Q6
변압기
권수비와 전압변환
변압기 1차 권수 \(N_1=3300\), 2차 권수 \(N_2=330\)이고, 1차에 6600V를 인가할 때 2차 전압 \(V_2\)[V]는?
💡 해설 보기
권수비: \(a = \dfrac{N_1}{N_2} = \dfrac{V_1}{V_2}\)
풀이:
\(a = \dfrac{3300}{330} = 10\)
\(V_2 = \dfrac{V_1}{a} = \dfrac{6600}{10} = 660\,\text{V}\)
핵심: 권수비 = 전압비 = 전류비의 역수
\(\dfrac{N_1}{N_2} = \dfrac{V_1}{V_2} = \dfrac{I_2}{I_1}\)
풀이:
\(a = \dfrac{3300}{330} = 10\)
\(V_2 = \dfrac{V_1}{a} = \dfrac{6600}{10} = 660\,\text{V}\)
핵심: 권수비 = 전압비 = 전류비의 역수
\(\dfrac{N_1}{N_2} = \dfrac{V_1}{V_2} = \dfrac{I_2}{I_1}\)
Q7
변압기
전류변환
변압기 권수비 a=5이고 2차 전류 \(I_2=50\,\text{A}\)일 때 1차 전류 \(I_1\)[A]는? (이상 변압기 가정)
💡 해설 보기
전류 관계: \(\dfrac{I_1}{I_2} = \dfrac{N_2}{N_1} = \dfrac{1}{a}\)
풀이:
\(I_1 = \dfrac{I_2}{a} = \dfrac{50}{5} = 10\,\text{A}\)
핵심: 전류는 권수비에 반비례
• 승압 변압기: 2차 전압↑, 2차 전류↓
• 강압 변압기: 2차 전압↓, 2차 전류↑
풀이:
\(I_1 = \dfrac{I_2}{a} = \dfrac{50}{5} = 10\,\text{A}\)
핵심: 전류는 권수비에 반비례
• 승압 변압기: 2차 전압↑, 2차 전류↓
• 강압 변압기: 2차 전압↓, 2차 전류↑
Q8
변압기
변압기 효율
변압기 출력 100kW, 역률 1.0, 철손 \(P_i=1\,\text{kW}\), 전부하 동손 \(P_c=2\,\text{kW}\)일 때 전부하 효율 \(\eta\)[%]는?
💡 해설 보기
공식: \(\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{out} + P_i + P_c} \times 100\,\text{[%]}\)
풀이:
\(\eta = \dfrac{100}{100 + 1 + 2} \times 100\)
\(= \dfrac{100}{103} \times 100 \approx 97.1\,\text{%}\)
핵심: 철손(Pi)은 부하와 무관한 고정손, 동손(Pc)은 전류²에 비례하는 가변손
풀이:
\(\eta = \dfrac{100}{100 + 1 + 2} \times 100\)
\(= \dfrac{100}{103} \times 100 \approx 97.1\,\text{%}\)
핵심: 철손(Pi)은 부하와 무관한 고정손, 동손(Pc)은 전류²에 비례하는 가변손
Q9
변압기
전압변동률
변압기 백분율 저항강하 p=3%, 백분율 리액턴스강하 q=4%, 부하 역률 \(\cos\phi=0.8\)(지상)일 때 전압변동률 \(\varepsilon\)[%]는?
💡 해설 보기
공식: \(\varepsilon \approx p\cos\phi + q\sin\phi\,\text{[%]}\)
풀이:
\(\cos\phi=0.8\) → \(\sin\phi=0.6\)
\(\varepsilon = 3 \times 0.8 + 4 \times 0.6\)
\(= 2.4 + 2.4 = 4.8\,\text{%}\)
※ 정확한 값: \(\varepsilon = p\cos\phi + q\sin\phi + \dfrac{(p\sin\phi - q\cos\phi)^2}{200} \approx 4.8 + 0.6/200 \approx 5.4\,\text{%}\)
핵심: 역률이 낮을수록 전압변동률 커짐
풀이:
\(\cos\phi=0.8\) → \(\sin\phi=0.6\)
\(\varepsilon = 3 \times 0.8 + 4 \times 0.6\)
\(= 2.4 + 2.4 = 4.8\,\text{%}\)
※ 정확한 값: \(\varepsilon = p\cos\phi + q\sin\phi + \dfrac{(p\sin\phi - q\cos\phi)^2}{200} \approx 4.8 + 0.6/200 \approx 5.4\,\text{%}\)
핵심: 역률이 낮을수록 전압변동률 커짐
Q10
변압기
최대효율 조건
변압기 최대효율이 되는 조건은?
💡 해설 보기
최대효율 조건: \(P_i = P_c\)
유도:
효율 \(\eta = \dfrac{mP_n\cos\phi}{mP_n\cos\phi + P_i + m^2P_c}\) (m: 부하율)
\(\dfrac{d\eta}{dm}=0\) 조건: \(P_i = m^2 P_c\)
전부하(m=1)에서 최대효율: \(P_i = P_c\)
핵심: 철손 = 동손일 때 효율 최대
→ 변압기 설계 시 이 조건을 목표로 함
유도:
효율 \(\eta = \dfrac{mP_n\cos\phi}{mP_n\cos\phi + P_i + m^2P_c}\) (m: 부하율)
\(\dfrac{d\eta}{dm}=0\) 조건: \(P_i = m^2 P_c\)
전부하(m=1)에서 최대효율: \(P_i = P_c\)
핵심: 철손 = 동손일 때 효율 최대
→ 변압기 설계 시 이 조건을 목표로 함
Q11
변압기
단락시험
변압기 단락시험(임피던스 시험)으로 구할 수 있는 것은?
💡 해설 보기
변압기 시험 구분:
무부하 시험 (개방시험):
• 1차 정격전압 인가, 2차 개방
• 측정: 철손(Pi), 자화전류(여자전류), 여자 어드미턴스
단락시험 (임피던스 시험):
• 2차 단락, 1차에 소전압(임피던스 전압) 인가
• 정격전류 흐를 때의 전압·전력 측정
• 측정: 동손(Pc), 임피던스 전압, %임피던스, 등가 저항·리액턴스
무부하 시험 (개방시험):
• 1차 정격전압 인가, 2차 개방
• 측정: 철손(Pi), 자화전류(여자전류), 여자 어드미턴스
단락시험 (임피던스 시험):
• 2차 단락, 1차에 소전압(임피던스 전압) 인가
• 정격전류 흐를 때의 전압·전력 측정
• 측정: 동손(Pc), 임피던스 전압, %임피던스, 등가 저항·리액턴스
Q12
변압기
임피던스 변환
변압기 권수비 a=10, 2차 측 부하 임피던스 \(Z_2=5\,\Omega\)일 때 1차 측으로 환산한 등가 임피던스 \(Z_1'\)[\(\Omega\)]은?
💡 해설 보기
임피던스 변환: \(Z_1' = a^2 Z_2\)
풀이:
\(Z_1' = 10^2 \times 5 = 100 \times 5 = 500\,\Omega\)
핵심: 임피던스는 권수비의 제곱에 비례
• 1차→2차 환산: \(Z_2' = Z_1/a^2\)
• 2차→1차 환산: \(Z_1' = a^2 Z_2\)
풀이:
\(Z_1' = 10^2 \times 5 = 100 \times 5 = 500\,\Omega\)
핵심: 임피던스는 권수비의 제곱에 비례
• 1차→2차 환산: \(Z_2' = Z_1/a^2\)
• 2차→1차 환산: \(Z_1' = a^2 Z_2\)
Q13
변압기
병렬운전 조건
변압기 병렬운전의 필요 조건으로 틀린 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건:
① 변압비(권수비)가 같을 것
② %임피던스가 같을 것
③ 극성이 같을 것
④ (3상의 경우) 위상변위·상회전이 같을 것
핵심: 정격 용량은 달라도 됨 (부하 분담 비율이 달라짐)
• %임피던스가 다르면 → 용량에 비례한 부하 분담 불가
• 변압비가 다르면 → 순환전류 발생
① 변압비(권수비)가 같을 것
② %임피던스가 같을 것
③ 극성이 같을 것
④ (3상의 경우) 위상변위·상회전이 같을 것
핵심: 정격 용량은 달라도 됨 (부하 분담 비율이 달라짐)
• %임피던스가 다르면 → 용량에 비례한 부하 분담 불가
• 변압비가 다르면 → 순환전류 발생
Q30
변압기
단락전류
%임피던스가 5%인 변압기의 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
핵심: 단락전류는 %임피던스에 반비례한다. \[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n \]
① %임피던스(%Z)의 의미
%Z는 정격전류 In을 흘릴 때 임피던스에서 떨어지는 전압강하가 정격전압의 몇 %인가를 나타냅니다. 즉 \(\%Z=\dfrac{I_n Z}{V_n}\times100\). 예를 들어 %Z=5%면, 정격전류를 흘리는 데 정격전압의 5%만 있으면 됩니다.
② 단락이 나면?
출력단이 0Ω으로 단락되면 정격전압 전체(100%)가 오직 내부 임피던스 %Z에만 걸립니다. 정격전압의 5%로 In이 흐른다면, 100%가 걸릴 때는 \(\dfrac{100}{5}=20\)배의 전류가 흐릅니다.
\[ I_s=\frac{V_n}{Z}=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{5}\,I_n=20\,I_n \]
③ 왜 반비례인가 (직관)
%Z는 곧 "전류를 막는 내부 저항의 크기"입니다. 막는 힘(%Z)이 작을수록 단락 시 폭발적으로 큰 전류가 흐릅니다. 그래서 %Z가 작은 기기일수록 차단기 차단용량을 크게 잡아야 합니다.
④ 함께 외울 공식
• 단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)
• 단락용량 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\) (정격용량의 100/%Z배)
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=5%면 20배, 4%면 25배, 10%면 10배. (정답: 20배)
① %임피던스(%Z)의 의미
%Z는 정격전류 In을 흘릴 때 임피던스에서 떨어지는 전압강하가 정격전압의 몇 %인가를 나타냅니다. 즉 \(\%Z=\dfrac{I_n Z}{V_n}\times100\). 예를 들어 %Z=5%면, 정격전류를 흘리는 데 정격전압의 5%만 있으면 됩니다.
② 단락이 나면?
출력단이 0Ω으로 단락되면 정격전압 전체(100%)가 오직 내부 임피던스 %Z에만 걸립니다. 정격전압의 5%로 In이 흐른다면, 100%가 걸릴 때는 \(\dfrac{100}{5}=20\)배의 전류가 흐릅니다.
\[ I_s=\frac{V_n}{Z}=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{5}\,I_n=20\,I_n \]
③ 왜 반비례인가 (직관)
%Z는 곧 "전류를 막는 내부 저항의 크기"입니다. 막는 힘(%Z)이 작을수록 단락 시 폭발적으로 큰 전류가 흐릅니다. 그래서 %Z가 작은 기기일수록 차단기 차단용량을 크게 잡아야 합니다.
④ 함께 외울 공식
• 단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)
• 단락용량 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\) (정격용량의 100/%Z배)
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=5%면 20배, 4%면 25배, 10%면 10배. (정답: 20배)
Q31
변압기
병렬운전
변압기 병렬운전 조건으로 반드시 필요한 것이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
변압기 병렬운전 조건
극성 일치, 권수비(전압비) 일치, %임피던스 일치, (3상은) 상회전·각변위 일치가 필요합니다. 용량이 같을 필요는 없으며, 부하는 용량에 비례·%Z에 반비례 분담됩니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
변압기 병렬운전 조건
극성 일치, 권수비(전압비) 일치, %임피던스 일치, (3상은) 상회전·각변위 일치가 필요합니다. 용량이 같을 필요는 없으며, 부하는 용량에 비례·%Z에 반비례 분담됩니다.
Q39
변압기
권수비
그림의 변압기에서 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}\)일 때, 전압·전류·임피던스 관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 권수비
\[ a=\frac{N_1}{N_2}=\frac{V_1}{V_2}=\frac{I_2}{I_1}=\sqrt{\frac{Z_1}{Z_2}} \]
전압은 권수에 비례, 전류는 반비례, 임피던스는 권수비의 제곱에 비례(임피던스 환산 \(Z_1=a^2 Z_2\)).
\[ a=\frac{N_1}{N_2}=\frac{V_1}{V_2}=\frac{I_2}{I_1}=\sqrt{\frac{Z_1}{Z_2}} \]
전압은 권수에 비례, 전류는 반비례, 임피던스는 권수비의 제곱에 비례(임피던스 환산 \(Z_1=a^2 Z_2\)).
Q40
변압기
Y-Δ 결선
그림과 같은 3상 변압기 Y−Δ 결선(1차 Y, 2차 Δ)에서 1차 선간전압과 2차 선간전압 사이의 위상차(각변위)는?
💡 해설 보기
Y−Δ 결선의 각변위(위상차) = 30°
① 왜 30°인가
1차 Y측은 선간전압이 상전압보다 30° 앞서고(\(V_{AB}=\sqrt3 V_A\angle{+30^\circ}\)), 2차 Δ측은 선간전압 = 상전압이라 회전이 없습니다. 결국 한쪽만 30° 돌아가 1·2차 선간전압이 30° 어긋납니다.
② 결선별 위상차
• Y−Y, Δ−Δ → 0°
• Y−Δ, Δ−Y → 30°
③ Y−Δ 특징
• 주로 강압용 (Δ−Y는 승압용)
• 2차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 파형을 정현파로 유지
• 1차 Y의 중성점 접지 가능
암기 팁: "Y가 끼면 30° 비틀린다." (정답: 30°)
① 왜 30°인가
1차 Y측은 선간전압이 상전압보다 30° 앞서고(\(V_{AB}=\sqrt3 V_A\angle{+30^\circ}\)), 2차 Δ측은 선간전압 = 상전압이라 회전이 없습니다. 결국 한쪽만 30° 돌아가 1·2차 선간전압이 30° 어긋납니다.
② 결선별 위상차
• Y−Y, Δ−Δ → 0°
• Y−Δ, Δ−Y → 30°
③ Y−Δ 특징
• 주로 강압용 (Δ−Y는 승압용)
• 2차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 파형을 정현파로 유지
• 1차 Y의 중성점 접지 가능
암기 팁: "Y가 끼면 30° 비틀린다." (정답: 30°)
Q41
변압기
Δ-Y 결선
그림과 같은 3상 변압기 Δ−Y 결선(1차 Δ, 2차 Y)의 특징으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
핵심: Δ−Y(또는 Y−Δ) 결선은 1·2차 선간전압이 항상 30° 어긋난다.
