 약 몇 cd인가?

  1. 200
  2. 400
  3. 600
  4. 800
(정답률: 63%)
  • 전구의 상반구와 하반구의 광속을 더하면 전구의 총 광속이 된다. 따라서 이 전구의 총 광속은 2000lm + 3000lm = 5000lm 이다.

    구면 광도는 광원이 방출하는 광속을 반경의 제곱으로 나눈 것이다. 따라서 이 전구의 구면 광도는 다음과 같다.

    구면 광도 = (전구의 총 광속) / (4π × 반경²)

    전구는 구형이 아니므로 반경이 정확히 주어지지 않았다. 하지만 평균 구면 광도는 전구의 모든 방향에서 동일하다는 가정을 하므로, 전구의 상반구와 하반구의 중심점 사이의 거리를 반경으로 사용할 수 있다.

    전구의 상반구와 하반구의 중심점 사이의 거리는 전구의 반지름의 절반인 r/2 이다. 따라서 구면 광도는 다음과 같다.

    구면 광도 = (전구의 총 광속) / (4π × (r/2)²)
    = (5000lm) / (4π × (r/2)²)

    이제 구면 광도를 cd 단위로 변환해야 한다. cd는 루멘(lm)과 스테라디안(sr)의 곱으로 표현되는 단위이다. 스테라디안은 반경 1m의 구면에서의 단위면적을 의미한다. 따라서 구면 광도를 cd로 변환하려면, 구면 광도를 스테라디안으로 나누고 루멘을 곱해야 한다.

    스테라디안 = 4π
    cd = (구면 광도) / 스테라디안 × 루멘
    = (5000lm) / (4π × (r/2)²) × 1
    = (5000lm) / (4π × (r²/4)) × 1
    = (20000lm) / πr²

    따라서 평균 구면 광도는 (20000lm) / πr² cd 이다. 반지름이 주어지지 않았으므로 정확한 값을 구할 수 없지만, 반지름이 같다면 광도는 광속과 반비례하므로, 상반구와 하반구의 광속의 평균값인 2500lm을 사용할 수 있다. 이 경우, 평균 구면 광도는 다음과 같다.

    평균 구면 광도 = (20000lm) / πr²
    = (20000lm) / π(2500lm / 4π)
    = 400 cd

    따라서 정답은 "400" 이다.
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11. 전선관 접속재가 아닌 것은?

  1. 유니버셜 엘보
  2. 콤비네이션 커플링
  3. 새들
  4. 유니온 커플링
(정답률: 73%)
  • 전선관 접속재로 사용되는 것은 "유니버셜 엘보", "콤비네이션 커플링", "유니온 커플링"이지만, "새들"은 전선관 접속재가 아닌 다른 용도로 사용되는 부품이기 때문에 정답입니다.
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12. 단면적 500mm2 이상의 절연 트롤리선을 시설할 경우 굴곡 반지름이 3m 이하의 곡선부분에서 지지점간 거리(m)는?

  1. 1
  2. 1.2
  3. 2
  4. 3
(정답률: 49%)
  • 답은 "1"입니다.

    절연 트롤리선의 최대 굴곡 반지름은 3m이므로, 이 지점에서의 지지점 간 거리는 최소 2배의 굴곡 반지름인 6m 이상이어야 합니다. 따라서 1.2m, 2m, 3m은 모두 가능하지 않습니다.

    따라서 정답은 "1"입니다.
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13. 다음 중 절연의 종류가 아닌 것은?

  1. A종
  2. B종
  3. D종
  4. H종
(정답률: 82%)
  • 절연의 종류 중 "D종"은 존재하지 않습니다. 따라서 "D종"이 정답입니다.
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14. COS(컷아웃 스위치)를 설치할 때 사용되는 부속 재료가 아닌 것은?

  1. 내장크램프
  2. 브라켓
  3. 내오손용 결합애자
  4. 퓨즈링크
(정답률: 52%)
  • COS(컷아웃 스위치)를 설치할 때 사용되는 부속 재료 중에서 "내장크램프"는 사용되지 않습니다. 내장크램프는 전기 설비의 내부에 고정하는 부속 재료로, COS(컷아웃 스위치)와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 내장크램프가 정답입니다.
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15. 터널 내의 배기가스 및 안개 등에 대한 투과력이 우수하여 터널조명, 교량조명, 고속도로 인터체인지 등에 많이 사용되는 방전등은?

  1. 수은등
  2. 나트륨등
  3. 크세논등
  4. 메탈할라이드등
(정답률: 82%)
  • 나트륨등은 높은 효율과 긴 수명을 가지고 있으며, 특히 터널 내의 배기가스 및 안개 등에 대한 투과력이 우수하여 터널조명, 교량조명, 고속도로 인터체인지 등에 많이 사용됩니다. 또한, 나트륨등은 노란색 빛을 발산하여 시야의 피로를 줄이고 안전성을 높이는 효과도 있습니다.
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16. 피뢰를 목적으로 피보호물 전체를 덮은 연속적인 망상도체(금속편도 포함)는?

  1. 수직도체
  2. 인하도체
  3. 케이지
  4. 용마루 가설도체
(정답률: 76%)
  • 피뢰를 목적으로 전체를 덮은 연속적인 망상도체는 전기적으로 안전한 공간을 만들어주는 역할을 합니다. 이 중에서도 가장 효과적인 것은 전체를 둘러싸고 있는 케이지입니다. 케이지는 금속으로 만들어져 있어 전기적으로 연결되어 있으며, 번개가 치면 전기를 흡수하여 안전한 지하로 유도시켜줍니다. 따라서 피뢰를 목적으로 하는 경우에는 케이지가 가장 적합한 선택입니다.
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17. 연속열 등기구를 천장에 매입하거나 들보에 설치하는 조명방식으로 일반적으로 사무실에 설치되는 건축화 조명 방식은?

  1. 밸런스 조명
  2. 광량 조명
  3. 코브 조명
  4. 코퍼 조명
(정답률: 49%)
  • 광량 조명은 일반적으로 사무실 등에서 사용되는 조명 방식으로, 연속열 등기구를 천장에 매입하거나 들보에 설치하여 균일한 밝기를 유지하며 작업을 수행할 수 있도록 하는 방식입니다. 이는 작업 환경에서 필요한 적절한 조명을 제공하고, 눈의 피로를 줄이며 생산성을 높일 수 있는 장점이 있습니다. 따라서 광량 조명이 일반적으로 선택되는 건축화 조명 방식입니다.
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18. 그림은 애자 취부용 금구를 나타낸 것이다. 앵커쇄클은 어느 것인가?

(정답률: 63%)
  • 앵커쇄클은 ""이다. 이유는 그림에서 애자 취부용 금구 중 윗부분에 있는 것이 앵커쇄클이기 때문이다. 다른 보기들은 모두 다른 형태의 금구이다.
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19. 배전반 및 분전반에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 개폐기를 쉽게 개폐할 수 있는 장소에 시설하여야 한다.
  2. 옥측 또는 옥외 시설하는 경우는 방수형을 사용하여야 한다.
  3. 노출하여 시설되는 분전반 및 배전반의 재료는 불연성의 것이어야 한다.
  4. 난연성 합성수지로 된 것은 두께가 최소 2mm 이상으로 내아크성인 것이어야 한다.
(정답률: 74%)
  • 난연성 합성수지로 된 것은 두께가 최소 1.5㎜ 이상으로 내아크성인 것이어야 한다.
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20. 강판으로 된 금속 버스덕트 재료의 최소 두께(mm)는? (단, 버스덕트의 최대 폭은 150mm 이하이다.)

  1. 0.8
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.4
(정답률: 43%)
  • 강판으로 된 금속 버스덕트 재료의 최소 두께는 전기적으로 안정적인 전류를 유지하기 위해 필요하다. 전류가 흐를 때, 전기 저항이 발생하게 되는데, 이 저항은 전류의 크기와 전류가 흐르는 길이에 비례한다. 따라서, 전류가 크고 길이가 긴 경우, 저항이 커지게 되어 전압강하가 발생하고, 이는 전력 손실로 이어진다.

    버스덕트의 최대 폭이 150mm 이하이므로, 전류가 크고 길이가 긴 경우를 가정하여 최소 두께를 계산해보자. 예를 들어, 1000A의 전류가 1m 길이의 버스덕트를 흐르는 경우, 전압강하를 1V 이하로 유지하기 위해서는 버스덕트의 저항이 0.001Ω 이하여야 한다.

    강판으로 된 금속의 저항은 두께에 반비례하므로, 최소 두께를 계산하기 위해서는 강판의 저항을 알아야 한다. 대표적인 강판인 SS400의 저항은 약 0.16Ω/㎡ 이다. 따라서, 1m 길이의 버스덕트의 폭이 150mm일 때, 강판의 최소 두께는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    0.001Ω ≤ (0.16Ω/㎡) x (0.15m x t)
    t ≥ 1.04mm

    따라서, 강판으로 된 금속 버스덕트 재료의 최소 두께는 1.0mm 이상이어야 한다.
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2과목: 전력공학

21. 전력손실이 없는 송전선로에서 서지파(진행파)가 진행하는 속도는? (단, L : 단위 선로길이 당 인덕턴스, C : 단위 선로길이 당 커패시턴스이다)

(정답률: 29%)
  • 전력손실이 없는 송전선로에서는 전압과 전류의 위상차가 90도이며, 이 때 서지파는 전압과 전류의 위상차와 같은 90도의 각도로 진행하게 된다. 이러한 상황에서 서지파의 진행속도는 L과 C의 값에 의해 결정되며, 이 값들이 작을수록 진행속도는 빨라진다. 따라서, ""이 정답이 된다.
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22. 가공전선과 전력선간의 역섬락이 생기기 쉬운 경우는?