① 왜 30°가 생기나 (가장 중요)
Y(성형) 결선에서는 선간전압이 상전압보다 크기는 √3배, 위상은 30° 앞섭니다. \[ V_{ab}=V_a-V_b=\sqrt3\,V_a\,\angle{+30^\circ} \]반면 Δ(삼각) 결선에서는 선간전압 = 상전압이라 30° 회전이 없습니다. 그래서 한쪽만 Y, 한쪽만 Δ이면 그 30°만큼 1·2차 선간전압이 어긋나게 됩니다.
② 어느 결선이 0°이고 어느 게 30°인가
• Y−Y, Δ−Δ : 양쪽 모두 같은 변환 → 위상차 0°
• Δ−Y, Y−Δ : 한쪽만 30° 회전 → 위상차 30° (각변위)
이 때문에 위상차가 다른 결선끼리는 병렬운전이 불가능합니다(Δ−Y와 Δ−Δ를 병렬 불가).
③ Δ−Y 결선의 용도·장점
• 승압용 — 2차가 Y라 √3배 더 높은 선간전압을 얻어 발전소 승압변압기에 사용
• 2차 중성점 접지 가능 — 이상전압·지락 보호, 단절연 가능
• 1차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 기전력 파형을 정현파로 유지
④ 암기 팁
"Y가 끼면 30° 비틀어진다" → Δ−Y, Y−Δ = 30° / Y−Y, Δ−Δ = 0°. (이 문제 정답: 승압용 + 2차 중성점 접지 가능)
① 왜 30°가 생기나 (가장 중요)
Y(성형) 결선에서는 선간전압이 상전압보다 크기는 √3배, 위상은 30° 앞섭니다. \[ V_{ab}=V_a-V_b=\sqrt3\,V_a\,\angle{+30^\circ} \]반면 Δ(삼각) 결선에서는 선간전압 = 상전압이라 30° 회전이 없습니다. 그래서 한쪽만 Y, 한쪽만 Δ이면 그 30°만큼 1·2차 선간전압이 어긋나게 됩니다.
② 어느 결선이 0°이고 어느 게 30°인가
• Y−Y, Δ−Δ : 양쪽 모두 같은 변환 → 위상차 0°
• Δ−Y, Y−Δ : 한쪽만 30° 회전 → 위상차 30° (각변위)
이 때문에 위상차가 다른 결선끼리는 병렬운전이 불가능합니다(Δ−Y와 Δ−Δ를 병렬 불가).
③ Δ−Y 결선의 용도·장점
• 승압용 — 2차가 Y라 √3배 더 높은 선간전압을 얻어 발전소 승압변압기에 사용
• 2차 중성점 접지 가능 — 이상전압·지락 보호, 단절연 가능
• 1차 Δ가 제3고조파 여자전류를 순환시켜 기전력 파형을 정현파로 유지
④ 암기 팁
"Y가 끼면 30° 비틀어진다" → Δ−Y, Y−Δ = 30° / Y−Y, Δ−Δ = 0°. (이 문제 정답: 승압용 + 2차 중성점 접지 가능)
Q58
변압기
외철형
그림과 같이 철심이 권선을 둘러싸고 권선이 중앙각에 위치하는 변압기 철심 구조는?
💡 해설 보기
외철형(shell type)
철심이 권선을 감싸는 구조로, 권선이 중앙 철심각에 집중됩니다. 기계적으로 견고하고 누설자속이 적어 저전압·대전류에 유리합니다. 단상 변압기에 많이 쓰입니다.
(내철형은 권선이 철심을 감싸며 고전압·대용량에 유리)
철심이 권선을 감싸는 구조로, 권선이 중앙 철심각에 집중됩니다. 기계적으로 견고하고 누설자속이 적어 저전압·대전류에 유리합니다. 단상 변압기에 많이 쓰입니다.
(내철형은 권선이 철심을 감싸며 고전압·대용량에 유리)
Q59
변압기
단권변압기
그림과 같이 1차와 2차가 권선의 일부를 공통으로 사용하는 변압기의 특징으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
단권변압기(autotransformer)
1·2차가 권선 일부를 공용하여 자기용량이 부하용량보다 작습니다.
• 장점: 소형·경량·고효율, 전압변동률·누설리액턴스 작음
• 단점: 1·2차가 전기적으로 분리되지 않아 절연에 주의, %임피던스가 작아 단락전류가 큼
1·2차가 권선 일부를 공용하여 자기용량이 부하용량보다 작습니다.
• 장점: 소형·경량·고효율, 전압변동률·누설리액턴스 작음
• 단점: 1·2차가 전기적으로 분리되지 않아 절연에 주의, %임피던스가 작아 단락전류가 큼
Q60
변압기
최대효율
변압기가 최대 효율로 운전되는 조건으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 최대효율 조건
\[ P_i(\text{철손}) = P_c(\text{동손}) \]
철손은 부하와 무관(일정), 동손은 \(\propto I^2\)입니다. 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 최대효율이 됩니다. 보통 전부하의 70~80%에서 최대효율로 설계합니다.
\[ P_i(\text{철손}) = P_c(\text{동손}) \]
철손은 부하와 무관(일정), 동손은 \(\propto I^2\)입니다. 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 최대효율이 됩니다. 보통 전부하의 70~80%에서 최대효율로 설계합니다.
Q61
변압기
손실
변압기의 무부하 시험에서 측정되는 주된 손실은?
💡 해설 보기
변압기 손실
• 무부하손 = 철손: 히스테리시스손 + 와전류손, 부하와 무관(무부하시험에서 측정)
• 부하손 = 동손: 권선 저항에 의한 \(I^2R\) 손실(단락시험에서 측정)
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
• 무부하손 = 철손: 히스테리시스손 + 와전류손, 부하와 무관(무부하시험에서 측정)
• 부하손 = 동손: 권선 저항에 의한 \(I^2R\) 손실(단락시험에서 측정)
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
Q62
변압기
V결선
단상 변압기 3대로 Δ-Δ 결선 운전 중 1대가 고장나 V-V결선으로 운전할 때, 출력은 고장 전(Δ결선)의 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
V-V결선
변압기 2대로 3상을 공급하는 결선입니다.
\[ \frac{P_V}{P_\Delta}=\frac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\frac{1}{\sqrt3}\approx0.577 \]
즉 Δ결선 출력의 57.7%. 한편 V결선 자체의 이용률은 \(\dfrac{\sqrt3 P_1}{2P_1}=0.866\)(86.6%)입니다.
변압기 2대로 3상을 공급하는 결선입니다.
\[ \frac{P_V}{P_\Delta}=\frac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\frac{1}{\sqrt3}\approx0.577 \]
즉 Δ결선 출력의 57.7%. 한편 V결선 자체의 이용률은 \(\dfrac{\sqrt3 P_1}{2P_1}=0.866\)(86.6%)입니다.
Q114
변압기
권수비
1차 3300 V, 2차 220 V인 변압기의 2차 전류가 100 A일 때 1차 전류는? (이상변압기)
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
권수비와 전류
권수비 \(a=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{3300}{220}=15\)
전류는 권수비에 반비례: \(I_1=\dfrac{I_2}{a}=\dfrac{100}{15}\approx6.7\) A
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
권수비와 전류
권수비 \(a=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{3300}{220}=15\)
전류는 권수비에 반비례: \(I_1=\dfrac{I_2}{a}=\dfrac{100}{15}\approx6.7\) A
Q115
변압기
전압변동률
%저항강하 2 %, %리액턴스강하 3 %인 변압기를 역률 0.8(지상)로 운전할 때 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=2\times0.8+3\times0.6=1.6+1.8=3.4\,\% \]
(\(p\):%저항강하, \(q\):%리액턴스강하)
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=2\times0.8+3\times0.6=1.6+1.8=3.4\,\% \]
(\(p\):%저항강하, \(q\):%리액턴스강하)
Q116
변압기
단락전류
% 임피던스가 4 %인 변압기의 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단락전류는 %임피던스에 반비례합니다. \[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{4}\,I_n=25\,I_n \]
왜? 단락 시 정격전압 전체(100%)가 내부 임피던스 %Z(=4%)에만 걸리므로, 정격전류 대비 \(100/4=25\)배의 전류가 흐릅니다.
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=4%면 25배. (정답: 25배)
왜? 단락 시 정격전압 전체(100%)가 내부 임피던스 %Z(=4%)에만 걸리므로, 정격전류 대비 \(100/4=25\)배의 전류가 흐릅니다.
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=4%면 25배. (정답: 25배)
Q124
변압기
%임피던스
변압기의 %저항강하가 2 %, %리액턴스강하가 3 %일 때 % 임피던스(%Z)는 약 얼마인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
% 임피던스
\[ \%Z=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}\approx3.6\,\% \]
%저항강하와 %리액턴스강하의 벡터 합입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
% 임피던스
\[ \%Z=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}\approx3.6\,\% \]
%저항강하와 %리액턴스강하의 벡터 합입니다.
Q200
변압기
여자회로
📄 2020.8 기출
정격 120V·60Hz 변압기의 무부하 입력 80W, 무부하 전류 1.4A일 때 여자 리액턴스는 약 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
변압기 여자(무부하) 회로
변압기 1차에 정격전압을 걸고 2차를 개방하면 무부하 전류(여자전류) \(I_0\)만 흐른다. 이 전류는 서로 직각인 두 성분으로 나뉜다.
• 철손전류 \(I_w\): 무부하 입력(=철손)을 담당, 전압과 동상
• 자화전류 \(I_\mu\): 자속을 만드는 성분, 전압보다 90° 뒤짐
① 철손전류\[ I_w=\dfrac{P_0}{V}=\dfrac{80}{120}\approx0.667\;[\text{A}] \]
② 자화전류 (\(I_0\)와 \(I_w\)의 직각 관계)\[ I_\mu=\sqrt{I_0^{\,2}-I_w^{\,2}}=\sqrt{1.4^2-0.667^2}\approx1.23\;[\text{A}] \]
③ 여자 리액턴스 (자화전류가 흐르는 가지)\[ X_m=\dfrac{V}{I_\mu}=\dfrac{120}{1.23}\approx97.6\;[\Omega] \]정답은 ① 약 97.6 Ω.
보기 검토
• ② 103.7·③ 124.7: \(I_\mu\) 대신 \(I_0\)나 \(I_w\)를 잘못 대입한 값
• ④ 180: \(V/I_w=120/0.667\)로 여자(철손) 저항 \(R_m\)을 구한 값(리액턴스가 아님)
참고 — 여자 컨덕턴스 \(g_0=\dfrac{I_w}{V}\), 여자 서셉턴스 \(b_0=\dfrac{I_\mu}{V}\), 여자 어드미턴스 \(Y_0=\dfrac{I_0}{V}=\sqrt{g_0^2+b_0^2}\).
변압기 1차에 정격전압을 걸고 2차를 개방하면 무부하 전류(여자전류) \(I_0\)만 흐른다. 이 전류는 서로 직각인 두 성분으로 나뉜다.
• 철손전류 \(I_w\): 무부하 입력(=철손)을 담당, 전압과 동상
• 자화전류 \(I_\mu\): 자속을 만드는 성분, 전압보다 90° 뒤짐
① 철손전류\[ I_w=\dfrac{P_0}{V}=\dfrac{80}{120}\approx0.667\;[\text{A}] \]
② 자화전류 (\(I_0\)와 \(I_w\)의 직각 관계)\[ I_\mu=\sqrt{I_0^{\,2}-I_w^{\,2}}=\sqrt{1.4^2-0.667^2}\approx1.23\;[\text{A}] \]
③ 여자 리액턴스 (자화전류가 흐르는 가지)\[ X_m=\dfrac{V}{I_\mu}=\dfrac{120}{1.23}\approx97.6\;[\Omega] \]정답은 ① 약 97.6 Ω.
보기 검토
• ② 103.7·③ 124.7: \(I_\mu\) 대신 \(I_0\)나 \(I_w\)를 잘못 대입한 값
• ④ 180: \(V/I_w=120/0.667\)로 여자(철손) 저항 \(R_m\)을 구한 값(리액턴스가 아님)
참고 — 여자 컨덕턴스 \(g_0=\dfrac{I_w}{V}\), 여자 서셉턴스 \(b_0=\dfrac{I_\mu}{V}\), 여자 어드미턴스 \(Y_0=\dfrac{I_0}{V}=\sqrt{g_0^2+b_0^2}\).
Q202
변압기
결선
📄 2020.8 기출
2차측 EW 상만 반대로 하고 Y-Y 결선한 변압기의 2차 상전압이 각 70V일 때 2차 선간전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
정상 상은 선간=√3×70=121.2V(U-V). W상이 반전되면 V상·W상, W상·U상 사이 위상이 60°로 바뀌어 \(V_{VW}=V_{WU}=2\times70\times\cos60°=70\)V가 됩니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
정상 상은 선간=√3×70=121.2V(U-V). W상이 반전되면 V상·W상, W상·U상 사이 위상이 60°로 바뀌어 \(V_{VW}=V_{WU}=2\times70\times\cos60°=70\)V가 됩니다.
Q206
변압기
% 강하
📄 2020.8 기출
3kVA, 3000/200V 변압기 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W일 때 %저항 강하는 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
%저항강하 \(=\dfrac{\text{동손}}{\text{정격용량}}\times100=\dfrac{150}{3000}\times100=5\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
%저항강하 \(=\dfrac{\text{동손}}{\text{정격용량}}\times100=\dfrac{150}{3000}\times100=5\%\).
Q215
변압기
병렬운전
📄 2020.8 기출
3300/220V 변압기 A(400kVA, %Z=2.4), B(300kVA, %Z=3.6)를 병렬운전할 때 합성부하용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
부담은 \(\frac{정격}{\%Z}\)에 비례: A:B=\(\frac{400}{2.4}:\frac{300}{3.6}=2:1\). A가 400kVA에 먼저 도달(부담 2/3) → 총 \(400\times\frac32=600\,\text{kVA}\).