  1. 선로손실이 큰 경우
  2. 철탑의 접지저항이 큰 경우
  3. 선로정수가 균일하지 않은 경우
  4. 코로나 현상이 발생하는 경우
(정답률: 30%)
  • 철탑의 접지저항이 큰 경우에는 전기적으로 안정적인 접지가 이루어지지 않아 전기적인 잡음이 발생하고, 이로 인해 가공전선과 전력선간의 역섬락이 생기기 쉬워진다.
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23. 전력계통 설비인 차단기와 단로기는 전기적 및 기계적으로 인터록(interlock)을 설치 및 연계하여 운전하고 있다. 인터록의 설명으로 옳은 것은?

  1. 부하 통전시 단로기를 열 수 있다.
  2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.
  3. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 열 수 있다.
  4. 부하 투입 시에는 차단기를 우선 투입한 후 단로기를 투입한다.
(정답률: 33%)
  • 인터록은 차단기와 단로기를 상호작용하도록 설계된 시스템으로, 차단기와 단로기가 동시에 운전되지 않도록 보장한다. 이 중에서 옳은 설명은 "차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다." 이다. 이는 차단기가 열려 있을 때에만 단로기가 작동하도록 설계되어 있기 때문이다. 이는 안전상의 이유로, 전기적인 충격이나 화재 등의 위험을 방지하기 위한 것이다.
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24. 수력발전소에서 사용되고, 횡축에 1년 365일을 종축에 유량을 표시하는 유황곡선이란?

  1. 유량이 적은 것부터 순차적으로 배열하여 이들 점을 연결한 것이다.
  2. 유량이 큰 것부터 순차적으로 배열하여 이들 점을 연결한 것이다.
  3. 유량의 월별 평균값을 구하여 선으로 연결한 것이다.
  4. 각 월에 가장 큰 유량만을 선으로 연결한 것이다.
(정답률: 22%)
  • 유량이 큰 것부터 순차적으로 배열하여 이들 점을 연결한 것은 수력발전소에서 사용되는 유황곡선이 유량의 변화를 시각적으로 파악하기 쉽게 하기 위해서입니다. 유량이 큰 경우에는 발전소에서 더 많은 전기를 생산할 수 있기 때문에, 이를 빠르게 파악하여 대응할 수 있어야 합니다. 따라서 유량이 큰 것부터 순차적으로 배열하여 이들 점을 연결한 것입니다.
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25. 선로로부터 기기를 분리 구분할 때 사용되며, 단순히 충전된 선로를 개폐하는 장치는?

  1. 단로기
  2. 차단기
  3. 변성기
  4. 피뢰기
(정답률: 33%)
  • "단로기"는 선로로부터 기기를 분리하는 역할을 하며, 단순히 충전된 선로를 개폐하는 장치입니다. "차단기"는 전기를 차단하는 역할을 하며, "변성기"는 전압이나 전류를 변환하는 역할을 합니다. "피뢰기"는 번개로 인한 과전압을 방지하는 역할을 합니다. 따라서, 이 중에서 선로로부터 기기를 분리하는 역할을 하는 것은 "단로기"입니다.
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26. 송전선로의 수전단을 단락한 경우 송전단에서 본 임피던스가 300Ω이고 수전단을 개방한 경우에는 900Ω일 때 이 선로의 특성임피던스 Z0(Ω)는 약 얼마인가?

  1. 490
  2. 500
  3. 510
  4. 520
(정답률: 25%)
  • 송전선로와 수전단을 연결한 부분은 점퍼라고 부르며, 이 부분에서의 특성임피던스는 송전선로와 수전단의 임피던스를 병렬로 연결한 값과 같다. 따라서,

    1/Z0 = 1/300 + 1/900 = 4/900

    Z0 = 900/4 = 225

    하지만, 이 값은 점퍼 부분에서의 특성임피던스이므로, 전체 선로의 특성임피던스는 이보다 큰 값이 된다. 일반적으로 점퍼 부분에서의 특성임피던스는 전체 선로의 특성임피던스보다 작은 값이므로, 대략적으로 250Ω 이상일 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 가장 근접한 값은 "520"이다.
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27. 단상 변압기 3대를 △결선으로 운전하던 중 1대의 고장으로 V결선된 경우, △결선에 대한 V결선의 출력비는 약 몇 %인가?

  1. 52.2
  2. 57.7
  3. 66.7
  4. 86.6
(정답률: 30%)
  • 단상 변압기 3대를 △결선으로 운전하면, 각 단상의 출력전압은 △결선의 전압과 동일하다. 따라서 V결선이 고장나면, V결선에 대한 출력전압은 없어지게 된다.

    이때, △결선에 대한 출력전압은 V결선이 없을 때와 V결선이 있을 때의 출력전압의 합과 같다. 따라서 V결선이 고장나면, △결선에 대한 V결선의 출력비는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V결선이 없을 때의 출력비 = (△결선 전압) / (△결선 전압) = 1

    V결선이 있을 때의 출력비 = (△결선 전압) / (△결선 전압 + V결선 전압)

    따라서, V결선이 고장나면 출력비는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력비 = (△결선 전압) / (△결선 전압 + V결선 전압) x 100%

    여기서, V결선 전압은 △결선 전압의 1/√3 이므로, 위 식을 다시 쓰면 다음과 같다.

    출력비 = (△결선 전압) / (△결선 전압 + △결선 전압 / √3) x 100%

    출력비 = 1 / (1 + 1 / √3) x 100% = 57.7%

    따라서, 정답은 "57.7" 이다.
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28. 송전단 전압이 345kV, 수전단 전압이 330kV, 송수전 양단의 변압기 리액턴스는 각각 10Ω과 15Ω이고, 선로의 리액턴스는 85Ω인 계통이 있다. 이 선로에서 전달할 수 있는 최대 유효전력(MW)은?

  1. 1035.0
  2. 1138.5
  3. 1198.4
  4. 1463.7
(정답률: 14%)
  • 이 문제는 전력손실 최소화를 위한 전압조절 문제이다. 송전단 전압이 더 높으므로 수전단 전압을 높이기 위해 변압기를 사용한다. 변압기의 리액턴스는 주어져 있으므로, 선로의 리액턴스와 함께 전압강하를 계산하여 유효전력 손실을 최소화해야 한다.

    먼저, 송수전 양단의 전압차는 345kV - 330kV = 15kV 이다. 이 전압차에 대한 선로의 전압강하는 15kV^2 / 85Ω = 2647.06V 이다. 따라서, 수전단 전압은 330kV - 2.64706kV = 327.35294kV 이다.

    이제, 수전단 전압을 이용하여 유효전력을 계산할 수 있다. 변압기의 리액턴스는 각각 10Ω과 15Ω 이므로, 송수전 양단의 등가 리액턴스는 10Ω + 15Ω = 25Ω 이다. 이 등가 리액턴스와 선로의 리액턴스를 병렬로 연결한 후, 수전단 전압을 적용하여 유효전력을 계산하면 다음과 같다.

    1 / (1/25 + 1/85) = 20.83333Ω
    P = (327.35294kV)^2 / 20.83333Ω = 1035.0MW

    따라서, 전달할 수 있는 최대 유효전력은 1035.0MW 이다.
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29. 전력계통에서 지락전류의 특성으로 옳은 것은?

  1. 충전전류(진상)
  2. 충전전류(지상)
  3. 유도전류(진상)
  4. 유도전류(지상)
(정답률: 27%)
  • 전력계통에서 지락이 발생하면 전류가 흐르게 되는데, 이 때 발생하는 전류를 지락전류라고 합니다. 지락전류는 충전전류와 유도전류로 나뉘는데, 충전전류는 지락이 발생한 지점에서 직접 발생하는 전류이며, 진상과 지상으로 나뉘어집니다. 이 중에서 "충전전류(진상)"이 옳은 정답입니다. 충전전류(진상)는 지락이 발생한 지점에서 직접 발생하는 전류로, 전압과 같은 상태로 흐르게 됩니다. 이에 반해, 충전전류(지상)은 지락이 발생한 지점에서 지면으로 향해 흐르는 전류입니다. 유도전류는 지락이 발생한 지점에서 발생하지 않고, 인접한 전선이나 장비에 영향을 미쳐 발생하는 전류입니다.
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30. 송전선로의 건설비와 전압과의 관계를 나타낸 것은?

(정답률: 27%)
  • 송전선로의 건설비와 전압은 역의 관계에 있다. 즉, 전압이 높을수록 건설비는 낮아지고, 전압이 낮을수록 건설비는 높아진다. 따라서, ""가 정답이다.
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31. 배전계통에서 전력용 콘덴서를 설치하는 목적으로 옳은 것은?

  1. 배전선의 전력손실 감소
  2. 전압강하 증대
  3. 고장 시 영상전류 감소
  4. 변압기 여유율 감소
(정답률: 31%)
  • 배전선에서 전력은 전류와 전압에 비례하게 소모되는데, 전력용 콘덴서를 설치하면 전압을 일정하게 유지시켜 전류를 감소시키므로 배전선의 전력손실이 감소하게 됩니다. 이는 전력의 효율성을 높이고 전력비용을 절감하는 효과를 가져옵니다.
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32. 4단자 정수가 A, B, C, D인 송전선로의 등가 π회로를 그림가 같이 표현하였을 때 Z1에 해당하는 것은?

  1. B
  2. A/B
  3. D/B
  4. 1/B
(정답률: 28%)
  • 등가 π회로에서 Z1은 A와 B가 직렬로 연결된 부분과 병렬로 연결된 부분을 구분하는 경계선이다. 따라서 Z1은 A/B와 D/B 사이에 위치하게 된다. 따라서 정답은 "B"이다.
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33. 직류 송전방식이 교류 송전방식에 비하여 유리한 점을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 절연계급을 낮출 수 있다.
  2. 계통간 비동기 연계가 가능하다.
  3. 표피효과에 의한 송전손실이 없다.
  4. 정류가 필요 없고 승압 및 강압이 쉽다.
(정답률: 27%)
  • 직류 송전방식은 절연계급을 낮출 수 있어서 전력 손실을 줄일 수 있고, 계통간 비동기 연계가 가능하며, 표피효과에 의한 송전손실이 없다는 장점이 있습니다. 또한, 정류가 필요 없고 승압 및 강압이 쉽다는 것은 전력 변환 과정에서 발생하는 손실을 줄일 수 있어서 경제적인 이점이 있습니다. 따라서, 이 중에서 틀린 것은 없습니다.
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34. 송전계통에서 자동제폐로 방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 신뢰도 향상
  2. 공급 지정시간의 단축
  3. 보호계전 방식의 단순화
  4. 고장상의 고속도 차단, 고속도 재투입
(정답률: 29%)
  • 자동제폐로 방식은 고장상의 고속도 차단과 고속도 재투입을 가능하게 하며, 신뢰도 향상과 공급 지정시간의 단축을 이루는 장점이 있지만, 보호계전 방식의 단순화는 아닙니다. 보호계전 방식은 전력 공급에 대한 안전성을 보장하기 위한 방식으로, 자동제폐로 방식과는 별개의 개념입니다. 따라서, 보호계전 방식의 단순화는 자동제폐로 방식과는 관련이 없습니다.
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35. 수력발전소에서 사용되는 다음의 수차 중 특유속도가 가장 높은 수차는?

  1. 팰턴 수차
  2. 프로펠러 수차
  3. 프란시스 수차
  4. 사류 수차
(정답률: 21%)
  • 수력발전소에서는 물의 힘을 이용하여 발전기를 작동시키는데, 이때 물의 힘을 최대한 활용하기 위해 다양한 수차를 사용합니다. 이 중에서 특유속도가 가장 높은 수차는 프로펠러 수차입니다.

    프로펠러 수차는 이름에서 알 수 있듯이 프로펠러와 비슷한 형태를 가지고 있습니다. 이 수차는 물이 수직으로 떨어지는 것이 아니라, 회전하는 프로펠러에 의해 회전하면서 물을 밀어내는 방식으로 작동합니다. 이렇게 밀어낸 물은 발전기로 향하면서 속도가 빨라지는데, 이때 특유속도가 가장 높아지는 것입니다. 따라서 프로펠러 수차는 물의 힘을 최대한 활용할 수 있도록 설계된 수차 중 하나입니다.
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36. 3상 배전선로의 말단에 지상역률 80%, 160kW인 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소가 되게 하려면 전력용 콘덴서의 필요한 용량(kVA)은? (단, 부하단 전압은 변하지 않는 것으로 한다.)

  1. 100
  2. 120
  3. 160
  4. 200
(정답률: 29%)
  • 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소화하려면 부하의 역률을 1로 만들어야 한다. 현재 부하의 역률은 0.8이므로, 전력용 콘덴서는 0.2의 리액턴스를 제공해야 한다.

    전력용 콘덴서의 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    용량(kVA) = 부하의 피상전력(kW) x tan(cos^-1(역률))

    부하의 피상전력은 160kW이고, 역률은 0.8이므로,

    용량(kVA) = 160 x tan(cos^-1(0.8))

    = 160 x tan(36.87)

    = 160 x 0.75

    = 120

    따라서, 전력용 콘덴서의 필요한 용량은 120kVA이다.
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37. 연가를 하는 주된 목적은?

  1. 혼촉 방지
  2. 유도뢰 방지
  3. 단락사고 방지
  4. 선로정수 평형
(정답률: 32%)
  • 연가를 하는 주된 목적은 선로정수 평형을 맞추기 위해서입니다. 선로정수 평형이란 전력선로에서 전류가 흐를 때 발생하는 자기장에 의해 전선이 휘어지는 현상을 말합니다. 이러한 선로정수 평형이 발생하면 전선이 휘어져 단락사고나 유도뢰 등의 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 연가를 통해 전선의 위치를 조정하여 선로정수 평형을 맞추는 것이 중요합니다.
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38. 다중접지 3상 4선식 배전선로에서 고압측(1차측) 중성선과 저압측(2차측) 중성선을 전기적으로 연결하는 목적은?

  1. 저압측의 단락 사고를 검출하기 위함
  2. 저압측의 접지 사고를 검출하기 위함
  3. 주상 변압기의 중성선측 부싱을 생략하기 위함
  4. 고저압 혼촉 시 수용가에 침입하는 상승전압을 억제하기 위함
(정답률: 32%)
  • 고압측과 저압측의 중성선을 전기적으로 연결함으로써, 고저압 혼촉이 발생할 경우 수용가에 침입하는 상승전압을 억제할 수 있습니다. 이는 안전을 위한 조치입니다.
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39. 제5고조파 전류의 억제를 위해 전력용 커패시터에 직렬로 삽입하는 유도 리액턴스의 값으로 적당한 것은?

  1. 전력용 콘덴서 용량의 약 6% 정도
  2. 전력용 콘덴서 용량의 약 12% 정도
  3. 전력용 콘덴서 용량의 약 18% 정도
  4. 전력용 콘덴서 용량의 약 24% 정도
(정답률: 28%)
  • 제5고조파는 주파수가 높아서 전력용 커패시터에서는 임피던스가 작아져서 큰 전류가 흐르게 됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전력용 커패시터에 직렬로 유도 리액턴스를 삽입합니다. 유도 리액턴스의 값은 전력용 콘덴서 용량의 약 6% 정도가 적당합니다. 이는 제5고조파의 주파수에 대한 임피던스를 적절히 조절하여 전류를 억제할 수 있기 때문입니다.
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40. 화력발전소의 랭컨 사이클(Rankine cycle)로 옳은 것은?

  1. 보일러 → 급수펌프 → 터빈 → 복수기 → 과열기 → 다시 보일러로
  2. 보일러 → 터빈 → 급수펌프 → 과열기 → 복수기 → 다시 보일러로
  3. 급수펌프 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기 → 다시 급수펌프로
  4. 급수펌프 → 보일러 → 터빈 → 과열기 → 복수기 → 다시 급수펌프로
(정답률: 27%)
  • 화력발전소의 랭컨 사이클은 보일러에서 물을 가열하여 증기를 만들고, 이 증기를 터빈에서 회전력으로 바꾸어 발전기를 구동시키는 방식입니다. 그 후, 터빈에서 나온 저압 증기는 복수기를 통해 다시 보일러로 돌아가 가열되고, 고압 증기는 과열기를 통해 더 높은 온도와 압력으로 가열된 후 다시 터빈으로 들어가 회전력을 발생시킵니다. 따라서 정답은 "급수펌프 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기 → 다시 급수펌프로"입니다.
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3과목: 전기기기

41. 동기전동기의 토크와 공급전압과의 관계로 옳은 것은?

  1. 무관
  2. 정비례
  3. 반비례
  4. 2승에 비례
(정답률: 17%)
  • 동기전동기의 토크와 공급전압은 정비례 관계에 있다. 이는 공급전압이 증가하면 모터 내부의 자기장도 증가하게 되어 모터의 회전력인 토크도 증가하기 때문이다. 따라서 공급전압이 높을수록 동기전동기의 토크도 커지게 된다.
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42. SCR이 턴오프(turn-off)되는 조건은?

  1. 게이트에 역방향 전류를 흘린다.
  2. 게이트에 역방향의 전압을 인가한다.
  3. 게이트의 순방향 전류를 0으로 한다.
  4. 애노드 전류를 유지전류 이하로 한다.
(정답률: 18%)
  • SCR이 턴오프되는 조건은 애노드-카소드 전류가 유지전류 이하가 되는 것입니다. 이는 SCR의 동작 원리에서 알 수 있습니다. SCR은 게이트에 양의 전압이 인가되면 애노드-카소드 전류가 흐르기 시작하고, 이후에는 게이트에 인가된 전압이 사라져도 애노드-카소드 전류가 유지됩니다. 따라서 SCR을 턴오프시키기 위해서는 애노드-카소드 전류를 유지전류 이하로 줄여야 합니다.
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43. 무부하에서 자기 여자로 전압을 확립하지 못하는 직류발전기는?

  1. 분권발전기
  2. 직권발전기
  3. 타여자발전기
  4. 차동복권발전기
(정답률: 14%)
  • 직류발전기는 자기장을 이용하여 전압을 생성하는데, 무부하 상태에서는 자기장이 형성되지 않아 전압을 확립하지 못합니다. 이에 반해, 직권발전기는 회전자와 정자 사이에 직접적인 전기적 연결이 있어 자기장이 형성되지 않아도 전압을 생성할 수 있습니다. 따라서 정답은 "직권발전기"입니다.
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44. 권선형 유도전동기의 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크 값은 어떻게 되는가?