Q225
변압기
단권 승압기
📄 2020.6 기출
1kVA, 3000/200V 단상변압기를 단권변압기로 결선해 3000/3200V 승압기로 쓸 때 부하용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
자기용량/부하용량 \(=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{200}{3200}=\dfrac{1}{16}\). 부하용량 \(=1\times16=16\,\text{kVA}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
자기용량/부하용량 \(=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{200}{3200}=\dfrac{1}{16}\). 부하용량 \(=1\times16=16\,\text{kVA}\).
Q232
변압기
단락전류
📄 2020.6 기출
변압기의 %Z가 커지면 단락전류는 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\). %Z에 반비례하므로 %Z가 커지면 단락전류는 작아집니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\). %Z에 반비례하므로 %Z가 커지면 단락전류는 작아집니다.
Q233
변압기
단권변압기
📄 2020.6 기출
단권변압기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 3상에도 사용(Y결선 등)합니다. ③이 틀립니다. 소형·경제적·전압변동률 작음이 장점.
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 3상에도 사용(Y결선 등)합니다. ③이 틀립니다. 소형·경제적·전압변동률 작음이 장점.
Q238
변압기
입력
📄 2020.6 기출
1차 6600V, 권수비 30인 단상변압기로 전등부하에 30A 공급할 때 입력은 몇 kW인가? (손실 무시)
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
2차전압 \(=6600/30=220\)V. 전등부하(역률 1) 출력 \(=220\times30=6600\)W=6.6kW = 입력(손실 무시).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
2차전압 \(=6600/30=220\)V. 전등부하(역률 1) 출력 \(=220\times30=6600\)W=6.6kW = 입력(손실 무시).
Q244
변압기
몰드변압기
📄 2019.8 기출
몰드변압기의 특징으로 <u>틀린</u> 것은? (가답안 기준)
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
몰드변압기는 에폭시 몰딩으로 절연·난연성이 우수합니다. 절연레벨이 낮다고 한 ④가 가답안 기준 오답(확정답안은 전항정답 처리).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
몰드변압기는 에폭시 몰딩으로 절연·난연성이 우수합니다. 절연레벨이 낮다고 한 ④가 가답안 기준 오답(확정답안은 전항정답 처리).
Q248
변압기
병렬운전
📄 2019.8 기출
단상변압기 병렬운전에서 부하분담이 용량에 비례하려면 각 변압기 %임피던스는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
부하분담 \(\propto\dfrac{\text{용량}}{\%Z}\). 분담이 용량에 비례하려면 %Z가 용량에 반비례해야 합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
부하분담 \(\propto\dfrac{\text{용량}}{\%Z}\). 분담이 용량에 비례하려면 %Z가 용량에 반비례해야 합니다.
Q253
변압기
최대전력 전달
📄 2019.8 기출
변압기 회로에서 부하 R₂에 최대전력이 전달되는 권수비 a는? (1차 환산저항 R₁)
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
최대전력전달 조건 \(a^2 R_2=R_1\) → \(a=\sqrt{R_1/R_2}=\sqrt{10}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
최대전력전달 조건 \(a^2 R_2=R_1\) → \(a=\sqrt{R_1/R_2}=\sqrt{10}\).
Q254
변압기
전압변동률
📄 2019.8 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%, 뒤진 역률 80%일 때 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=2.4+2.4=4.8\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=2.4+2.4=4.8\%\).
Q257
변압기
단권변압기
📄 2019.8 기출
1차 V₁, 2차 V₂인 단권변압기를 Y결선할 때 등가(자기)용량과 부하용량의 비는? (V₁>V₂)
💡 해설 보기
단권변압기 — 자기용량 vs 부하용량 (그림)
단권변압기는 1·2차가 권선을 공유하며, 직렬권선(승압분 \(V_1-V_2\))과 분로(공통)권선으로 나뉩니다.
• 부하용량(선로에 전달되는 전력): \(P_{부하}=V_1 I_1\)
• 자기용량(실제 변성되는 권선 용량, 직렬권선 몫): \(P_{자기}=(V_1-V_2)\,I_1\)
\[ \frac{P_{자기}}{P_{부하}}=\frac{(V_1-V_2)I_1}{V_1 I_1}=\frac{V_1-V_2}{V_1} \]승압분 \((V_1-V_2)\)만큼만 권선이 필요 → 일반 변압기보다 소형·경제적(동량·손실↓).
결선별 비교 (Y결선은 각 상이 위 관계 그대로)
※ Y결선은 상전압 기준으로 단상과 동일한 비가 됩니다. 오답 ①③은 \(\sqrt3\) 인자가 붙은 다른 결선(Δ·V)용 형태입니다.
∴ 정답 ② \(\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
단권변압기는 1·2차가 권선을 공유하며, 직렬권선(승압분 \(V_1-V_2\))과 분로(공통)권선으로 나뉩니다.
• 부하용량(선로에 전달되는 전력): \(P_{부하}=V_1 I_1\)
• 자기용량(실제 변성되는 권선 용량, 직렬권선 몫): \(P_{자기}=(V_1-V_2)\,I_1\)
\[ \frac{P_{자기}}{P_{부하}}=\frac{(V_1-V_2)I_1}{V_1 I_1}=\frac{V_1-V_2}{V_1} \]승압분 \((V_1-V_2)\)만큼만 권선이 필요 → 일반 변압기보다 소형·경제적(동량·손실↓).
결선별 비교 (Y결선은 각 상이 위 관계 그대로)
| 결선 | 자기용량 / 부하용량 |
|---|---|
| 단상 · Y | \(\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\) ← 본 문제 |
| Δ | \(\dfrac{V_1^2-V_2^2}{\sqrt3\,V_1 V_2}\) |
| V | \(\dfrac{2}{\sqrt3}\cdot\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\) |
∴ 정답 ② \(\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
Q258
변압기
보호계전
📄 2019.8 기출
변압기 보호에 사용되지 <u>않는</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
변압기 보호: 비율차동·과전류·온도·부흐홀츠 계전기. 임피던스(거리)계전기는 송전선 보호용입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
변압기 보호: 비율차동·과전류·온도·부흐홀츠 계전기. 임피던스(거리)계전기는 송전선 보호용입니다.
Q264
변압기
여자전류 고조파
📄 2019.4 기출
변압기 1차 정현파 전압 인가 시 2차에 정현파를 유기하려면 여자전류에 주로 포함되는 고조파는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
철심 자기포화로 여자전류에는 제3고조파가 많이 포함됩니다(Δ결선으로 순환시켜 제거).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
철심 자기포화로 여자전류에는 제3고조파가 많이 포함됩니다(Δ결선으로 순환시켜 제거).
Q266
변압기
변압기유
📄 2019.4 기출
변압기유의 구비조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
변압기유는 냉각·순환을 위해 점도가 낮아야 합니다. '점도가 높을 것'은 틀립니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
변압기유는 냉각·순환을 위해 점도가 낮아야 합니다. '점도가 높을 것'은 틀립니다.
Q273
변압기
병렬운전
📄 2019.4 기출
단상 변압기 병렬운전 요구조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
병렬운전에 정격출력(용량)이 같을 필요는 없습니다. ②가 틀립니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
병렬운전에 정격출력(용량)이 같을 필요는 없습니다. ②가 틀립니다.
Q274
변압기
누설리액턴스
📄 2019.4 기출
변압기의 누설리액턴스는 권수 N과 어떤 관계인가?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\) (인덕턴스가 권수 제곱에 비례).
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\) (인덕턴스가 권수 제곱에 비례).
Q283
변압기
최대 자속
📄 2019.3 기출
1차 6600V, 2차 220V, 60Hz, 1차 권수 1200회 변압기의 최대 자속은 몇 Wb인가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(E=4.44fN\phi_m\) → \(\phi_m=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1200}\approx0.021\,\text{Wb}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(E=4.44fN\phi_m\) → \(\phi_m=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1200}\approx0.021\,\text{Wb}\).
Q286
변압기
자속밀도
📄 2019.3 기출
60Hz 변압기에 50Hz 동일 전압을 가하면 자속밀도는 60Hz 때와 비교해 어떻게 되는가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{V}{f}\). 전압 일정, f가 60→50Hz면 \(B\)는 \(\dfrac{60}{50}=\dfrac65\)배로 증가합니다.
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{V}{f}\). 전압 일정, f가 60→50Hz면 \(B\)는 \(\dfrac{60}{50}=\dfrac65\)배로 증가합니다.
Q287
변압기
V결선
📄 2019.3 기출
단상변압기 2대로 V결선하여 3상 변압할 때 변압기 이용률은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866=86.6\%\) (출력비는 57.7%).
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866=86.6\%\) (출력비는 57.7%).
Q299
변압기
최대 효율
📄 2019.3 기출
3/4 부하에서 효율이 최대인 주상변압기의 전부하 시 철손 : 동손 비는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
최대효율 조건 \(P_i=\left(\frac34\right)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=\frac{9}{16}=9:16\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
최대효율 조건 \(P_i=\left(\frac34\right)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=\frac{9}{16}=9:16\).
Q301
변압기
누설리액턴스
📄 2018.8 기출
변압기 권수 N일 때 누설리액턴스는?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\).
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스 \(X_l\propto N^2\).
Q304
변압기
손실
📄 2018.8 기출
변압기 손실 중 온도상승과 가장 관계가 <u>적은</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
발열은 주로 동손·철손(히스테리시스·와류손). 유전체손은 매우 작아 온도상승 기여가 적습니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
발열은 주로 동손·철손(히스테리시스·와류손). 유전체손은 매우 작아 온도상승 기여가 적습니다.
Q306
변압기
최대 자속
📄 2018.8 기출
1차 6600V, 2차 220V, 60Hz, 1차 권수 1000회 변압기의 최대 자속은 약 몇 Wb인가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(\phi_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1}=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1000}\approx0.025\,\text{Wb}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(\phi_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1}=\dfrac{6600}{4.44\times60\times1000}\approx0.025\,\text{Wb}\).
Q307
변압기
전압변동률
📄 2018.8 기출
역률 100%일 때 변압기의 전압변동률은 무엇으로 표시되는가?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\). 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\)(=%저항강하).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\). 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\)(=%저항강하).
Q311
변압기
% 강하
📄 2018.8 기출
15kVA, 3000/200V 변압기의 1차 환산 등가임피던스가 5.4+j6Ω일 때 %저항강하 p와 %리액턴스강하 q는?
💡 해설 보기
\(I_1=\dfrac{15000}{3000}=5\)A. \(p=\dfrac{I_1 R}{V_1}\times100=\dfrac{5\times5.4}{3000}\times100=0.9\%\), \(q=\dfrac{5\times6}{3000}\times100=1\%\).
Q321
변압기
동손
📄 2018.4 기출
부하전류가 2배로 증가하면 변압기 2차 동손은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
동손 \(\propto I^2\) → 전류 2배면 동손은 4배.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
동손 \(\propto I^2\) → 전류 2배면 동손은 4배.
Q330
변압기
위상차
📄 2018.4 기출
변압기 1차 Y, 2차 Δ 결선 시 1·2차 전압의 위상차는?
💡 해설 보기
정류자·편간전압
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
Y-Δ(또는 Δ-Y) 결선은 1·2차 선간전압에 30° 위상차가 생깁니다.
정류자편 사이 평균전압 \(e_c=\dfrac{pE}{k}\)(정류자편수 k). 편간전압이 크면 섬락 위험.
풀이
Y-Δ(또는 Δ-Y) 결선은 1·2차 선간전압에 30° 위상차가 생깁니다.
Q331
변압기
무부하 위상
📄 2018.4 기출
이상 변압기 무부하에서 위상관계로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
여자전류가 자속을 만드므로 자속과 여자전류는 동위상입니다(자속은 전압보다 90° 뒤짐).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
여자전류가 자속을 만드므로 자속과 여자전류는 동위상입니다(자속은 전압보다 90° 뒤짐).
Q334
변압기
Y-Δ 전압
📄 2018.4 기출
1차 Y, 2차 Δ 변압기(권수비 30)에 1차 선간 3300V를 가할 때 무부하 2차 선간전압은 몇 V인가?
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\), 2차 상전압 \(=1905/30=63.5\), Δ 선간=상전압 → \(\approx63.4\,\text{V}\).
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\), 2차 상전압 \(=1905/30=63.5\), Δ 선간=상전압 → \(\approx63.4\,\text{V}\).
Q337
변압기
보호
📄 2018.4 기출
변압기 보호장치의 주된 목적이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
변압기 보호는 사고 검출·차단이 목적이며 전압 불평형 개선과는 무관합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
변압기 보호는 사고 검출·차단이 목적이며 전압 불평형 개선과는 무관합니다.
Q347
변압기
3상→6상
📄 2018.3 기출
3상에서 6상으로 변환할 수 <u>없는</u> 결선은?
💡 해설 보기
3상 → 6상(다상) 변환 결선
수은정류기·대용량 정류회로에서는 상(相) 수를 늘릴수록 정류 맥동(리플)이 작아지고 이용률이 좋아진다. 그래서 3상 전원을 6상으로 바꾸는 변압기 결선이 쓰이며, 핵심은 2차 권선을 여러 조로 나눠 60° 간격의 6개 상전압을 만드는 것이다.
보기별 결선의 의미
• ① 2중 성형(2중 Y) 결선 — 2차를 두 조의 Y(성형)로 만들되 한 조를 반대 방향으로 접속. 두 Y가 서로 30°가 아닌 60°씩 어긋나 6개의 상전압이 나온다. (위 그림)
• ② 환상(링) 결선 — 6개 2차 권선을 고리 모양으로 순환 접속해 각 접속점에서 6상을 뽑는 방식. 6상 변환 가능.
• ③ 대각 결선 — 2차 권선을 대각선으로 엇갈려 접속해 6상을 얻는 방식. 6상 변환 가능.
• ④ 2중 6각(6角) 결선 — 실제 존재하지 않는 결선 명칭으로, 3→6상 변환 방법에 해당하지 않는다. (참고로 3→6상에는 위 세 가지 외에 2중 3각(2중 Δ)·포크 결선 등이 더 있다.)
정답: 3상을 6상으로 바꿀 수 없는 결선은 ④ 2중 6각 결선.
정리 — 3상→6상 변환 결선: 2중 성형 · 2중 3각 · 환상 · 대각 · 포크 결선. "2중 6각"은 이 목록에 없는 잘못된 보기다.
수은정류기·대용량 정류회로에서는 상(相) 수를 늘릴수록 정류 맥동(리플)이 작아지고 이용률이 좋아진다. 그래서 3상 전원을 6상으로 바꾸는 변압기 결선이 쓰이며, 핵심은 2차 권선을 여러 조로 나눠 60° 간격의 6개 상전압을 만드는 것이다.
보기별 결선의 의미
• ① 2중 성형(2중 Y) 결선 — 2차를 두 조의 Y(성형)로 만들되 한 조를 반대 방향으로 접속. 두 Y가 서로 30°가 아닌 60°씩 어긋나 6개의 상전압이 나온다. (위 그림)
• ② 환상(링) 결선 — 6개 2차 권선을 고리 모양으로 순환 접속해 각 접속점에서 6상을 뽑는 방식. 6상 변환 가능.
• ③ 대각 결선 — 2차 권선을 대각선으로 엇갈려 접속해 6상을 얻는 방식. 6상 변환 가능.
• ④ 2중 6각(6角) 결선 — 실제 존재하지 않는 결선 명칭으로, 3→6상 변환 방법에 해당하지 않는다. (참고로 3→6상에는 위 세 가지 외에 2중 3각(2중 Δ)·포크 결선 등이 더 있다.)
정답: 3상을 6상으로 바꿀 수 없는 결선은 ④ 2중 6각 결선.
정리 — 3상→6상 변환 결선: 2중 성형 · 2중 3각 · 환상 · 대각 · 포크 결선. "2중 6각"은 이 목록에 없는 잘못된 보기다.
Q350
변압기
최대효율
📄 2018.3 기출
150kVA 변압기(철손 1kW, 전부하동손 2.5kW)의 역률 80% 최대효율은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
부하율 \(\sqrt{1/2.5}=0.632\), 출력 \(150\times0.632\times0.8\approx75.9\), \(\eta=\frac{75.9}{75.9+2}\approx97.4\%\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
부하율 \(\sqrt{1/2.5}=0.632\), 출력 \(150\times0.632\times0.8\approx75.9\), \(\eta=\frac{75.9}{75.9+2}\approx97.4\%\).
Q351
변압기
전압변동률
📄 2018.3 기출
✎ 유사
역률 0.8 운전 시 전압변동률 12%인 변압기의 %리액턴스강하는? (%저항강하 6.85 가정)
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 조건 반영해 계산하면 관련 값이 나옵니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 조건 반영해 계산하면 관련 값이 나옵니다.
Q354
변압기
각변위
📄 2018.3 기출
단상변압기 3대로 Δ-Y 결선 시 1·2차 전압 각변위(위상차)는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Δ-Y 결선의 각변위는 150°(또는 −30°, 결선 방향에 따라)로 나타납니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Δ-Y 결선의 각변위는 150°(또는 −30°, 결선 방향에 따라)로 나타납니다.
Q361
변압기
비율차동
📄 2017.8 기출
비율차동계전기를 사용하는 경우는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
비율차동계전기는 변압기 내부(상간 단락) 고장 보호용입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
비율차동계전기는 변압기 내부(상간 단락) 고장 보호용입니다.
Q367
변압기
무부하손
📄 2017.8 기출
변압기 무부하손 중 효율에 가장 큰 영향을 주는 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
무부하손(철손)의 대부분은 히스테리시스손입니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
무부하손(철손)의 대부분은 히스테리시스손입니다.
Q369
변압기
와류손
📄 2017.8 기출
✎ 유사
어떤 단상변압기의 와류손이 60Hz에서 720W이다. 자속밀도를 동일하게 유지하면서 주파수를 50Hz로 낮추면 와류손은 몇 W인가?
💡 해설 보기
와류손과 주파수의 관계
와류손은 \(P_e=k\,f^2 B_m^2\)로, 주파수의 제곱과 자속밀도의 제곱에 비례합니다.
자속밀도 \(B_m\)을 동일하게 유지하므로 \(P_e\propto f^2\):
\[ P_e'=P_e\Big(\frac{f'}{f}\Big)^2=720\times\Big(\frac{50}{60}\Big)^2=720\times0.694\approx500\,\text{W} \]
주의 — 만약 전압이 일정하면 \(B_m\propto V/f\)라서 \(P_e\propto f^2B_m^2\propto V^2=\)일정(변화 없음)이 됩니다. ‘자속밀도 일정’인지 ‘전압 일정’인지에 따라 결과가 달라집니다.
와류손은 \(P_e=k\,f^2 B_m^2\)로, 주파수의 제곱과 자속밀도의 제곱에 비례합니다.
자속밀도 \(B_m\)을 동일하게 유지하므로 \(P_e\propto f^2\):
\[ P_e'=P_e\Big(\frac{f'}{f}\Big)^2=720\times\Big(\frac{50}{60}\Big)^2=720\times0.694\approx500\,\text{W} \]
주의 — 만약 전압이 일정하면 \(B_m\propto V/f\)라서 \(P_e\propto f^2B_m^2\propto V^2=\)일정(변화 없음)이 됩니다. ‘자속밀도 일정’인지 ‘전압 일정’인지에 따라 결과가 달라집니다.
Q378
변압기
임피던스 환산
📄 2017.8 기출
3000/200V 변압기 1차 임피던스 225Ω의 2차 환산 임피던스는 약 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
권수비 a=15. \(Z_2=Z_1/a^2=225/225=1.0\,\Omega\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
권수비 a=15. \(Z_2=Z_1/a^2=225/225=1.0\,\Omega\).
Q379
변압기
무부하전류 실효값
📄 2017.8 기출
✎ 유사
어떤 단상변압기의 무부하(여자)전류가 \(i=6\sin\omega t+2\sin 3\omega t\,[\text{A}]\)일 때, 이 전류의 실효값은 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
왜형파(비정현파) 전류의 실효값
주파수가 다른 성분은 서로 직교(한 주기 평균 곱 = 0)하여 전력이 각각 더해지므로, 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근입니다.
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2+\cdots} \]
① 각 성분의 실효값 (정현파: 실효값 = 최대값 ÷ √2)
② 제곱합의 제곱근
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2}=\sqrt{\Big(\tfrac{6}{\sqrt2}\Big)^2+\Big(\tfrac{2}{\sqrt2}\Big)^2}=\sqrt{\frac{6^2+2^2}{2}}=\sqrt{\frac{40}{2}}=\sqrt{20}\approx \mathbf{4.47\ A} \]
오답이 나오는 이유 (함정 정리)
· \(6.32\) : 최대값을 그대로 제곱 \(\sqrt{6^2+2^2}=\sqrt{40}\) — ÷√2를 빼먹음
· \(5.66\) : 최대값을 먼저 더한 뒤 나눔 \((6+2)/\sqrt2\) — 제곱합이 아니라 단순합
· \(4.24\) : 기본파만 \(6/\sqrt2\) — 고조파를 뺌
포인트 — 변압기 여자전류처럼 기본파에 홀수(특히 3)고조파가 섞인 왜형파도, 반드시 각 성분을 실효값으로 바꾼 뒤 제곱합→제곱근 하세요.
주파수가 다른 성분은 서로 직교(한 주기 평균 곱 = 0)하여 전력이 각각 더해지므로, 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근입니다.
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2+\cdots} \]
① 각 성분의 실효값 (정현파: 실효값 = 최대값 ÷ √2)
| 성분 | 최대값 | 실효값 |
|---|---|---|
| 기본파 \(I_1\) | \(6\) | \(\dfrac{6}{\sqrt2}=4.24\) |
| 3고조파 \(I_3\) | \(2\) | \(\dfrac{2}{\sqrt2}=1.41\) |
② 제곱합의 제곱근
\[ I=\sqrt{I_1^2+I_3^2}=\sqrt{\Big(\tfrac{6}{\sqrt2}\Big)^2+\Big(\tfrac{2}{\sqrt2}\Big)^2}=\sqrt{\frac{6^2+2^2}{2}}=\sqrt{\frac{40}{2}}=\sqrt{20}\approx \mathbf{4.47\ A} \]
오답이 나오는 이유 (함정 정리)
· \(6.32\) : 최대값을 그대로 제곱 \(\sqrt{6^2+2^2}=\sqrt{40}\) — ÷√2를 빼먹음
· \(5.66\) : 최대값을 먼저 더한 뒤 나눔 \((6+2)/\sqrt2\) — 제곱합이 아니라 단순합
· \(4.24\) : 기본파만 \(6/\sqrt2\) — 고조파를 뺌
포인트 — 변압기 여자전류처럼 기본파에 홀수(특히 3)고조파가 섞인 왜형파도, 반드시 각 성분을 실효값으로 바꾼 뒤 제곱합→제곱근 하세요.
Q381
변압기
병렬운전
📄 2017.5 기출
3상 변압기 병렬운전에서 <u>불가능한</u> 조합은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
위상차(각변위)가 다른 Δ-Y와 Δ-Δ는 병렬운전 불가.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
위상차(각변위)가 다른 Δ-Y와 Δ-Δ는 병렬운전 불가.
Q384
변압기
자화전류
📄 2017.5 기출
변압기에서 부하와 무관하게 자속만 만드는 전류는?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
자화전류가 자속을 만듭니다(여자전류=자화전류+철손전류).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
자화전류가 자속을 만듭니다(여자전류=자화전류+철손전류).
Q388
변압기
부흐홀츠
📄 2017.5 기출
부흐홀츠 계전기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
부흐홀츠는 기계적(가스·유동)으로 동작합니다. '전기적 신호'라 한 ②가 틀립니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
부흐홀츠는 기계적(가스·유동)으로 동작합니다. '전기적 신호'라 한 ②가 틀립니다.
Q393
변압기
자속밀도 변화
📄 2017.5 기출
✎ 유사
정격보다 전압이 3% 높고 주파수가 3% 낮은 전원에서 변압기를 운전할 때, 철심의 최대자속밀도 \(B_m\)은 정격 대비 약 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
왜 \(B_m\propto V/f\) 인가?
변압기 유기전압은 \(E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\)입니다. 코일 권수 \(N\)과 철심 단면적 \(S\)는 고정이므로 \(B_m\)에 대해 정리하면
\[ B_m=\frac{E}{4.44\,N\,S}\cdot\frac{1}{f}\ \propto\ \frac{V}{f} \]
(전원전압 \(V\)는 거의 유기전압 \(E\)와 같다고 봄) → 전압에 비례, 주파수에 반비례.
변화율 계산
· 전압 3% 상승 → \(V\)배율 \(=1.03\)
· 주파수 3% 감소 → \(f\)배율 \(=0.97\)
\[ \frac{B_{m}'}{B_m}=\frac{V'/V}{f'/f}=\frac{1.03}{0.97}\approx1.0619 \]
\[ \Rightarrow\ \text{약 }+6.2\%\ (\text{증가}) \]
물리적 의미 — 왜 둘 다 자속을 키우나
· 전압을 올리면 그만큼 자속이 커져야 유도전압이 맞춰짐 → 자속 ↑
· 주파수를 낮추면 같은 전압을 만드는 데 더 큰 자속이 필요 → 자속 ↑
두 효과가 같은 방향(증가)으로 겹쳐 약 6.2% 증가합니다. 자속밀도가 커지면 철심 포화·여자전류 급증·과열 위험이 있어 실제로 위험한 운전 조건입니다.
변압기 유기전압은 \(E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\)입니다. 코일 권수 \(N\)과 철심 단면적 \(S\)는 고정이므로 \(B_m\)에 대해 정리하면
\[ B_m=\frac{E}{4.44\,N\,S}\cdot\frac{1}{f}\ \propto\ \frac{V}{f} \]
(전원전압 \(V\)는 거의 유기전압 \(E\)와 같다고 봄) → 전압에 비례, 주파수에 반비례.
변화율 계산
· 전압 3% 상승 → \(V\)배율 \(=1.03\)
· 주파수 3% 감소 → \(f\)배율 \(=0.97\)
\[ \frac{B_{m}'}{B_m}=\frac{V'/V}{f'/f}=\frac{1.03}{0.97}\approx1.0619 \]
\[ \Rightarrow\ \text{약 }+6.2\%\ (\text{증가}) \]
물리적 의미 — 왜 둘 다 자속을 키우나
· 전압을 올리면 그만큼 자속이 커져야 유도전압이 맞춰짐 → 자속 ↑
· 주파수를 낮추면 같은 전압을 만드는 데 더 큰 자속이 필요 → 자속 ↑
두 효과가 같은 방향(증가)으로 겹쳐 약 6.2% 증가합니다. 자속밀도가 커지면 철심 포화·여자전류 급증·과열 위험이 있어 실제로 위험한 운전 조건입니다.
Q396
변압기
시험
📄 2017.5 기출
변압기 무부하·단락시험으로 구할 수 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
두 시험으로 철손·동손·%임피던스·전압변동률을 구하나 절연내력은 별도 시험입니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
두 시험으로 철손·동손·%임피던스·전압변동률을 구하나 절연내력은 별도 시험입니다.
Q405
변압기
%저항강하
📄 2017.3 기출
5kVA, 3000/200V 변압기 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W일 때 %저항강하는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(\%R=\frac{동손}{용량}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(\%R=\frac{동손}{용량}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
Q406
변압기
규약효율
📄 2017.3 기출
변압기 규약효율 산출의 기본요건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
규약효율
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
부하손은 75℃ 기준으로 보정합니다. '40℃'라 한 ③이 틀립니다.
\[ 발전기:\ \eta=\frac{출력}{출력+손실},\quad 전동기:\ \eta=\frac{입력-손실}{입력} \]손실을 규약으로 정해 계산한 효율입니다.
풀이
부하손은 75℃ 기준으로 보정합니다. '40℃'라 한 ③이 틀립니다.
Q410
변압기
전압변동률
📄 2017.3 기출
2차 무부하 240V, 정격부하 2차 단자전압 230V인 단상변압기의 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\frac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\frac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
Q417
변압기
절연내력시험
📄 2017.3 기출
변압기 절연내력 시험방법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
절연내력: 가압·유도·충격전압 시험. 무부하시험은 특성 시험입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
절연내력: 가압·유도·충격전압 시험. 무부하시험은 특성 시험입니다.
Q423
변압기
철손 시험
📄 2016.8 기출
변압기에서 철손을 구하는 시험은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 구합니다(동손은 단락시험).
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 구합니다(동손은 단락시험).
Q435
변압기
병렬운전
📄 2016.8 기출
단상변압기 병렬운전 시 부하전류 분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
부하분담 \(\propto\dfrac{용량}{\%Z}\): 용량 비례·누설임피던스 반비례.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
부하분담 \(\propto\dfrac{용량}{\%Z}\): 용량 비례·누설임피던스 반비례.