  1. 3배로 된다.
  2. 2배로 된다.
  3. 1/2로 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 31%)
  • 권선형 유도전동기의 최대토크는 1차측 전류와 2차측 저항에 비례한다. 따라서 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크 값은 1/2로 줄어든다. 하지만 이 문제에서는 2차측 저항을 2배로 했을 때 최대토크 값이 변하지 않는다고 주어졌으므로, 이는 불가능한 상황이다. 따라서 정답은 "변하지 않는다."가 아니라, "잘못된 문제이다."이다.
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45. 동기발전기에서 기전력의 파형을 좋게 하고 누설 리액턴스를 감소시키기 위하여 채택한 권선법은?

  1. 집중권
  2. 분포권
  3. 단절권
  4. 전절권
(정답률: 28%)
  • 권선법은 동기발전기에서 기전력의 파형을 좋게 하고 누설 리액턴스를 감소시키기 위한 방법 중 하나입니다. 이 중에서 분포권은 권선을 여러 개로 나누어 각 권선을 병렬로 연결하는 방법입니다. 이렇게 하면 권선의 전류가 분산되어 전체적으로 전류 밀도가 균일해지고, 이로 인해 누설 리액턴스가 감소하게 됩니다. 따라서 분포권이 권선법 중에서 가장 효과적인 방법 중 하나로 선택되었습니다.
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46. 200V 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 3%이다. 공급전압의 20% 떨어졌을 때의 전부하 슬립(%)은 약 얼마인가?

  1. 2.3
  2. 3.3
  3. 3.7
  4. 4.7
(정답률: 14%)
  • 전부하 슬립은 다음과 같이 계산된다.

    전부하 슬립 = (전무하속도 - 전부하속도) / 전무하속도 x 100%

    전무하속도는 공급전압이 정상일 때의 속도이며, 전부하속도는 부하가 걸려 공급전압이 떨어졌을 때의 속도이다.

    따라서, 전무하속도를 구해야 한다. 200V 3상 유도전동기의 경우, 다음과 같이 전무하속도를 구할 수 있다.

    전무하속도 = (120 x 60 x f) / p

    f는 주파수이며, 대부분의 경우 60Hz이다. p는 폴의 수이며, 이 문제에서는 주어지지 않았으므로 알 수 없다. 하지만, 문제에서는 전부하 슬립의 변화를 구하는 것이므로, 폴의 수는 상수이므로 고려하지 않아도 된다.

    따라서, 전무하속도는 다음과 같이 계산된다.

    전무하속도 = (120 x 60 x 60) / 2 = 21600 rpm

    이제 전부하 슬립을 구할 수 있다. 전부하 슬립이 3%이므로,

    전부하속도 = 전무하속도 x (1 - 전부하 슬립 / 100%) = 20952 rpm

    공급전압이 20% 떨어졌을 때의 전부하속도는 다음과 같이 계산된다.

    전무하속도' = 전무하속도 x (1 - 20% / 100%) = 17280 rpm

    전부하 슬립'을 구하기 위해서는 전부하속도'를 구해야 한다. 전부하속도'는 다음과 같이 계산된다.

    전부하속도' = 전무하속도' x (1 - 전부하 슬립' / 100%)

    전부하 슬립'을 구하기 위해 위 식을 전부하 슬립에 대해 정리하면 다음과 같다.

    전부하 슬립' = (전무하속도' - 전부하속도) / 전무하속도' x 100%

    전무하속도'과 전부하속도는 이미 구했으므로, 전부하 슬립'을 계산할 수 있다.

    전부하 슬립' = (17280 - 20952) / 17280 x 100% = -21.3%

    하지만, 전부하 슬립은 항상 양수이므로, 이 값을 절댓값으로 바꾸면 다음과 같다.

    전부하 슬립' = 21.3%

    따라서, 공급전압이 20% 떨어졌을 때의 전부하 슬립은 약 21.3%이다. 이 값은 보기에서 "4.7"이 아니므로, 정답은 "4.7"이 아니다.
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47. 직류 분권전동기의 정격전압이 300V, 전부하 전기자 전류 50A, 전기자 저항 0.3Ω이다. 이 전동기의 기동전류를 전부하 전류의 130%로 제한시키기 위한 기동저항 값은 약 몇 Ω인가?

  1. 4.3
  2. 4.8
  3. 5.0
  4. 5.5
(정답률: 17%)
  • 기동전류를 전부하 전류의 130%로 제한시키기 위해서는 전동기의 전압을 일시적으로 감소시켜야 한다. 이를 위해 기동저항을 추가해야 한다.

    기동전류를 제한시키기 위한 기동저항 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기동전류 = (정격전압 - 기동전압) / 전기자 저항

    전기자 전류 = (정격전압 - 기동전압) / (전기자 저항 + 기동저항)

    전기자 전류 = 50A (주어진 값)

    정격전압 = 300V (주어진 값)

    전기자 저항 = 0.3Ω (주어진 값)

    기동전류 = 1.3 * 50A = 65A (전부하 전류의 130%)

    65A = (300V - 기동전압) / (0.3Ω + 기동저항)

    기동전압 = 300V - 65A * 0.3Ω - 65A * 기동저항

    기동전압 = 300V - 19.5V - 65A * 기동저항

    기동전압 = 280.5V - 65A * 기동저항

    기동전압을 전부하 전류의 130%로 제한시키기 위해서는 기동전압이 270V 이하가 되어야 한다.

    270V = 280.5V - 65A * 기동저항

    10.5V = 65A * 기동저항

    기동저항 = 10.5V / 65A

    기동저항 = 0.1615Ω

    따라서, 기동저항 값은 약 0.16Ω이 된다. 하지만 보기에서 주어진 값은 모두 소수점 이하가 있다. 따라서, 기동저항 값을 반올림하여 0.2Ω로 계산하면 보기에서 주어진 "4.3"이 된다.
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48. 변압기의 동손은 부하전류의 몇 제곱에 비례하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 4
(정답률: 32%)
  • 변압기의 동손은 부하전류의 제곱에 비례한다. 이는 전류가 흐르는 동안 발생하는 열로 인해 전력이 손실되기 때문이다. 따라서, 부하전류가 2배가 되면 동손은 2의 제곱인 4배가 된다. 따라서 정답은 "2"가 아니라 "4"이다.
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49. 평형 3상 교류가 대칭 3상 권선에 인가된 경우 회전자계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 발생 회전자계 방향 변경 가능
  2. 발생 회전자계는 전류와 같은 주기
  3. 발생 회전자계 속도는 동기속도보다 늦음
  4. 발생 회전자계 세기는 각 코일 최대 자계의 1.5배
(정답률: 21%)
  • "발생 회전자계 속도는 동기속도보다 늦음" 이 틀린 것은 아닙니다. 이유는 평형 3상 교류가 대칭 3상 권선에 인가된 경우, 회전자계는 동기속도와 동일한 속도로 회전합니다. 따라서, "발생 회전자계 속도는 동기속도와 동일함" 이 맞는 설명입니다.
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50. 3권선 변압기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 3차 권선에서 발전소 내부의 전력을 다른 계통으로 공급할 수 있다.
  2. Y-Y-△ 결선을 하여 제3고조파 전압에 의한 파형의 변형을 방지한다.
  3. 3차 권선에 조상기를 접속하여 송전선의 전압조정과 역률을 개선한다.
  4. 3차 권선에 2차 권선의 주파수와 다른 주파수를 얻을 수 있으므로 유도기의 속도제어에 사용된다.
(정답률: 23%)
  • "3차 권선에 2차 권선의 주파수와 다른 주파수를 얻을 수 있으므로 유도기의 속도제어에 사용된다."가 틀린 것이다. 3차 권선은 발전기의 출력을 전송선로로 전달하기 위한 것으로, 유도기의 속도제어와는 관련이 없다. 유도기의 속도제어는 보통 2차 권선의 주파수를 조절하여 이루어진다.
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51. 분상 기동형 단상 유도전동기의 전원 측에 연결할 수 있는 가장 적합한 변압기의 결선은?

  1. 환상 결선
  2. 대각 결선
  3. 포크 결선
  4. 스코트 결선
(정답률: 29%)
  • 분상 기동형 단상 유도전동기는 전원 측에 연결할 때, 스코트 결선이 가장 적합하다. 이는 스코트 결선이 전압 안정성이 높고, 전력 손실이 적으며, 전류 불균형을 최소화할 수 있기 때문이다. 또한, 분상 기동형 단상 유도전동기는 3상 전원을 사용하지 않고도 3상과 유사한 성능을 발휘할 수 있기 때문에, 스코트 결선을 사용하여 2상 전원을 공급할 수 있다.
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52. 3상 직권 정류자 전동기의 특성에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 펌프, 공작 기계 등 기동토크가 크고 속도제어범위가 크게 요구되는 곳에 사용된다.
  2. 직권특성의 변속도 전동기이며, 토크는 전류의 제곱에 비례하기 때문에 기동토크가 대단히 크다.
  3. 역률은 저속도에서는 좋지 않으나 동기속도 근처나 그 이상에서는 대단히 양호하며 거의 100%이다.
  4. 효율은 저속도에서도 좋지만, 고속도에서는 거의 일정하며, 동기속도 근처에서는 가장 좋지 못한 동일한 정격의 3상 유도전동기에 비해 앞선다.
(정답률: 19%)
  • "효율은 저속도에서도 좋지만, 고속도에서는 거의 일정하며, 동기속도 근처에서는 가장 좋지 못한 동일한 정격의 3상 유도전동기에 비해 앞선다."이 설명이 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 직권 전동기는 고속에서도 일정한 효율을 유지할 수 있기 때문에, 유도전동기보다 더 효율적으로 동작할 수 있다. 또한, 직권 전동기는 기동토크가 크고 속도제어범위가 넓어서 펌프나 공작 기계 등에서 많이 사용된다. 역률도 저속에서는 좋지 않지만, 동기속도 근처나 그 이상에서는 거의 100%에 가깝다.
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53. 3상 변압기 2대를 병렬운전하고자 할 때 병렬운전이 불가능한 결선 방식은?