Q438
변압기
단권 자기용량
📄 2016.8 기출
3000V→3300V 승압 단권변압기의 자기용량은 약 몇 %(부하 대비)인가?
💡 해설 보기
단권변압기
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
자기용량/부하용량 \(=\frac{V_h-V_l}{V_h}=\frac{300}{3300}\approx9.1\%\).
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
자기용량/부하용량 \(=\frac{V_h-V_l}{V_h}=\frac{300}{3300}\approx9.1\%\).
Q439
변압기
최대효율
📄 2016.8 기출
전부하 75%에서 효율 최대인 변압기의 전부하 철손:동손 비는?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(P_i=(0.75)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=9:16\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(P_i=(0.75)^2 P_c\) → 철손:동손 \(=9:16\).
Q444
변압기
Δ-Δ
📄 2016.5 기출
100kVA 단상변압기 3대 Δ-Δ로 300kVA 출력 중, V결선 시 출력(a)과 이용률(b)은?
💡 해설 보기
V결선(개방 Δ, open-delta) (그림)
Δ-Δ 결선에서 변압기 1대가 고장나면, 나머지 2대로 3상을 계속 공급하는 V결선이 됩니다.
(a) V결선 출력
\[ P_V=\sqrt3\times(\text{변압기 1대 용량})=\sqrt3\times100\approx173\,\text{kVA} \](b) 이용률 = V결선 출력 ÷ (남은 2대 용량)
\[ \text{이용률}=\frac{\sqrt3\,P}{2P}=\frac{\sqrt3}{2}=0.866=86.6\% \]∴ 정답 ③ (173 kVA, 86.6%).
혼동 주의 — 이용률 vs 출력비
• 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=86.6\%\) : V결선 출력을 사용 중인 2대 용량과 비교
• 출력비 \(=\dfrac{\sqrt3\,P}{3P}=\dfrac{\sqrt3}{3}=57.7\%\) : V결선 출력을 원래 Δ(3대) 출력과 비교
즉 3대 Δ(300kVA)가 고장으로 V(173kVA)가 되면 출력은 57.7%로 줄지만, 남은 2대 기준 이용률은 86.6%입니다.
Δ-Δ 결선에서 변압기 1대가 고장나면, 나머지 2대로 3상을 계속 공급하는 V결선이 됩니다.
(a) V결선 출력
\[ P_V=\sqrt3\times(\text{변압기 1대 용량})=\sqrt3\times100\approx173\,\text{kVA} \](b) 이용률 = V결선 출력 ÷ (남은 2대 용량)
\[ \text{이용률}=\frac{\sqrt3\,P}{2P}=\frac{\sqrt3}{2}=0.866=86.6\% \]∴ 정답 ③ (173 kVA, 86.6%).
혼동 주의 — 이용률 vs 출력비
• 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=86.6\%\) : V결선 출력을 사용 중인 2대 용량과 비교
• 출력비 \(=\dfrac{\sqrt3\,P}{3P}=\dfrac{\sqrt3}{3}=57.7\%\) : V결선 출력을 원래 Δ(3대) 출력과 비교
즉 3대 Δ(300kVA)가 고장으로 V(173kVA)가 되면 출력은 57.7%로 줄지만, 남은 2대 기준 이용률은 86.6%입니다.
Q451
변압기
단권 V결선
📄 2016.5 기출
✎ 유사
단권변압기 2대 V결선으로 3000→3300V 승압, 300kVA 부하 시 변압기 1대 용량은 약 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 단권 자기용량 계산 → 약 15.72kVA.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 단권 자기용량 계산 → 약 15.72kVA.
Q459
변압기
단락시험
📄 2016.5 기출
✎ 유사
3300/200V, 10kVA 변압기 2차 단락, 1차에 300V 인가 시 정격전류가 흐르면 임피던스전압·%임피던스는?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스전압·%임피던스 계산 → 125V, 3.8%.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스전압·%임피던스 계산 → 125V, 3.8%.
Q467
변압기
직렬 승압
📄 2016.3 기출
✎ 유사
변압비 3000/100V 단상변압기 2대 고압측 직렬로 3300V 인가 시 2차 관련 전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직렬 접속 승압 계산 → 약 1375V.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
직렬 접속 승압 계산 → 약 1375V.
Q471
변압기
여자전류
📄 2016.3 기출
단상변압기에 정현파 기전력을 유기시키는 여자전류의 파형은?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 왜형파(제3고조파 포함)입니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 왜형파(제3고조파 포함)입니다.
Q473
변압기
전일효율
📄 2016.3 기출
변압기 전일효율이 최대가 되는 조건은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
전일효율 최대 조건: 하루 무부하손 합 = 하루 부하손 합.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
전일효율 최대 조건: 하루 무부하손 합 = 하루 부하손 합.
Q478
변압기
최대효율
📄 2016.3 기출
철손 1.6kW, 전부하동손 2.4kW 변압기는 약 몇 % 부하에서 효율이 최대인가?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
부하율 \(=\sqrt{P_i/P_c}=\sqrt{1.6/2.4}\approx0.816=82\%\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
부하율 \(=\sqrt{P_i/P_c}=\sqrt{1.6/2.4}\approx0.816=82\%\).
Q480
변압기
등가회로
📄 2015.8 기출
✎ 유사
단상변압기 등가회로에서 2차를 1차로 환산할 때 2차 저항 r₂'은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
2차를 1차로 환산 시 \(r_2'=a^2 r_2\)(권수비 제곱).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
2차를 1차로 환산 시 \(r_2'=a^2 r_2\)(권수비 제곱).
Q487
변압기
임피던스전압
📄 2015.8 기출
변압기 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 변압기 내부 임피던스 전압강하(2차 단락, 1차 인가).
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 변압기 내부 임피던스 전압강하(2차 단락, 1차 인가).
Q492
변압기
콘서베이터
📄 2015.8 기출
변압기 콘서베이터의 용도는?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 변압유 열화를 방지합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 변압유 열화를 방지합니다.
Q501
변압기
Δ-Y
📄 2015.5 기출
✎ 유사
단상변압기 3대를 Δ-Y 결선(권수비 a)할 때 2차 선간전압 V2와 2차 전류 I2는? (1차 V1, I1)
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영하면 \(V_2=\sqrt3\frac{V_1}{a}\) 형태가 됩니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영하면 \(V_2=\sqrt3\frac{V_1}{a}\) 형태가 됩니다.
Q504
변압기
손실
📄 2015.5 기출
✎ 유사
다음 중 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손은 주파수의 제곱(및 두께²)에 비례합니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손은 주파수의 제곱(및 두께²)에 비례합니다.
Q508
변압기
퍼센트강하
📄 2015.5 기출
5kVA 3300/210V 변압기 단락시험에서 임피던스전압 120V, 동손 150W일 때 %저항강하는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(\%r=\frac{P_c}{P}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(\%r=\frac{P_c}{P}\times100=\frac{150}{5000}\times100=3\%\).
Q511
변압기
병렬운전
📄 2015.5 기출
2차환산 임피던스가 0.03+j0.02Ω, 0.02+j0.03Ω인 단상변압기 2대 병렬운전 시 부하분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
Q512
변압기
히스테리시스손
📄 2015.5 기출
히스테리시스손과 관계가 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
히스테리시스손 \(P_h=k_h f B_m^{1.6}\)로 권선 저항과 무관합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
히스테리시스손 \(P_h=k_h f B_m^{1.6}\)로 권선 저항과 무관합니다.
Q517
변압기
와류손
📄 2015.5 기출
와류손 200W인 3300/210V, 60Hz 단상변압기를 50Hz, 3000V에서 쓰면 와류손은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto V^2\)(f무관): \((3000/3300)^2\times200\approx165\,\text{W}\).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto V^2\)(f무관): \((3000/3300)^2\times200\approx165\,\text{W}\).
Q527
변압기
전압변동률
📄 2015.3 기출
단상변압기 전부하 2차전압 100V, 전압변동률 4%일 때 무부하 2차전압은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=100\times1.04=104\,\text{V}\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=100\times1.04=104\,\text{V}\).
Q529
변압기
여자어드미턴스
📄 2015.3 기출
변압기 여자회로의 어드미턴스 Y₀는? (여자전류 I₀, 인가전압 V)
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
\(Y_0=\dfrac{I_0}{V}\)(여자전류/전압).
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
\(Y_0=\dfrac{I_0}{V}\)(여자전류/전압).
Q531
변압기
퍼센트임피던스
📄 2015.3 기출
✎ 유사
10kVA, 2000/100V 변압기의 1차 환산 등가임피던스 6.2+j7Ω일 때 %임피던스는 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{I_1|Z|}{V_1}\times100=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{I_1|Z|}{V_1}\times100=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
Q539
변압기
단권변압기
📄 2015.3 기출
✎ 유사
단상변압기를 단권변압기로 사용할 때 출력단자 전압은? (1차 정격 V1n, 2차 V2n 가산)
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
가극성 단권 접속 시 출력전압 \(=V_{1n}+V_{2n}\).
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
가극성 단권 접속 시 출력전압 \(=V_{1n}+V_{2n}\).
Q542
변압기
온도상승시험
📄 2014.8 기출
변압기 온도상승 시험에 가장 좋은 방법은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
반환부하법이 전력 소모가 적어 가장 적합합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
반환부하법이 전력 소모가 적어 가장 적합합니다.
Q545
변압기
여자컨덕턴스
📄 2014.8 기출
2kVA, 3000/100V 단상변압기의 철손이 200W일 때 1차 환산 여자 컨덕턴스는 약 몇 ℧인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(g_0=\dfrac{P_i}{V_1^2}=\dfrac{200}{3000^2}\approx2.22\times10^{-5}\,\text{℧}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(g_0=\dfrac{P_i}{V_1^2}=\dfrac{200}{3000^2}\approx2.22\times10^{-5}\,\text{℧}\).
Q553
변압기
여자전류
📄 2014.8 기출
변압기 1차에 정현파 전압 인가 시 2차에 정현파 전압을 얻으려면 1차 여자전류의 파형은?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화·히스테리시스로 여자전류는 첨두(왜형)파가 되어야 자속이 정현파가 됩니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화·히스테리시스로 여자전류는 첨두(왜형)파가 되어야 자속이 정현파가 됩니다.
Q554
변압기
보호
📄 2014.8 기출
변압기 보호에 사용되지 <u>않는</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
거리계전기는 송전선로 보호용입니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
거리계전기는 송전선로 보호용입니다.
Q557
변압기
퍼센트임피던스
📄 2014.8 기출
10kVA, 2000/100V 변압기 1차 환산 등가임피던스가 6.2+j7Ω일 때 %임피던스는 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(I_1=5A\), \(\%Z=\frac{5\times9.36}{2000}\times100\approx2.34\%\).
Q558
변압기
단락전류
📄 2014.8 기출
✎ 유사
30kVA, 3300/200V, 60Hz 3상 변압기 2차 3상 단락 시 단락전류는 %임피던스로 계산되며 필요한 값은?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)로 %임피던스와 정격전류가 필요합니다.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)로 %임피던스와 정격전류가 필요합니다.
Q562
변압기
전등부하 입력
📄 2014.5 기출
1차 6000V, 권수비 20 단상변압기로 전등부하에 10A 공급할 때 입력은 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 300V, \(I_1=10/20=0.5A\), \(P=6000\times0.5=3000W=3\,\text{kW}\)(역률1).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 300V, \(I_1=10/20=0.5A\), \(P=6000\times0.5=3000W=3\,\text{kW}\)(역률1).
Q564
변압기
최대 전압변동률
📄 2014.5 기출
✎ 유사
역률 0.6에서 전압변동률이 최대인 변압기의 역률 1일 때 변동률이 3%이면 최대 전압변동률은?
💡 해설 보기
먼저 문제 조건을 정리
· “역률 1일 때 변동률이 3%” → \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\). 즉 %저항강하 \(p=3\)입니다.
· “역률 0.6에서 변동률이 최대” → 최대가 되는 역률이 0.6이라는 힌트로, 여기서 \(q\)를 알아냅니다.
① 전압변동률 공식
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta \]
\(p\)=%저항강하, \(q\)=%리액턴스강하, \(\theta\)=부하 역률각.
② 언제 최대가 되나? (핵심 개념)
\(p,q\)는 변압기가 정해지면 고정이고, 변하는 건 부하의 역률각 \(\theta\)뿐입니다. \(p\cos\theta+q\sin\theta\)는 삼각함수의 합성으로
\[ \varepsilon=\sqrt{p^2+q^2}\,\sin(\theta+\alpha) \]
형태라서, \(\sin(\cdot)=1\)일 때 최댓값 \(\sqrt{p^2+q^2}\)가 됩니다. 이때의 역률이
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}} \]
입니다. 즉 최대 전압변동률 = %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\)이고, 그 조건이 \(\cos\theta=p/\sqrt{p^2+q^2}\).
③ 조건 대입
최대가 되는 역률이 0.6이라 했으므로
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6 \]
\(p=3\)을 넣으면
\[ \frac{3}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6\ \Rightarrow\ \sqrt{p^2+q^2}=\frac{3}{0.6}=5 \]
④ 최대 전압변동률
\[ \varepsilon_{max}=\sqrt{p^2+q^2}=\boxed{5\,[\%]} \]
(참고로 \(q\)도 구할 수 있습니다: \(\sqrt{9+q^2}=5\Rightarrow q^2=16\Rightarrow q=4\).)
한 줄 요약 — 최대 전압변동률은 곧 %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\). ‘역률 1 → \(p\)’로 \(p\)를 얻고, ‘최대역률 0.6 → \(p/\sqrt{p^2+q^2}=0.6\)’으로 \(\sqrt{p^2+q^2}\)를 바로 구하면 끝.
· “역률 1일 때 변동률이 3%” → \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\)에서 역률 1이면 \(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\) → \(\varepsilon=p\). 즉 %저항강하 \(p=3\)입니다.
· “역률 0.6에서 변동률이 최대” → 최대가 되는 역률이 0.6이라는 힌트로, 여기서 \(q\)를 알아냅니다.
① 전압변동률 공식
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta \]
\(p\)=%저항강하, \(q\)=%리액턴스강하, \(\theta\)=부하 역률각.
② 언제 최대가 되나? (핵심 개념)
\(p,q\)는 변압기가 정해지면 고정이고, 변하는 건 부하의 역률각 \(\theta\)뿐입니다. \(p\cos\theta+q\sin\theta\)는 삼각함수의 합성으로
\[ \varepsilon=\sqrt{p^2+q^2}\,\sin(\theta+\alpha) \]
형태라서, \(\sin(\cdot)=1\)일 때 최댓값 \(\sqrt{p^2+q^2}\)가 됩니다. 이때의 역률이
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}} \]
입니다. 즉 최대 전압변동률 = %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\)이고, 그 조건이 \(\cos\theta=p/\sqrt{p^2+q^2}\).
③ 조건 대입
최대가 되는 역률이 0.6이라 했으므로
\[ \cos\theta=\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6 \]
\(p=3\)을 넣으면
\[ \frac{3}{\sqrt{p^2+q^2}}=0.6\ \Rightarrow\ \sqrt{p^2+q^2}=\frac{3}{0.6}=5 \]
④ 최대 전압변동률
\[ \varepsilon_{max}=\sqrt{p^2+q^2}=\boxed{5\,[\%]} \]
(참고로 \(q\)도 구할 수 있습니다: \(\sqrt{9+q^2}=5\Rightarrow q^2=16\Rightarrow q=4\).)
한 줄 요약 — 최대 전압변동률은 곧 %임피던스강하 \(\sqrt{p^2+q^2}\). ‘역률 1 → \(p\)’로 \(p\)를 얻고, ‘최대역률 0.6 → \(p/\sqrt{p^2+q^2}=0.6\)’으로 \(\sqrt{p^2+q^2}\)를 바로 구하면 끝.
Q565
변압기
단권변압기
📄 2014.5 기출
✎ 유사
단권변압기(1차 V₁, 2차 V₂, V₁>V₂)를 Y결선할 때 등가용량과 부하용량의 비는?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_1-V_2}{V_1}\).
Q571
변압기
최대효율
📄 2014.5 기출
✎ 유사
무유도 전부하 효율 96%, 전압변동률 3%인 변압기의 최대효율은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
최대효율은 철손=동손 지점으로 전부하 효율보다 약간 높은 값(≈96%대)입니다.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
최대효율은 철손=동손 지점으로 전부하 효율보다 약간 높은 값(≈96%대)입니다.
Q573
변압기
유도전압조정기
📄 2014.5 기출
단상 유도전압조정기 2차전압 100±30V, 직렬권선 전류 6A일 때 정격용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
\(P=E_2\times I=30\times6=180\,\text{VA}=0.18\,\text{kVA}\)(조정전압×전류).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
\(P=E_2\times I=30\times6=180\,\text{VA}=0.18\,\text{kVA}\)(조정전압×전류).
Q579
변압기
결선
📄 2014.5 기출
변압기 결선방식에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
V-V결선의 이용률은 86.6%이며 100%가 아닙니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
V-V결선의 이용률은 86.6%이며 100%가 아닙니다.
Q582
변압기
권수비
📄 2014.3 기출
✎ 유사
1차 권수 1500 변압기 2차에 16Ω을 접속하니 1차 환산 8kΩ이 될 때 2차 권수는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(a^2=\frac{8000}{16}=500,\ a\approx22.4\), \(N_2=\frac{1500}{22.4}\approx67\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(a^2=\frac{8000}{16}=500,\ a\approx22.4\), \(N_2=\frac{1500}{22.4}\approx67\).
Q583
변압기
와전류손
📄 2014.3 기출
와전류손에 대한 설명으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(P_e\propto(f B_m t)^2\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(P_e\propto(f B_m t)^2\).
Q585
변압기
단권변압기
📄 2014.3 기출
단권변압기의 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 1·2차가 전기적으로 연결되어 절연이 분리되지 않습니다.
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
단권변압기는 1·2차가 전기적으로 연결되어 절연이 분리되지 않습니다.
Q591
변압기
V결선
📄 2014.3 기출
Δ결선 변압기 1대가 고장 나 V결선으로 공급할 때 고장 전 대비 출력비는 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 출력비 \(=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx57.7\%\)(Δ 대비).
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 출력비 \(=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx57.7\%\)(Δ 대비).
Q612
변압기
위상변위
📄 2013.8 기출
1차 Y, 2차 Δ 결선 변압기의 1·2차 전압 위상차는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Y-Δ 결선의 위상변위는 30°.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Y-Δ 결선의 위상변위는 30°.
Q614
변압기
단권 자기용량
📄 2013.8 기출
✎ 유사
단상 단권변압기 3대를 Y결선하여 3000V를 3300V로 승압할 때 자기용량/부하용량 비는?
💡 해설 보기
단권변압기
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
단권 승압 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{300}{3300}=\dfrac{1}{11}\)이나 Y결선 3상 반영 시 약 1/3 수준으로 계산.
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
단권 승압 \(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{300}{3300}=\dfrac{1}{11}\)이나 Y결선 3상 반영 시 약 1/3 수준으로 계산.
Q619
변압기
최대효율
📄 2013.8 기출
✎ 유사
무유도 전부하 효율 97%, 전압변동률 2%인 변압기의 최대효율은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
철손=동손이 되는 부하율에서 효율이 전부하보다 약간 높아져 약 97%대가 됩니다.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
철손=동손이 되는 부하율에서 효율이 전부하보다 약간 높아져 약 97%대가 됩니다.
Q621
변압기
Y-Δ 전압
📄 2013.6 기출
✎ 유사
1차 Y, 2차 Δ 결선에서 1차 선간전압 3300V를 가할 때 무부하 2차 선간전압은? (권수비 1)
💡 해설 보기
유도기 기동
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\)V, 2차 Δ 선간전압=상전압=1905V.
Y-Δ 기동은 기동전류·토크를 전전압의 1/3로. 단상유도기는 기동토크가 없어 보조권선(분상·콘덴서·셰이딩)으로 기동.
풀이
1차 상전압 \(=3300/\sqrt3=1905\)V, 2차 Δ 선간전압=상전압=1905V.
Q622
변압기
유기전압
📄 2013.6 기출
✎ 유사
권수비 6600/220, 60Hz, 철심 단면적 0.02m², 최대자속밀도 1.2Wb/m² 변압기의 1차 유기전압 계산식은?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
Q623
변압기
유도전압조정기
📄 2013.6 기출
단상 유도전압조정기에서 부하 단자전압을 연속 조정하는 원리는? (1차 V₁, 2차 유도 E₂)
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
2차 유도전압의 위상을 조정해 \(V_1\pm E_2\)로 연속 조정합니다.
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
2차 유도전압의 위상을 조정해 \(V_1\pm E_2\)로 연속 조정합니다.
Q624
변압기
퍼센트리액턴스
📄 2013.6 기출
10kVA, 2000/100V 변압기의 1차 환산 등가임피던스 6.2+j7Ω일 때 %리액턴스 강하는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(I_1=5A\), \(\%X=\dfrac{I_1 X}{V_1}\times100=\dfrac{5\times7}{2000}\times100=1.75\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(I_1=5A\), \(\%X=\dfrac{I_1 X}{V_1}\times100=\dfrac{5\times7}{2000}\times100=1.75\%\).
Q626
변압기
병렬 부하분담
📄 2013.6 기출
✎ 유사
용량·%임피던스가 A(5kVA, 3%), B(10kVA, 4%)인 두 단상변압기를 병렬운전할 때 부하분담 관계는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전의 부하분담
각 변압기는 자기 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례하여 부하를 분담합니다.
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{S_A/\%Z_A}{S_B/\%Z_B} \]
이 문제 대입
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{5/3}{10/4}=\frac{1.67}{2.5}\approx\frac{2}{3} \]
즉 A:B = 2:3으로 분담해, %임피던스가 작은 B가 상대적으로 더 많이 부담합니다.
주의 — %임피던스가 서로 다르면 부하분담이 용량비와 어긋나, 한쪽이 먼저 과부하가 되거나 무부하 시 순환전류가 흐릅니다. 이상적 병렬운전은 %임피던스가 같아야 합니다.
각 변압기는 자기 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례하여 부하를 분담합니다.
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{S_A/\%Z_A}{S_B/\%Z_B} \]
이 문제 대입
\[ \frac{P_A}{P_B}=\frac{5/3}{10/4}=\frac{1.67}{2.5}\approx\frac{2}{3} \]
즉 A:B = 2:3으로 분담해, %임피던스가 작은 B가 상대적으로 더 많이 부담합니다.
주의 — %임피던스가 서로 다르면 부하분담이 용량비와 어긋나, 한쪽이 먼저 과부하가 되거나 무부하 시 순환전류가 흐릅니다. 이상적 병렬운전은 %임피던스가 같아야 합니다.
Q643
변압기
극성
📄 2013.3 기출
3150/210V 단상변압기 고압측에 100V를 가할 때 가극성·감극성 전압계 지시는 각각 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 15, 2차 \(=100/15=6.67\)V. 가극성 \(=106.7\)V, 감극성 \(=93.3\)V.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 15, 2차 \(=100/15=6.67\)V. 가극성 \(=106.7\)V, 감극성 \(=93.3\)V.
Q646
변압기
Δ-Y 응용
📄 2013.3 기출
✎ 유사
6600/210V 단상변압기 3대를 Δ-Y 결선하여 1상 18kW 전열기 전원으로 쓸 때의 특성 계산은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영해 전열기 전력·전류를 계산합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Δ-Y 결선의 상·선 전압/전류 변환을 반영해 전열기 전력·전류를 계산합니다.
Q649
변압기
단자전압
📄 2013.3 기출
단상변압기 전부하 2차전압 115V, 전압변동률 2%일 때 무부하 2차전압은?
💡 해설 보기
직류기·유도기 특성 관계
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=115\times1.02\approx117.3\,\text{V}\).
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(V_{20}=V_2(1+\varepsilon)=115\times1.02\approx117.3\,\text{V}\).
Q652
변압기
전압변동률
📄 2013.3 기출
✎ 유사
역률 80% 지상에서 변동률 4%, 역률 100%에서 변동률 3%인 변압기의 %저항강하·%리액턴스강하 관계는?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률 — %저항강하 p, %리액턴스강하 q
전압변동률은 부하 역률각 \(\theta\)에 대해:
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \](\(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하)
① 역률 100% (\(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\))
\[ \varepsilon=p\cdot1+q\cdot0=p=3\ \Rightarrow\ \boxed{p=3} \]② 역률 80% 지상 (\(\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6\))
\[ \varepsilon=p\cdot0.8+q\cdot0.6=4 \]\[ 3\times0.8+0.6q=4\ \Rightarrow\ 2.4+0.6q=4\ \Rightarrow\ q=\frac{1.6}{0.6}\approx2.67 \]∴ p=3, q=\(\dfrac{8}{3}\approx2.67\) → 정답 ① (p=3, q≈2.67).
※ 핵심: 역률 1일 때 변동률 = %저항강하 p이므로 p를 바로 얻고, 다른 역률의 변동률 식에 대입해 q를 구합니다. 참고로 최대 변동률 \(=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{3^2+2.67^2}\approx4.0\%\)(=%임피던스강하).
오답: ② p=4·③ q=3·④ p=q 는 위 계산과 맞지 않습니다.
전압변동률은 부하 역률각 \(\theta\)에 대해:
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \](\(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하)
① 역률 100% (\(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\))
\[ \varepsilon=p\cdot1+q\cdot0=p=3\ \Rightarrow\ \boxed{p=3} \]② 역률 80% 지상 (\(\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6\))
\[ \varepsilon=p\cdot0.8+q\cdot0.6=4 \]\[ 3\times0.8+0.6q=4\ \Rightarrow\ 2.4+0.6q=4\ \Rightarrow\ q=\frac{1.6}{0.6}\approx2.67 \]∴ p=3, q=\(\dfrac{8}{3}\approx2.67\) → 정답 ① (p=3, q≈2.67).
※ 핵심: 역률 1일 때 변동률 = %저항강하 p이므로 p를 바로 얻고, 다른 역률의 변동률 식에 대입해 q를 구합니다. 참고로 최대 변동률 \(=\sqrt{p^2+q^2}=\sqrt{3^2+2.67^2}\approx4.0\%\)(=%임피던스강하).
오답: ② p=4·③ q=3·④ p=q 는 위 계산과 맞지 않습니다.
Q655
변압기
절연유
📄 2013.3 기출
변압기 절연유가 갖추어야 할 성질이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
Q660
변압기
V결선 이용률
📄 2012.8 기출
변압기 2대로 V결선하여 3상 변압할 때 이용률은 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx86.6\%\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
V결선 이용률 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx86.6\%\).
Q668
변압기
스코트
📄 2012.8 기출
권수가 같은 단상변압기 2대로 3상→2상 변환(스코트결선)할 때 T좌 변압기의 권수는 주좌의 몇 배인가?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수 \(=\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Q671
변압기
최대효율
📄 2012.8 기출
200kVA 변압기(철손 1.6kW, 전부하 동손 3.2kW)의 최대효율이 되는 부하율은?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1.6}{3.2}}\approx0.71\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1.6}{3.2}}\approx0.71\).
Q677
변압기
자화전류
📄 2012.8 기출
1차 2200V, 무부하전류 0.088A, 철손 110W 변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
Q685
변압기
규소함유
📄 2012.5 기출
변압기 성층철심 강판의 규소 함유량은 대략 몇 %인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
변압기 규소강판의 규소 함유량은 약 3~4%.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
변압기 규소강판의 규소 함유량은 약 3~4%.
Q686
변압기
전등부하 입력
📄 2012.5 기출
1차 3300V, 권수비 30 단상변압기로 전등부하에 20A를 공급할 때 입력은 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 110V, \(I_1=20/30=0.667\)A, \(P=3300\times0.667\approx2200W=2.2\,\text{kW}\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 110V, \(I_1=20/30=0.667\)A, \(P=3300\times0.667\approx2200W=2.2\,\text{kW}\).
Q687
변압기
단자전압
📄 2012.5 기출
단상변압기 전부하 2차전압 100V, 전압변동률 3%일 때 무부하 2차전압은?
💡 해설 보기
직류기·유도기 특성 관계
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(V_{20}=100\times1.03=103\,\text{V}\).
토크 \(T=k\phi I_a\), 단자전압 \(V=E\pm I_aR_a\)(발전+/전동−), 유도기 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:1-s\). 여자·부하 조건으로 계산.
풀이
\(V_{20}=100\times1.03=103\,\text{V}\).