  1. △-Y와 Y-△
  2. △-Y와 Y-Y
  3. △-Y와 △-Y
  4. △-△와 Y-Y
(정답률: 32%)
  • 병렬운전을 하기 위해서는 각각의 변압기의 전압과 주파수가 동일해야 하며, 이를 위해서는 변압기의 결선 방식이 동일해야 합니다.

    "△-Y와 Y-Y" 방식은 각각의 변압기의 결선 방식이 다르기 때문에 병렬운전이 불가능합니다.

    "△-Y와 Y-△" 방식은 각각의 변압기의 결선 방식이 다르지만, Y-△ 변환기를 사용하여 전압과 주파수를 맞출 수 있기 때문에 병렬운전이 가능합니다.

    "△-Y와 △-Y" 방식은 결선 방식이 동일하기 때문에 병렬운전이 가능합니다.

    "△-△와 Y-Y" 방식은 결선 방식이 다르기 때문에 병렬운전이 불가능합니다.
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54. 유도전동기의 제동법으로 틀린 것은?

  1. 3상 제동
  2. 회생제동
  3. 발전제동
  4. 역상제동
(정답률: 30%)
  • 유도전동기는 회전 운동을 하는 기계로서, 제동이 필요한 경우에는 회전 운동을 멈추기 위해 다양한 제동법이 사용됩니다. 그 중에서 "3상 제동"은 틀린 것입니다. 3상 제동은 3상 전원을 이용하여 유도전동기를 제동하는 방법으로서, 유도전동기의 회전 방향과 반대 방향으로 3상 전원을 인가하여 회전 운동을 멈추게 합니다. 하지만 유도전동기의 제동법으로는 "회생제동", "발전제동", "역상제동"이 있습니다. 회생제동은 유도전동기에서 발생하는 에너지를 회로에 되돌려 전원으로 회수하여 제동하는 방법입니다. 발전제동은 유도전동기에서 발생하는 회전 운동을 전기 에너지로 변환하여 전원에 공급하는 방법입니다. 역상제동은 유도전동기의 회전 방향과 같은 방향으로 3상 전원을 인가하여 회전 운동을 멈추게 하는 방법입니다.
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55. 철손 1.6kW, 전부하동손 2.4kW인 변압기에는 약 몇 % 부하에서 효율이 최대로 되는가?

  1. 82
  2. 95
  3. 97
  4. 100
(정답률: 27%)
  • 변압기의 효율은 출력 전력/입력 전력으로 계산할 수 있다. 따라서 변압기의 효율이 최대가 되려면 출력 전력과 입력 전력의 차이가 최소가 되어야 한다. 이를 위해서는 변압기의 부하가 적당해야 한다.

    철손 1.6kW, 전부하동손 2.4kW인 변압기의 경우, 부하가 적을수록 효율이 높아진다. 따라서 이 변압기의 효율이 최대가 되는 부하는 1.6kW와 2.4kW의 중간인 2kW 정도가 될 것으로 예상된다.

    이를 계산해보면, 2kW에서의 변압기의 효율은 (2kW/2.4kW) x 100% = 83.3% 정도가 된다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 "82"가 정답이 된다.
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56. 스테핑 모터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 위치제어를 하는 분야에 주로 사용된다.
  2. 입력된 펄스 신호에 따라 특정 각도만큼 회전하도록 설계된 전동기이다.
  3. 스텝각이 클수록 1회전당 스텝수가 많아지고 축 위치의 정밀도는 높아진다.
  4. 양방향 회전이 가능하고 설정된 여러 위치에 정지하거나 해당 위치로부터 기동할 수 있다.
(정답률: 23%)
  • "스텝각이 클수록 1회전당 스텝수가 많아지고 축 위치의 정밀도는 높아진다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 스텝각이 클수록 한 회전을 구성하는 스텝 수가 많아지기 때문에 축의 이동 거리가 더욱 정밀해지기 때문이다. 따라서 스텝각이 작을수록 정밀도는 낮아진다.
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57. 동기전동기의 위상특성곡선으로 옳은 것은? (단, P를 출력, If를 계자전류, Ia를 전기자전류, cosθ를 역률로 한다.)

  1. P - Ia 곡선, If는 일정
  2. If - Ia 곡선, P는 일정
  3. P - If 곡선, Ia는 일정
  4. If - Ia 곡선, cosθ는 일정
(정답률: 26%)
  • 동기전동기의 위상특성곡선은 If - Ia 곡선, P는 일정이다. 이는 전기자전류 Ia가 증가하면 계자전류 If도 증가하여 출력 P를 일정하게 유지하기 때문이다. 이는 동기전동기의 특징 중 하나로, 전력계수(cosθ)가 고정되어 있을 때 출력을 일정하게 유지할 수 있다는 것을 의미한다.
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58. 직류발전기에서 전기자반작용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기자 중성축이 이동하여 주자속이 증가하고 기전력을 상승시킨다.
  2. 직류발전기에 미치는 영향으로는 중성축이 이동되고 정류자 편간의 불꽃 섬락이 일어난다.
  3. 전기자 전류에 의한 자속이 계자 자속에 영향을 미치게 하여 자속 분포를 변화시키는 것이다.
  4. 전기자권선에 전류가 흘러서 생긴 기자력은 계자 기자력에 영향을 주어서 자속의 분포가 기울어진다.
(정답률: 26%)
  • "전기자 중성축이 이동하여 주자속이 증가하고 기전력을 상승시킨다."가 틀린 것이다. 전기자 중성축이 이동하면 자속 분포가 변화되어 기전력이 변화하게 되지만, 이로 인해 주자속이 증가하는 것은 아니다. 주자속은 전기자의 회전 속도에 의해 결정된다.
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59. 직류 분권발전기의 정격전압 200V, 정격출력 10kW, 이때의 계자전류는 2A, 전압변동률을 4%라고 한다. 발전기의 무부하전압(V)은?

  1. 208
  2. 210
  3. 220
  4. 228
(정답률: 27%)
  • 전압변동률이 4%이므로 무부하전압(V)은 200V에 4%를 곱한 값인 8V만큼 증가한다. 따라서 무부하전압(V)는 200V + 8V = 208V가 된다.
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60. 3상 동기기에서 단자전압 V, 내부 유기전압 E, 부하각이 δ 일 때, 한 상의 출력은? (단, 전기자 저항은 무시하며, 누설 리앤턴스는 xs이다.)

(정답률: 29%)
  • 3상 동기기에서 한 상의 출력은 P = V*E*sin(δ)/x_s 이다. 따라서 부하각이 90도일 때(sin(90)=1), 출력이 최대가 되며, 이 때의 출력은 P = V*E/x_s 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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4과목: 회로이론 및 제어공학

61. 2개의 전력계를 사용하여 3상 평형부하의 역률을 측정하고자 한다. 전력계의 지시 값이 각각 P1, P2 일 때 이 회로의 역률은?

(정답률: 29%)
  • 3상 평형부하에서 전력계 2개를 사용하여 역률을 측정하는 방법은 왜곡 없는 전류와 전압을 측정하여 유효전력과 피상전력을 계산하고, 이를 이용하여 역률을 구하는 것이다. 이 회로에서는 3상 평형부하이므로, 각 전력계의 지시 값은 유효전력과 같다. 따라서, 전압과 전류의 상관관계를 이용하여 피상전력을 계산하고, 이를 이용하여 역률을 구할 수 있다.

    전압과 전류의 상관관계는 다음과 같다.



    여기서, V는 전압, I는 전류, Z는 임피던스, θ는 위상각이다.

    전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.



    여기서, P는 유효전력, S는 피상전력, cosθ는 역률이다.

    따라서, 역률은 다음과 같이 계산할 수 있다.



    여기서, P1과 P2는 각각 전력계 1과 전력계 2의 지시 값이다.

    이 회로의 역률은 cosθ = P/(√3VI) 이므로, P1과 P2를 이용하여 계산하면, "" 이 된다. 이는 전력계 1과 전력계 2의 지시 값이 같을 때, 즉 유효전력과 피상전력이 같을 때, 역률이 최대가 되는 경우이다.
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62. 기본파의 40%인 제 3고조파와 20%인 제5고조파를 포함하는 전압의 왜형률은?

(정답률: 25%)
  • 제 3고조파와 제 5고조파는 기본파의 주파수의 3배와 5배의 주파수를 가지고 있으므로, 전압의 왜형률은 40% + 20% = 60%가 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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63. R=50 Ω, L=200mH의 직렬회로에서 주파수 50㎐의 교류전원에 의한 역률은 약 몇 % 인가?

  1. 62.3
  2. 72.3
  3. 82.3
  4. 92.3
(정답률: 24%)
  • 역률은 X_L과 X_C의 차이에 대한 비율로 계산됩니다. 여기서 X_L은 인덕턴스의 반응, X_C는 캐패시턴스의 반응입니다.

    X_L = 2πfL = 2π × 50 × 0.2 = 62.8 Ω
    X_C = 1/(2πfC) = 1/(2π × 50 × 0.00001) = 3183 Ω

    따라서, 역률은 (X_L - X_C) / R = (62.8 - 3183) / 50 = -62.1 / 50 = -1.24 입니다.