Q698
변압기
3상→6상
📄 2012.5 기출
3상에서 6상으로 변환할 수 <u>없는</u> 결선은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
스코트 결선은 3상↔2상 변환용입니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
스코트 결선은 3상↔2상 변환용입니다.
Q700
변압기
탭 전압
📄 2012.3 기출
1차 사용탭 6300V에서 2차 110V일 때 2차를 약 120V로 높이려면 1차 탭은 약 몇 V로 하는가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(V_{tap}\propto\dfrac{1}{V_2}\): \(6300\times\dfrac{110}{120}\approx5775\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(V_{tap}\propto\dfrac{1}{V_2}\): \(6300\times\dfrac{110}{120}\approx5775\,\text{V}\).
Q701
변압기
병렬 분담
📄 2012.3 기출
1000kVA 동일 변압기 2대의 임피던스전압이 8%, 7%일 때 병렬운전 부하분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 %임피던스에 반비례하므로 7%기가 더 분담합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 %임피던스에 반비례하므로 7%기가 더 분담합니다.
Q712
변압기
자화전류
📄 2012.3 기출
1차 2200V, 무부하전류 0.088A, 철손 110W 단상변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{110}{2200}=0.05\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.088^2-0.05^2}\approx0.072\,\text{A}\).
Q715
변압기
스코트
📄 2012.3 기출
동일 용량 2대로 11000V 3상에서 440V 2상을 얻는 스코트 결선에서 T좌 변압기 권수비는?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수는 주좌의 \(\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
T좌 권수는 주좌의 \(\dfrac{\sqrt3}{2}=0.866\)배.
Q726
변압기
전압변동률
📄 2011.8 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%인 변압기의 지상역률 60%에서 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
Q731
변압기
철손
📄 2011.8 기출
일정 전압·파형에서 주파수가 상승하면 변압기 철손은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(B_m\propto1/f\)이므로 히스테리시스손이 줄어 철손이 감소합니다.
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(B_m\propto1/f\)이므로 히스테리시스손이 줄어 철손이 감소합니다.
Q733
변압기
환산 임피던스
📄 2011.8 기출
✎ 유사
1차 환산 임피던스 484Ω, 2차 환산 1Ω인 변압기의 권수비는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(a^2=\dfrac{484}{1}=484\Rightarrow a=22\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(a^2=\dfrac{484}{1}=484\Rightarrow a=22\).
Q739
변압기
병렬운전
📄 2011.8 기출
단상변압기 병렬운전 조건에 대한 설명으로 <u>잘못된</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다(같을 필요 없음).
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다(같을 필요 없음).
Q740
변압기
철손 시험
📄 2011.6 기출
변압기의 철손을 알 수 있는 시험은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 측정합니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손은 무부하시험으로 측정합니다.
Q746
변압기
단권 전류
📄 2011.6 기출
✎ 유사
단권변압기에서 W₂(공통) 권선에 흐르는 전류는?
💡 해설 보기
단권변압기(auto-transformer)의 권선 전류
단권변압기는 하나의 권선을 직렬권선과 공통권선으로 나눠 쓰며, 1차·2차가 공통권선을 공유합니다(그림).
전류 분배 (강압 기준, \(I_2 \gt I_1\))
• 직렬권선: 1차 전류 \(I_1\)이 그대로 흐릅니다.
• 공통권선: 탭(2차 단자)에서 키르히호프 전류법칙(KCL)으로,
\[ (\text{공통권선 전류})=I_2-I_1 \]부하전류 \(I_2\)에서 직렬권선으로 들어온 \(I_1\)을 뺀 값입니다.
※ 공통권선 전류가 \(I_2-I_1\)로 작아져 권선을 가늘게(동량↓) 만들 수 있으므로 재료·손실이 적고 효율이 높은 것이 단권변압기의 장점입니다. 그만큼 자기용량(고유용량)이 부하용량보다 작습니다 (\(\dfrac{\text{자기용량}}{\text{부하용량}}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)).
단권변압기는 하나의 권선을 직렬권선과 공통권선으로 나눠 쓰며, 1차·2차가 공통권선을 공유합니다(그림).
전류 분배 (강압 기준, \(I_2 \gt I_1\))
• 직렬권선: 1차 전류 \(I_1\)이 그대로 흐릅니다.
• 공통권선: 탭(2차 단자)에서 키르히호프 전류법칙(KCL)으로,
\[ (\text{공통권선 전류})=I_2-I_1 \]부하전류 \(I_2\)에서 직렬권선으로 들어온 \(I_1\)을 뺀 값입니다.
※ 공통권선 전류가 \(I_2-I_1\)로 작아져 권선을 가늘게(동량↓) 만들 수 있으므로 재료·손실이 적고 효율이 높은 것이 단권변압기의 장점입니다. 그만큼 자기용량(고유용량)이 부하용량보다 작습니다 (\(\dfrac{\text{자기용량}}{\text{부하용량}}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)).
Q750
변압기
가스
📄 2011.6 기출
변압기 기름 중 아크 방전에 의해 가장 많이 발생하는 가스는?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
아크 방전 시 수소가 가장 많이 발생합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
아크 방전 시 수소가 가장 많이 발생합니다.
Q753
변압기
단권 자기용량
📄 2011.6 기출
1차 100V, 2차 200V, 부하출력 50kVA 단권변압기의 자기용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
단권변압기
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하}=\dfrac{V_2-V_1}{V_2}=\dfrac{100}{200}\Rightarrow 50\times0.5=25\,\text{kVA}\).
\[ \frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h} \]승압분만 자기용량이 필요해 경제적입니다.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하}=\dfrac{V_2-V_1}{V_2}=\dfrac{100}{200}\Rightarrow 50\times0.5=25\,\text{kVA}\).
Q758
변압기
V결선 출력
📄 2011.6 기출
5kVA 단상변압기 3대 Δ결선 중 1대 소손 후 2대(V결선)로 급전할 때 공급용량은 약 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
V결선(개방 Δ)의 3상 공급용량
Δ결선 변압기 3대 중 1대가 소손되어도, 남은 2대로 3상 전력을 계속 공급할 수 있는데 이 결선을 V결선이라 합니다.
공급용량
V결선의 3상 공급용량은 변압기 1대 용량 \(P_1\)의 \(\sqrt3\)배입니다.
\[ P_V=\sqrt3\,P_1=\sqrt3\times5\approx 8.66\ \text{kVA} \]비교 지표
• 원래 Δ결선(3대): \(P_\Delta=3P_1=15\) kVA.
• 출력비 \(=\dfrac{P_V}{P_\Delta}=\dfrac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx0.577\) (57.7%) — 1대 고장으로 출력이 원래의 57.7%로 감소.
• 이용률 \(=\dfrac{P_V}{2P_1}=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866\) (86.6%) — 2대를 쓰지만 그 합(10 kVA)의 86.6%만 활용됨.
※ 함정 — 보기 ‘10’은 2대 단순합(2×5)일 뿐입니다. 실제 3상 공급용량은 \(\sqrt3\)배인 8.66 kVA. ‘5’는 1대 용량, ‘7.5’는 절반(15/2)으로 유도한 오답입니다.
Δ결선 변압기 3대 중 1대가 소손되어도, 남은 2대로 3상 전력을 계속 공급할 수 있는데 이 결선을 V결선이라 합니다.
공급용량
V결선의 3상 공급용량은 변압기 1대 용량 \(P_1\)의 \(\sqrt3\)배입니다.
\[ P_V=\sqrt3\,P_1=\sqrt3\times5\approx 8.66\ \text{kVA} \]비교 지표
• 원래 Δ결선(3대): \(P_\Delta=3P_1=15\) kVA.
• 출력비 \(=\dfrac{P_V}{P_\Delta}=\dfrac{\sqrt3\,P_1}{3P_1}=\dfrac{1}{\sqrt3}\approx0.577\) (57.7%) — 1대 고장으로 출력이 원래의 57.7%로 감소.
• 이용률 \(=\dfrac{P_V}{2P_1}=\dfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866\) (86.6%) — 2대를 쓰지만 그 합(10 kVA)의 86.6%만 활용됨.
※ 함정 — 보기 ‘10’은 2대 단순합(2×5)일 뿐입니다. 실제 3상 공급용량은 \(\sqrt3\)배인 8.66 kVA. ‘5’는 1대 용량, ‘7.5’는 절반(15/2)으로 유도한 오답입니다.
Q766
변압기
3상→2상
📄 2011.3 기출
변압기 3상 전원에서 2상 전원을 얻는 결선은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상↔2상 변환은 스코트(T) 결선.
Q767
변압기
유기전압
📄 2011.3 기출
✎ 유사
단면적 0.085m², 최대자속밀도 1.5Wb/m², 60Hz 변압기의 1턴당 유기전압은 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E/N=4.44fB_m S=4.44\times60\times1.5\times0.085\approx34\,\text{V}\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E/N=4.44fB_m S=4.44\times60\times1.5\times0.085\approx34\,\text{V}\).
Q768
변압기
임피던스전압
📄 2011.3 기출
변압기의 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q771
변압기
전등부하 입력
📄 2011.3 기출
1차 6600V, 권수비 30 단상변압기로 전등부하에 30A를 공급할 때 입력은 몇 kW인가?
💡 해설 보기
출력·입력
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 220V, \(I_1=30/30=1\)A, \(P=6600\times1=6600W=6.6\,\text{kW}\).
3상 \(P=\sqrt3\,V_lI_l\cos\theta\), 발전기 출력·전동기 입력을 역률 포함해 계산합니다.
풀이
2차전압 220V, \(I_1=30/30=1\)A, \(P=6600\times1=6600W=6.6\,\text{kW}\).
Q774
변압기
유도전압조정기
📄 2011.3 기출
✎ 유사
단상 유도전압조정기에서 직렬권선 전압 150V, 전원전압 220V일 때 조정 범위는?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
조정 전압범위 \(=V_1\pm E_2=220\pm150=70\sim370\,\text{V}\).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
조정 전압범위 \(=V_1\pm E_2=220\pm150=70\sim370\,\text{V}\).
Q776
변압기
병렬운전
📄 2011.3 기출
3상 변압기 병렬운전에서 <u>불가능</u>한 결선 조합은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
위상차가 다른 Δ-Δ와 Δ-Y는 병렬운전이 불가능합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
위상차가 다른 Δ-Δ와 Δ-Y는 병렬운전이 불가능합니다.
Q782
변압기
임피던스전압
📄 2010.7 기출
변압기의 임피던스 전압은?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q785
변압기
전압변동률
📄 2010.7 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%인 변압기의 지상역률 60%에서 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=3\times0.6+4\times0.8=5\%\).
Q795
변압기
절연유
📄 2010.7 기출
유입변압기에 기름을 사용하는 목적이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유의 목적은 절연·냉각이며 소음 증대는 아닙니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유의 목적은 절연·냉각이며 소음 증대는 아닙니다.
Q798
변압기
자속밀도
📄 2010.7 기출
60Hz 변압기에 50Hz 동일 전압을 가하면 자속밀도는 60Hz 대비 몇 배인가?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{1}{f}\): \(\dfrac{60}{50}=1.2\)배.
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B\propto\dfrac{1}{f}\): \(\dfrac{60}{50}=1.2\)배.
Q804
변압기
V결선
📄 2010.5 기출
변압기를 V결선했을 때 전용량은 변압기 1대 용량의 몇 배인가?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 전용량 \(=\sqrt3\times\)1대 용량.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
V결선 전용량 \(=\sqrt3\times\)1대 용량.
Q806
변압기
콘서베이터
📄 2010.5 기출
변압기에 콘서베이터를 설치하는 목적은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 절연유 열화를 방지합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
콘서베이터는 공기 접촉을 막아 절연유 열화를 방지합니다.
Q809
변압기
시험
📄 2010.5 기출
변압기의 무부하시험·단락시험에서 구할 수 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
변압기는 회전부가 없어 기계손이 없습니다.
Q810
변압기
보호
📄 2010.5 기출
변압기 내부고장 보호용으로 적당한 계전기는?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
내부고장 보호는 비율차동계전기(및 부흐홀츠).
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
내부고장 보호는 비율차동계전기(및 부흐홀츠).
Q828
변압기
전압변동률
📄 2010.3 기출
변압기 전압변동률에 대한 설명으로 <u>잘못된</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
Q830
변압기
철손
📄 2010.3 기출
✎ 유사
정격보다 주파수가 3% 상승하고 전압이 3% 저하한 전원에서 변압기를 운전할 때, 철손은 정격 대비 어떻게 변하는가?
💡 해설 보기
철손 = 히스테리시스손 + 와류손이고, 둘 다 최대자속밀도 \(B_m\)에 크게 의존합니다.
① 자속밀도 변화 (\(E=4.44fNB_mS\to B_m\propto V/f\))
전압 3% 저하(\(V=0.97\)), 주파수 3% 상승(\(f=1.03\)) — 두 효과 모두 \(B_m\)을 낮춥니다.
\[ \frac{B_m'}{B_m}=\frac{0.97}{1.03}\approx0.942\ (약\ 5.8\%\ 감소) \]
② 히스테리시스손 \(P_h\propto f\,B_m^{1.6}\)
\[ \frac{P_h'}{P_h}=1.03\times(0.942)^{1.6}\approx1.03\times0.908\approx0.936\ (약\ 6.4\%\ 감소) \]
③ 와류손 \(P_e\propto (f B_m)^2=f^2\Big(\dfrac{V}{f}\Big)^2=V^2\) → 주파수와 무관, 전압²에만 의존
\[ \frac{P_e'}{P_e}=(0.97)^2\approx0.941\ (약\ 5.9\%\ 감소) \]
④ 합계
두 성분 모두 약 6% 감소 → 철손은 약 6% 정도 감소(약간 감소)합니다.
바로잡기 — 감소폭이 약 6%로 크지 않으므로 ‘크게 감소’가 아니라 ‘약간 감소’가 맞습니다. 참고로 반대 조건(주파수 저하·전압 상승)이면 \(B_m\)이 커져 철손이 늘고 포화·과열 위험이 생깁니다.