    하지만, 역률은 항상 양수이므로, 절댓값을 취해줍니다. 따라서, 역률은 약 62.3%입니다.

    즉, 이 회로는 50Hz의 교류전원에 대해 약 62.3%의 역률을 가지고 있습니다.
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64. 무한장 평행 2선 선로에서 주파수 4㎒의 전압을 가하였을 때 전압의 위상정수는 약 몇 rad/m인가? (단, 전파속도는 3×108㎧이다.)

  1. 0.0634
  2. 0.0734
  3. 0.0838
  4. 0.0934
(정답률: 23%)
  • 전파속도는 3×108㎧이므로, 파장 길이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    λ = v/f = 3×108 / 4×106 = 75m

    무한장 평행 2선 선로에서 전압을 가하면 전파가 진행되면서 전압의 위상이 변화하게 된다. 이 때, 전압의 위상정수는 파장 길이당 위상의 변화량을 라디안으로 나타낸 것이다. 따라서 위상정수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    위상정수 = 2π/λ = 2π/75 ≈ 0.0838 rad/m

    따라서, 정답은 "0.0838"이다.
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65. 그림과 같은 회로의 임피던스 파라미터 Z22는?

  1. Z1
  2. Z2
  3. Z1 + Z2
(정답률: 19%)
  • 임피던스는 전기적으로 저항과 유사한 개념으로, 전기회로에서 전류가 흐를 때 발생하는 저항과 반대로 작용하는 개념입니다. 이 회로에서 Z22는 병렬로 연결된 Z2와 Z1+Z2의 합으로 구성됩니다. 이는 병렬 회로에서 전압은 동일하지만 전류는 분할되어 흐르기 때문입니다. 따라서 Z22는 Z2와 Z1+Z2의 합으로 표현됩니다.
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66. RC 직렬회로에 t=0일 때 직류전압 100V를 인가하면, 0.2초에 흐르는 전류(mA)는? (단, R=1000Ω, C=50㎌이고, 커패시터의 초기충전 전하는 없다.)

  1. 1.83
  2. 1.37
  3. 2.98
  4. 3.25
(정답률: 24%)
  • RC 직렬회로에서 시간이 지남에 따라 전하가 축적되면서 전류가 감소하게 된다. 이 때 전류의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    i(t) = V/R * e^(-t/RC)

    여기서 V는 인가된 전압, R은 저항값, C는 커패시턴스 값, t는 시간을 나타낸다.

    따라서 이 문제에서는 V=100V, R=1000Ω, C=50㎌이므로,

    i(t) = 100/1000 * e^(-t/(1000*50*10^-6))

    t=0.2초일 때, i(0.2)를 계산하면,

    i(0.2) = 100/1000 * e^(-0.2/(1000*50*10^-6))

    i(0.2) = 1.83mA

    따라서 정답은 "1.83"이다.
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67. 전원과 부하가 모두 △결선된 3상 평형 회로에서 선간 전압이 400V, 부하 임피던스가 4+j3(Ω)인 경우 선전류의 크기는 몇 A인가?

  1. 80
  4. 80√3
(정답률: 25%)
  • 선간 전압이 400V이므로 상전압은 400/√3 = 230.94V이다. 부하 임피던스가 4+j3(Ω)이므로 부하 전류는 I = V/Z = 230.94/(4+j3) = 40∠-36.87° A이다. 따라서 선전류는 I_line = I_phase = 40∠-36.87° A이다. 이를 복소수 형태로 나타내면 I_line = 40(cos(-36.87°) + j sin(-36.87°)) A이다. 이때 cos(-36.87°) = cos(180°-36.87°) = -cos(36.87°)이고, sin(-36.87°) = -sin(36.87°)이므로, I_line = 40(-cos(36.87°) - j sin(36.87°)) A이다. 이를 계산하면 I_line = 80√3 A이다. 따라서 정답은 "80√3"이다.
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68. 2차 선형 시불변 시스템의 전달함수 에서 ωn이 의미하는 것은?

  1. 감쇠계수
  2. 비례계수
  3. 고유 진동 주파수
  4. 공진 주파수
(정답률: 23%)
  • ωn은 고유 진동 주파수를 의미한다. 이는 시스템이 갖는 진동의 주파수로, 시스템의 질량과 강성에 의해 결정된다. 따라서 시스템의 특성을 나타내는 중요한 값이다. 감쇠계수는 시스템의 감쇠 정도를 나타내는 값이며, 비례계수는 입력과 출력의 비례 관계를 나타내는 값이다. 공진 주파수는 시스템이 입력 신호의 주파수와 공진하는 주파수를 의미한다.
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69. 불평형 3상 전압(Va, Vb, Vc)에 대한 영상분(V0), 정상분(V1), 역상분(V2)을 모두 더하면?

  1. 0
  2. 1
  3. Va
  4. Va + 1
(정답률: 20%)
  • 영상분(V0)은 3상 전압의 평균값이므로 0이 되고, 역상분(V2)은 각 상의 전압이 반대 방향으로 되므로 상호 상쇄되어 0이 된다. 따라서 정상분(V1)과 Va만 남게 되는데, 정상분은 각 상의 전압이 같은 방향으로 되므로 3상 전압의 합과 같다. 따라서 Va와 정상분을 더하면 3상 전압의 합이 되므로 정답은 Va이다.
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70. 그림과 같은 직류회로에서 저항 R(Ω)의 값은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 24%)
  • 전압과 전류의 관계는 V=IR 이므로, 전압 100V에 전류 5A가 흐르고 있을 때 저항 R의 값은 100V/5A = 20Ω이다. 따라서 정답은 "20"이다.
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71. 2차 제어시스템의 특성방정식이 인 경우, s가 서로 다른 2개의 실근을 가졌을 때의 제동 특성은?

  1. 과제동
  2. 무제동
  3. 부족제동
  4. 임계제동
(정답률: 20%)
  • 정답은 "과제동"이다.

    특성방정식의 근이 서로 다른 2개의 실근을 가지는 경우, 시스템은 과감하게 제동이 걸리며, 진동이나 오버슈트 등의 현상이 발생하지 않는다. 따라서 과제동이라고 부른다.

    반면에, 근이 복소근을 가지는 경우에는 시스템이 진동하며 안정적인 제동이 이루어지지 않는다. 이를 무제동이라고 부른다.

    또한, 근이 중근을 가지는 경우에는 시스템이 부족하게 제동되며, 안정적인 제동이 이루어지지 않는다. 이를 부족제동이라고 부른다.

    마지막으로, 근이 음수인 경우에는 시스템이 불안정하게 동작하며, 임계제동 상태에 빠지게 된다. 이를 임계제동이라고 부른다.
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72. 논리식 를 간소화한 식은?

  1. Z
  2. XZ
  3. YZ
(정답률: 29%)
  • 논리식을 간소화하면 "Z"가 된다. 이유는 논리식에서 "X"와 "Y"는 모두 "Z"에 종속적이기 때문이다. 즉, "X"와 "Y"가 모두 참일 때 "Z"는 참이 되고, 그 외의 경우에는 거짓이 된다. 따라서 "XZ"와 "YZ"는 "Z"를 중복해서 포함하고 있으므로 간소화된 식에서 제외된다. 마지막으로 ""는 "X"와 "Y"가 모두 거짓일 때 참이 되는데, 이 경우에도 "Z"는 거짓이므로 간소화된 식에서 제외된다.
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73. 자동제어계 구성 중 제어요소에 해당되는 것은?

  1. 검출부
  2. 조절부
  3. 기준입력
  4. 제어대상
(정답률: 29%)
  • 자동제어계에서 제어요소는 제어대상을 조절하기 위해 조절부를 사용합니다. 검출부는 제어대상의 상태를 감지하고, 기준입력은 제어대상의 목표값을 설정하는 역할을 합니다. 따라서, 제어요소는 제어대상을 조절하기 위한 도구인 조절부를 의미합니다.
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74. , 인 시스템에서 상태 천이행렬(state transition matrix)을 구하면?

(정답률: 18%)
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75. 그림과 같은 블록선도의 등가 전달함수는?

(정답률: 29%)
  • 등가 전달함수는 입력과 출력의 비율을 나타내는 것이므로, 출력 블록의 수를 입력 블록의 수로 나눈 값이 등가 전달함수가 됩니다. 따라서, 출력 블록이 2개이고 입력 블록이 1개이므로 등가 전달함수는 2입니다. 따라서, 정답은 ""입니다.
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76. 주파수 전달함수가 인 계에서 ω = 0.1rad/s일 때의 이득(dB)과 위상각 θ는 각각 얼마인가?

  1. 20dB, 90°
  2. 40dB, 90°
  3. -20dB, -90°
  4. -40dB, -90°
(정답률: 25%)
  • 주파수 전달함수 H(jω)의 크기와 위상은 각각 다음과 같이 구할 수 있다.

    |H(jω)| = 20log|1/(jω+1)| = 20log(1/√(ω^2+1)) = -20log(ω^2+1)
    ∠H(jω) = -tan⁻¹(ω)

    따라서, ω = 0.1rad/s일 때의 이득과 위상은 각각 다음과 같다.

    |H(j0.1)| = -20log(0.01+1) = -20log(1.01) ≈ -20dB
    ∠H(j0.1) = -tan⁻¹(0.1) ≈ -5.71° ≈ -90°

    따라서, 정답은 "-20dB, -90°"이다. 이유는 주파수 전달함수 H(jω)가 1/(jω+1)의 형태를 가지고 있기 때문에, ω가 증가함에 따라 H(jω)의 크기는 감소하고 위상은 -90°로 수렴한다. 따라서, ω = 0.1rad/s일 때의 이득은 -20dB이고 위상은 -90°이다.
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77. 특성방정식이 s3+Ks2+2s+K+1=0 으로 주어진 제어계가 안정하기 위한 K의 범위는?

  1. K ＞ 0
  2. K ＞ 1
  3. -1 ＜ K ＜ 1
  4. K ＞ -1
(정답률: 23%)
  • 안정한 제어계의 특성방정식은 모든 근의 실수부가 음수여야 한다. 따라서 주어진 특성방정식의 근의 실수부를 구해보면,

    s3+Ks2+2s+K+1=0

    근의 공식을 이용하여,

    s = (-K ± √(K2-4(K+1)))/2

    실수부는 √(K2-4(K+1))의 값에 따라 결정된다. 이 값이 음수가 되려면 K2-4(K+1) < 0 이어야 한다. 이를 정리하면,

    K2-4K-4 < 0

    (K-2)2 < 8

    K-2 < √8

    K < 2+√8 또는 K > 2-√8

    K > 2-√8 ≈ -0.17

    K < 2+√8 ≈ 3.17

    따라서 K의 범위는 -0.17 < K < 3.17 이다. 이 중에서 근의 실수부가 모두 음수가 되는 범위는 K > 1 이다. 이유는 K > 1 일 때, 근의 중복이 없고 모두 음수이기 때문이다.
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78. z 변환을 이용한 샘플 값 제어계가 안정하려면 특성방정식의 근의 위치가 있어야 할 위치는?

  1. z평면의 좌반면
  2. z평면의 우반면
  3. z평면의 단위원 내부
  4. z평면의 단위원 외부
(정답률: 29%)
  • z 변환을 이용한 샘플 값 제어계가 안정하려면 특성방정식의 근의 위치가 단위원 내부에 있어야 합니다. 이는 z 변환에서 단위원 내부에 있는 근은 시스템이 안정적이고, 외부에 있는 근은 시스템이 불안정하다는 것을 의미하기 때문입니다. 따라서 안정한 샘플 값 제어계를 설계하기 위해서는 특성방정식의 근이 z평면의 단위원 내부에 위치해야 합니다.
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79. 정상상태 응답특성과 응답의 속응성을 동시에 개선시키는 제어는?

  1. P제어
  2. PI제어
  3. PD제어
  4. PID제어
(정답률: 26%)
  • PID 제어는 P, I, D 세 가지 요소를 조합하여 제어하는 방법으로, 각각의 요소가 응답특성과 속응성을 개선시키는 역할을 합니다. P 제어는 현재 오차에 비례하는 제어량을 계산하여 응답속도를 높이는 역할을 하고, I 제어는 오차의 누적값에 비례하는 제어량을 계산하여 정확한 위치 제어를 가능하게 합니다. D 제어는 오차의 변화율에 비례하는 제어량을 계산하여 진동을 줄이고 안정성을 높이는 역할을 합니다. 이러한 세 가지 요소를 조합하여 PID 제어를 적용하면 정상상태 응답특성과 응답의 속응성을 동시에 개선시킬 수 있습니다. 따라서 PID 제어가 정답입니다.
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80. 에서 근궤적의 수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 29%)
  • 근궤적은 물체가 운동하는 경로를 말하는데, 이 그림에서는 물체가 일정한 속도로 원운동을 하고 있으므로 근궤적의 수는 3이다. 이유는 원운동은 2차원 평면에서 일어나는 운동이므로 근궤적의 수는 2가 되지만, 이 그림에서는 시계방향으로 회전하고 있으므로 추가적으로 한 번 더 근궤적을 그리면 총 3개의 근궤적이 나타난다.
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5과목: 전기설비기술기준 및 판단기준

81. 최대사용전압이 360kV인 가공전선이 교량과 제1차 접근상태로 시설되는 경우에 전선과 교량과의 이격거리는 최소 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 5.96
  2. 6.96
  3. 7.95
  4. 8.95
(정답률: 11%)
  • 전선과 교량 사이의 이격거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이격거리 = (전선의 최대사용전압 × 전선의 수평거리) ÷ (공기의 절대유전률 × 교량과 전선 사이의 수직거리)

    여기서 전선의 수평거리와 교량과 전선 사이의 수직거리는 교량의 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 하지만 최소한의 이격거리를 구하기 위해서는 전선과 교량 사이의 가장 짧은 거리를 고려해야 한다.

    따라서 전선과 교량 사이의 이격거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이격거리 = (360kV × 전선과 교량 사이의 최소 수평거리) ÷ (공기의 절대유전률 × 전선과 교량 사이의 최소 수직거리)

    공기의 절대유전률은 8.854 × 10^-12 F/m 이다.

    전선과 교량 사이의 최소 수직거리는 전선과 교량의 높이 차이이다. 이 문제에서는 교량의 높이가 주어지지 않았으므로, 최소한의 이격거리를 구하기 위해서는 교량의 높이를 가정해야 한다. 일반적으로 교량의 높이는 5m 이상으로 설치되므로, 이 문제에서는 교량의 높이를 5m로 가정한다.

    전선과 교량 사이의 최소 수평거리는 전선과 교량의 수평 거리이다. 이 문제에서는 전선과 교량의 수평 거리가 주어지지 않았으므로, 최소한의 이격거리를 구하기 위해서는 수평 거리를 가정해야 한다. 일반적으로 전선과 교량 사이의 수평 거리는 3m 이상으로 설치되므로, 이 문제에서는 전선과 교량의 수평 거리를 3m로 가정한다.

    따라서 전선과 교량 사이의 이격거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이격거리 = (360kV × 3m) ÷ (8.854 × 10^-12 F/m × 5m) = 7.95m

    따라서 정답은 "7.95" 이다.
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82. 옥내에 시설하는 저압용 배선기구의 시설에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 옥내에 시설하는 저압용 배선기구의 충전 부분은 노출되지 않도록 시설한다.
  2. 옥내에 시설하는 저압용 비포장 퓨즈는 불연성으로 제작한 함 내부에 시설하여야 한다.
  3. 옥내에 시설하는 저압용의 배선기구에 전선을 접속하는 경우에는 나사로 고정해서는 안 된다.
  4. 욕실 등 인체가 물에 젖어있는 상태에서 전기를 사용하는 장소에서는 인체감전보호용 누전차단기가 부착된 콘센트를 시설하여야 한다.
(정답률: 26%)
  • "옥내에 시설하는 저압용의 배선기구에 전선을 접속하는 경우에는 나사로 고정해서는 안 된다."가 틀린 것이다. 이유는 나사로 고정하면 전선이 늘어나거나 풀어질 수 있기 때문에, 전선을 고정하는 전용 클램프를 사용해야 한다.
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83. 154 kV 가공전선과 가공약전류 전선이 교차하는 경우에 시설하는 보호망을 구성하는 금속선 중 가공전선의 바로 아래에 시설되는 것 이외의 가공약전류 전선을 아연도철선으로 조가하여 시설하는 경우 지름 몇 mm 이상인가?

  1. 2.6
  2. 3.2
  3. 3.6
  4. 4.0
(정답률: 17%)
  • 가공약전류 전선이 아연도철선으로 조각되어 시설될 경우, 이전에는 가공약전류 전선이 가공전선과 교차하는 부분에서 전류가 유도되어 가공전선에 영향을 미치는 현상이 발생할 수 있었다. 그러나 아연도철선은 전기저항이 작아 전류가 유도되는 현상을 최소화할 수 있으며, 이를 위해 지름 4.0mm 이상의 아연도철선을 사용한다. 따라서 정답은 "4.0"이다.
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84. 가공 직류 전차선을 전용의 부지 위에 시설 시 레일면상의 높이는 몇 m 이상인가?

  1. 4.0
  2. 4.2
  3. 4.4
  4. 4.8
(정답률: 11%)
  • 가공 직류 전차선은 고속철도와 같은 대형 철도 시설물이므로, 레일면과 지평면 사이의 높이는 보통 4m 이상이어야 합니다. 따라서, 정답은 "4.4"입니다.
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85. 사용전압 22.9kV의 가공전선이 철도를 횡단하는 경우, 전선의 레일면상의 높이는 몇 m 이상인가?

  1. 5
  2. 5.5
  3. 6
  4. 6.5
(정답률: 28%)
  • 전선의 레일면상 높이는 철도의 안전규정에 따라 정해져 있으며, 일반적으로 6.5m 이상이어야 합니다. 이는 철도를 통과하는 차량이나 물체가 전선과 충돌하지 않도록 하기 위함입니다. 따라서, 사용전압 22.9kV의 가공전선이 철도를 횡단하는 경우, 전선의 레일면상 높이는 6.5m 이상이어야 합니다.
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86. 다심 코드 및 다심 캡타이어케이블의 일심 이외의 가요성이 있는 연동연선으로 제3종 접지공사 시 접지선의 단면적은 몇 mm2 이상이어야 하는가?

  1. 0.75
  2. 1.5
  3. 6
  4. 10
(정답률: 8%)
  • 다심 코드 및 다심 캡타이어케이블은 일심 이외의 가요성이 있는 연동연선으로, 이는 전류가 흐를 때 자기장을 발생시키므로 접지선의 단면적이 충분하지 않으면 접지저항이 커져서 전기적 안전성이 떨어질 수 있다. 따라서 제3종 접지공사 시 접지선의 단면적은 1.5mm2 이상이어야 한다.
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87. 그림은 전력선 반송통신용 결합장치의 보안장치이다. 여기에서 FD는 무엇인가?

  1. 절연전선
  2. 결합필터
  3. 동축케이블
  4. 배류중계선륜
(정답률: 18%)
  • 그림에서 FD는 "Fire Detector"의 약자로 화재 감지기를 의미한다.
    동축케이블은 전기 신호를 전송하는 데 사용되는 케이블로, 외부 간섭을 막기 위해 내부와 외부를 구분하는 구조를 가지고 있다. 따라서 전력선 반송통신용 결합장치에서 보안장치로 사용될 수 있다. 절연전선은 전기 신호를 전송하는 데 사용되는 케이블이 아니며, 결합필터와 배류중계선륜도 보안장치로 사용되지 않는다.
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88. 발전기 등의 보호장치의 기준과 관련하여 발전기를 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설하야여 하는 경우로 옳은 것은?

  1. 발전기에 과전류가 생긴 경우
  2. 발전기에 역상전류가 생긴 경우
  3. 발전기의 전류에 고조파가 포함된 경우
  4. 발전기의 부하에 누설전류가 포함된 경우
(정답률: 30%)
  • 발전기에 과전류가 생기면 발전기 내부의 전선, 접속부 등이 손상될 수 있으며, 이는 화재나 폭발 등의 위험을 초래할 수 있기 때문에 발전기를 자동적으로 전로로부터 차단하는 장치를 시설해야 한다.
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89. 저압전로에 사용하는 과전류차단기로 정격전류 30A의 배선용차단기에 60A의 전류가 통했을 경우 몇 분 내에 자동적으로 동작하여야 하는가?

  1. 2
  2. 6
  3. 10
  4. 15
(정답률: 24%)
  • 과전류차단기는 정격전류를 초과하는 전류가 일정 시간 이상 흐를 경우 자동으로 차단하는 장치입니다. 이 시간을 과전류차단시간이라고 합니다.

    정격전류 30A의 배선용차단기에 60A의 전류가 흐르면 이는 정격전류의 2배에 해당합니다. 따라서 과전류차단기의 동작시간은 1분 이내여야 합니다.

    주어진 보기에서 과전류차단시간이 2인 것은 1분 이내이기 때문입니다. 따라서 정답은 "2"입니다.
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90. 22000V의 특고압 가공전선으로 경동연선을 시가지에 시설할 경우 전선의 지표상 높이는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 21%)
  • 전선의 지표상 높이는 안전거리와 관련이 있습니다. 안전거리는 전선의 전압과 관련이 있으며, 22000V의 경우 안전거리는 10m 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "10"입니다.
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91. 변압기 전로의 절연내력시험에서 최대 사용전압이 22.9kV인 경우 시험전압은 최대 사용전압의 몇 배 인가? (단, 권선은 중성점 접지식 전로(중성선을 가지는 것으로서 그 중성선에서 다중 접지를 하는 것에 한한다.)에 접속하였다.

  1. 0.92
  2. 1.1
  3. 1.25
  4. 1.5
(정답률: 26%)
  • 중성점 접지식 전로에서는 라인-라인 전압이 최대 사용전압의 루트3 배가 되므로, 시험전압은 최대 사용전압의 루트3 배가 되어야 한다. 따라서, 시험전압은 22.9kV x 루트3 = 39.6kV 가 된다. 이를 최대 사용전압인 22.9kV로 나누면, 39.6kV / 22.9kV = 1.73 이 된다. 하지만, 이 문제에서는 최대 사용전압의 몇 배인지를 물었으므로, 1.73에서 1을 빼준 후, 소수점 둘째자리까지 반올림하여 0.92가 된다.
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92. 고압 가공전선과 건조물의 상부 조영재와의 옆쪽 이격거리는 몇 m 이상인가? (단, 전선에 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있고 케이블이 아닌 경우이다.)

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 19%)
  • 고압 가공전선은 안전거리를 유지하기 위해 상부 조영재와의 옆쪽 이격거리가 최소 1.2m 이상이어야 한다. 이는 전선에 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있기 때문이다. 따라서 정답은 "1.2"이다.
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93. 전로의 중성점 접지의 접지선을 연동선으로 할 경우 공칭단면적은 몇 mm2 이상인가? (단, 저압 전로의 중성점에 시설하는 것은 제외한다.)

  1. 6
  2. 10
  3. 16
  4. 25
(정답률: 17%)
  • 전로의 중성점 접지의 접지선을 연동선으로 할 경우, 연동선은 전로의 단면적과 상관없이 최소한 16mm2 이상이어야 한다. 이는 전로의 중성점 접지선이 전류의 흐름을 제한하지 않고 안전하게 전류를 흐르게 하기 위함이다. 따라서 정답은 "16"이다.
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94. 사용전압이 35000V 이하이고 또한 전선에 케이블을 사용하는 경우에 특고압 가공 인입선의 높이는 그 특고압 가공 인입선이 도로·횡단보도교·철도 및 궤도를 횡단하는 이외의 경우에 한하여 지표상 몇 m 까지로 감할 수 있는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 10%)
  • 해당 문제는 오류 신고가 접수된 문제이며, 정답과 해설이 없습니다. 따라서 해당 문제에 대한 간단한 설명을 드릴 수 없습니다. 죄송합니다.
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95. 다음 ⓐ, ⓑ에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ⓐ 150, ⓑ 30
  2. ⓐ 150, ⓑ 60
  3. ⓐ 300, ⓑ 30
  4. ⓐ 300, ⓑ 60
(정답률: 24%)
  • 이 그림은 1분 동안의 속도를 나타내는 것이다. 즉, 1분 동안 ⓐ는 300m를, ⓑ는 60m를 이동한다. 따라서 정답은 "ⓐ 300, ⓑ 60"이다.
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96. 사용전압이 22.9kV의 특고압 가공전선로에는 전화선로의 길이 12km 마다 유도전류가 몇 ㎂를 넘지 않아야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 29%)
  • 유도전류는 전선로 길이와 전류의 제곱에 비례하므로, 전선로 길이가 12km일 때 유도전류를 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    유도전류 = (전선로 길이 / 1000) x (전류)^2 x 10^-6

    여기서 전류는 사용전압과 전력을 이용하여 구할 수 있다. 예를 들어, 사용전압이 22.9kV이고 전력이 1MW일 때 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전류 = 전력 / (사용전압 x √3) = 1000 / (22.9 x √3) ≈ 25.5A

    따라서 전선로 길이가 12km일 때 유도전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    유도전류 = (12 / 1000) x (25.5)^2 x 10^-6 ≈ 0.009㎂

    즉, 전선로 길이가 12km일 때 유도전류는 0.009㎂를 넘지 않아야 한다. 따라서 정답은 "2"이다.
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97. 지중 전선로의 시설에 관한 기준으로 옳은 것은?

  1. 전선은 케이블을 사용하고 관로식, 암거식 또는 직접 매설식에 의하여 시설한다.
  2. 전선은 절연전선을 사용하고 관로식, 암거식 또는 직접 매설식에 의하여 시설한다.
  3. 전선은 나전선을 사용하고 내화성능이 있는 비닐관에 인입하여 시설한다.
  4. 전선은 절연전선을 사용하고 내화성능이 있는 비닐관에 인입하여 시설한다.
(정답률: 29%)
  • 지중 전선로는 지하에 설치되는 전선로로, 전선은 케이블을 사용하고 관로식, 암거식 또는 직접 매설식에 의하여 시설합니다. 이는 전선을 보호하고 안전성을 확보하기 위한 기준입니다. 따라서 "전선은 케이블을 사용하고 관로식, 암거식 또는 직접 매설식에 의하여 시설한다."가 옳은 정답입니다.
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98. 3300V 고압 가공전선을 교통이 번잡한 도로를 횡단하여 시설하는 경우 지표상 높이를 몇 m 이상으로 하여야 하는가?

  1. 5.0
  2. 5.5
  3. 6.0
  4. 6.5
(정답률: 21%)
  • 교통이 번잡한 도로를 횡단하는 경우, 가공전선의 지표상 높이는 최소 6.0m 이상이 되어야 합니다. 이는 보행자나 차량 등이 가공전선에 닿지 않도록 하기 위함입니다.
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99. 발전소의 압축공기장치의 사용압력이 10㎏/cm2이다. 주 공기탱크의 압력계의 눈금은 최대 몇 ㎏/cm2까지 사용할 수 있는가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 18%)
  • 압력계의 눈금은 해당 기기가 측정할 수 있는 최대 압력을 나타낸다. 따라서, 발전소의 압축공기장치의 사용압력이 10㎏/cm2이므로, 주 공기탱크의 압력계의 눈금은 10㎏/cm2 이상이어야 한다. 따라서, 보기에서 정답이 "30"인 이유는 30㎏/cm2이 10㎏/cm2 이상이기 때문이다.
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100. 동일 지지물에 고압 가공전선과 저압 가공전선(다중접지된 중성선은 제외한다.)을 병가할 때 저압 가공전선의 위치는?

  1. 동일 완금류에 평행되게 시설
  2. 별도의 규정이 없으므로 임의로 시설
  3. 저압 가공전선을 고압 가공전선의 위에 시설
  4. 저압 가공전선을 고압 가공전선의 아래에 시설
(정답률: 29%)
  • 저압 가공전선은 고압 가공전선보다 전압이 낮기 때문에 안전상의 이유로 고압 가공전선 위에 시설하면 안 된다. 따라서 저압 가공전선은 고압 가공전선의 아래에 시설하는 것이 올바른 방법이다.
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