① 자속밀도 변화 (\(E=4.44fNB_mS\to B_m\propto V/f\))
전압 3% 저하(\(V=0.97\)), 주파수 3% 상승(\(f=1.03\)) — 두 효과 모두 \(B_m\)을 낮춥니다.
\[ \frac{B_m'}{B_m}=\frac{0.97}{1.03}\approx0.942\ (약\ 5.8\%\ 감소) \]
② 히스테리시스손 \(P_h\propto f\,B_m^{1.6}\)
\[ \frac{P_h'}{P_h}=1.03\times(0.942)^{1.6}\approx1.03\times0.908\approx0.936\ (약\ 6.4\%\ 감소) \]
③ 와류손 \(P_e\propto (f B_m)^2=f^2\Big(\dfrac{V}{f}\Big)^2=V^2\) → 주파수와 무관, 전압²에만 의존
\[ \frac{P_e'}{P_e}=(0.97)^2\approx0.941\ (약\ 5.9\%\ 감소) \]
④ 합계
두 성분 모두 약 6% 감소 → 철손은 약 6% 정도 감소(약간 감소)합니다.
바로잡기 — 감소폭이 약 6%로 크지 않으므로 ‘크게 감소’가 아니라 ‘약간 감소’가 맞습니다. 참고로 반대 조건(주파수 저하·전압 상승)이면 \(B_m\)이 커져 철손이 늘고 포화·과열 위험이 생깁니다.
Q835
변압기
전압변동률
📄 2010.3 기출
2차 무부하 전압 240V, 정격부하 시 2차 단자전압 230V인 변압기의 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\dfrac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=\dfrac{240-230}{230}\times100\approx4.35\%\).
Q838
변압기
단락시험
📄 2010.3 기출
단상변압기의 임피던스 와트를 구하기 위해 필요한 시험은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스 와트(동손)는 단락시험으로 구합니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
임피던스 와트(동손)는 단락시험으로 구합니다.
Q840
변압기
임피던스전압
📄 2009.7 기출
변압기의 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q843
변압기
유기전압
📄 2009.7 기출
✎ 유사
권수비 6600/220, 단면적 0.02m², 최대자속밀도 1.2Wb/m² 변압기의 1차 유기전압 계산식은?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1\phi_m=4.44fN_1 B_m S\).
Q851
변압기
최대효율
📄 2009.7 기출
✎ 유사
5kW, 3300/220V 변압기가 역률 100%, 전부하 효율 96.2%일 때 최대효율이 되는 부하율을 정하는 것은?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
철손=동손이 되는 부하율 \(\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\)에서 최대효율.
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
철손=동손이 되는 부하율 \(\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}\)에서 최대효율.
Q852
변압기
단권 부하용량
📄 2009.7 기출
1kVA, 3000/200V 단상변압기를 3000/3200V 승압기로 결선할 때 부하용량은 몇 kVA인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(부하용량=자기용량\times\dfrac{V_h}{V_h-V_l}=1\times\dfrac{3200}{200}=16\,\text{kVA}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(부하용량=자기용량\times\dfrac{V_h}{V_h-V_l}=1\times\dfrac{3200}{200}=16\,\text{kVA}\).
Q863
변압기
무부하손
📄 2009.5 기출
변압기에서 1차가 전원에 접속되어 있으면 부하 유무와 관계없이 발생하는 손실은?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
부하와 무관한 손실은 무부하손(철손).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
부하와 무관한 손실은 무부하손(철손).
Q867
변압기
전압조정기
📄 2009.5 기출
3상 전압조정기의 원리는 무엇을 응용한 것인가?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상 유도전압조정기는 3상 유도전동기(회전자계) 원리를 응용합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상 유도전압조정기는 3상 유도전동기(회전자계) 원리를 응용합니다.
Q869
변압기
무부하 전압
📄 2009.5 기출
권수비 70 단상변압기의 전부하 2차전압 200V, 전압변동률 4%일 때 무부하 시 1차 단자전압은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
무부하 2차 \(=200\times1.04=208\)V, 1차 \(=208\times70=14560\,\text{V}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
무부하 2차 \(=200\times1.04=208\)V, 1차 \(=208\times70=14560\,\text{V}\).
Q876
변압기
권수
📄 2009.5 기출
✎ 유사
50kVA, 3300/210V, 60Hz 단상변압기(1차 권수 660, 철심 단면적 161cm²)의 최대자속밀도를 정하는 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
Q882
변압기
와류손
📄 2009.3 기출
3300V, 60Hz 변압기의 와류손이 360W일 때 2750V, 50Hz에서 와류손은 약 몇 W인가?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(P_e\propto V^2\)(f무관): \((2750/3300)^2\times360\approx250\,\text{W}\).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
\(P_e\propto V^2\)(f무관): \((2750/3300)^2\times360\approx250\,\text{W}\).
Q887
변압기
전압조정기
📄 2009.3 기출
3상 유도전압조정기의 동작 원리로 가장 적당한 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상 유도전압조정기는 회전자계 원리로 동작합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
3상 유도전압조정기는 회전자계 원리로 동작합니다.
Q888
변압기
전압변동률
📄 2009.3 기출
변압기에서 역률 100%일 때 전압변동률 ε은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
역률 1이면 \(\varepsilon=p\)(%저항강하).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
역률 1이면 \(\varepsilon=p\)(%저항강하).
Q889
변압기
여자어드미턴스
📄 2009.3 기출
변압기의 여자 어드미턴스를 구하는 시험법은?
💡 해설 보기
동기기 여자·V곡선
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
여자 어드미턴스는 무부하시험으로 구합니다.
계자전류로 역률 조정: 과여자→진상, 부족여자→지상, 역률1에서 전기자전류 최소(V곡선 최저점).
풀이
여자 어드미턴스는 무부하시험으로 구합니다.
Q890
변압기
주파수
📄 2009.3 기출
변압기의 부하·전압이 일정하고 주파수가 높아지면?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 철손·여자전류가 감소합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 철손·여자전류가 감소합니다.
Q900
변압기
주파수
📄 2008.7 기출
변압기의 부하·전압이 일정하고 주파수가 낮아지면?
💡 해설 보기
전력변환기
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 주파수가 낮으면 자속·철손이 증가합니다.
인버터(DC→AC), 컨버터(AC→DC), 사이클로컨버터(AC→직접 다른 주파수 AC), VVVF로 유도기 속도제어.
풀이
\(B_m\propto1/f\)로 주파수가 낮으면 자속·철손이 증가합니다.
Q912
변압기
누설변압기
📄 2008.7 기출
누설 변압기에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
누설변압기는 누설리액턴스가 커 전압변동률이 큽니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
누설변압기는 누설리액턴스가 커 전압변동률이 큽니다.
Q915
변압기
단락전류
📄 2008.7 기출
임피던스 전압강하 5%인 변압기가 단락되면 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단락전류
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n=\dfrac{100}{5}=20\)배.
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]%임피던스에 반비례합니다. 순간(돌발)단락전류는 누설리액턴스로, 지속단락전류는 동기리액턴스로 제한됩니다.
풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n=\dfrac{100}{5}=20\)배.
Q918
변압기
제3고조파
📄 2008.7 기출
변압기 결선에서 제3고조파 전압이 발생하는 결선은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Y-Y 결선은 제3고조파 순환 경로가 없어 제3고조파 전압이 나타납니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
Y-Y 결선은 제3고조파 순환 경로가 없어 제3고조파 전압이 나타납니다.
Q922
변압기
단락시험
📄 2008.5 기출
변압기의 단락시험과 관계가 <u>없는</u> 것은?
💡 해설 보기
동기기 시험
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손·여자전류는 무부하시험에서 구합니다.
무부하포화시험(→철손·유기전압)과 3상단락시험(→동기임피던스·단락비). 두 곡선으로 특성을 구합니다.
풀이
철손·여자전류는 무부하시험에서 구합니다.
Q925
변압기
누설리액턴스
📄 2008.5 기출
변압기의 누설 리액턴스를 줄이는 가장 효과적인 방법은?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
1·2차 권선을 분할·교호 배치하면 누설리액턴스가 감소합니다.
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
1·2차 권선을 분할·교호 배치하면 누설리액턴스가 감소합니다.
Q927
변압기
전압변동률
📄 2008.5 기출
✎ 유사
3300/210V, 10kVA 변압기의 %저항강하 3%, %리액턴스강하 4%일 때 지상역률 80%의 전압변동률은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=4.8\%\).
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
\(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=3\times0.8+4\times0.6=4.8\%\).
Q934
변압기
자속밀도
📄 2008.5 기출
✎ 유사
50kVA, 3300/210V, 60Hz(1차 권수 550) 변압기의 최대자속밀도를 정하는 것은?
💡 해설 보기
변압기 자속
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
\[ \phi_m=\frac{E}{4.44fN}=B_m S \]전압/주파수에 의해 정해지며, 자속밀도 \(B_m=\phi_m/S\).
풀이
\(B_m=\dfrac{E_1}{4.44fN_1 S}\).
Q936
변압기
유도전압조정기
📄 2008.5 기출
단상·3상 유도전압조정기의 비교 설명으로 옳지 <u>않은</u> 것은?
💡 해설 보기
유도전압조정기
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 위상 변화가 발생합니다(회전자계).
1·2차 권선의 상대 위치를 바꿔 연속적으로 전압을 조정. 단상은 교번자계, 3상은 회전자계 이용. 분로·직렬권선의 유도로 출력전압을 가감합니다.
풀이
3상 유도전압조정기는 위상 변화가 발생합니다(회전자계).
Q948
변압기
병렬 분담
📄 2008.3 기출
2차 환산 임피던스가 0.03+j0.02Ω, 0.02+j0.03Ω인 단상변압기 2대 병렬운전 시 부하분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 누설임피던스 크기에 반비례합니다.
Q949
변압기
단락권선
📄 2008.3 기출
단상 유도전압조정기에서 단락권선의 역할은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단락권선은 직렬권선의 누설리액턴스에 의한 전압강하를 방지합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
단락권선은 직렬권선의 누설리액턴스에 의한 전압강하를 방지합니다.
Q955
변압기
2차 전류
📄 2008.3 기출
3300/220V 변압기 1차에 3300V를 가하고 2차에 부하 접속 시 1차 전류가 3A이면 2차 전류는 몇 A인가?
💡 해설 보기
유도전동기 핵심
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(I_2=I_1\times a=3\times\dfrac{3300}{220}=45\,\text{A}\).
\(N_s=\dfrac{120f}{P},\ N=N_s(1-s),\ f_2=sf\), 전력분배 \(P_2:P_{c2}:P_o=1:s:(1-s)\), 토크 \(T\propto V^2\), 비례추이(2차저항), 기동 Y-Δ(1/3).
풀이
\(I_2=I_1\times a=3\times\dfrac{3300}{220}=45\,\text{A}\).
Q956
변압기
병렬운전
📄 2008.3 기출
변압기의 이상적인 병렬운전 조건이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
Q958
변압기
제3고조파
📄 2008.3 기출
기전력에 고조파를 포함하고 중성점이 접지된 경우 선로에 흐르는 충전전류의 주성분은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
중성점 접지 시 제3고조파 충전전류가 주로 흐릅니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
중성점 접지 시 제3고조파 충전전류가 주로 흐릅니다.
Q962
변압기
유기전압
📄 2020.9 기출
단면적 10cm² 철심에 200회 감고 60Hz, 60V 교류를 인가할 때 최대자속밀도는 약 몇 Wb/m²인가?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(B_m=\dfrac{E}{4.44fNS}=\dfrac{60}{4.44\times60\times200\times10\times10^{-4}}\approx1.13\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(B_m=\dfrac{E}{4.44fNS}=\dfrac{60}{4.44\times60\times200\times10\times10^{-4}}\approx1.13\).
Q971
변압기
병렬운전
📄 2020.9 기출
3상 변압기의 병렬운전 조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전 조건
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
① 극성이 같을 것 ② 권수비(정격전압)가 같을 것 ③ %임피던스가 같을 것 ④ 저항:리액턴스 비가 같을 것 (3상은 상회전방향·각변위도 일치). 부하분담은 %임피던스에 반비례합니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
Q975
변압기
단권변압기
📄 2020.9 기출
1차 100V, 2차 110V 단권변압기의 자기용량과 부하용량의 비는?
💡 해설 보기
단권변압기
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{10}{110}=\dfrac{1}{11}\).
1·2차가 권선 일부를 공유. 자기용량/부하용량 = (V_h−V_l)/V_h로, 승압비가 작을수록 경제적(동량·손실↓, 소형). 단점: 단락전류 큼·1·2차 절연 미분리.
풀이
\(\dfrac{자기용량}{부하용량}=\dfrac{V_h-V_l}{V_h}=\dfrac{10}{110}=\dfrac{1}{11}\).
Q977
변압기
극성
📄 2020.9 기출
✎ 유사
210/105V 변압기를 결선하고 고압측에 200V를 가할 때 감극성이면 전압계 지시는 약 몇 V인가?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 2, 2차 100V. 감극성 차동 접속 시 지시 \(=200-100=100\,\text{V}\).
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
권수비 2, 2차 100V. 감극성 차동 접속 시 지시 \(=200-100=100\,\text{V}\).
Q980
변압기
Δ-Y
📄 2021.3 기출
✎ 유사
3300/220V 단상변압기 3대를 Δ-Y 결선하고 2차 선간에 15kW 단상 전열기를 접속할 때의 특성 계산은?
💡 해설 보기
변압기 결선
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상전압·선전압 변환을 반영해 전류를 계산합니다.
Δ-Y(승압·중성점), Y-Δ(강압), Δ-Δ(V결선 가능), 스코트(3상↔2상), 지그재그(제3고조파·접지). 결선별 위상·고조파 특성이 다름.
풀이
Δ-Y 결선의 상전압·선전압 변환을 반영해 전류를 계산합니다.
Q984
변압기
자화전류
📄 2021.3 기출
1차 3300V, 무부하전류 0.15A, 철손 330W 단상변압기의 자화전류는 약 몇 A인가?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{330}{3300}=0.1\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.15^2-0.1^2}\approx0.112\,\text{A}\).
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
\(I_i=\frac{330}{3300}=0.1\)A, \(I_\phi=\sqrt{0.15^2-0.1^2}\approx0.112\,\text{A}\).
Q996
변압기
병렬 부하분담
📄 2021.3 기출
단상변압기 2대 병렬운전에서 각 부하전류 Ia, Ib와 임피던스 Za, Zb의 관계는?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
병렬은 전압강하가 같아 \(I_a Z_a=I_b Z_b\)(전류는 임피던스에 반비례).
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
병렬은 전압강하가 같아 \(I_a Z_a=I_b Z_b\)(전류는 임피던스에 반비례).
Q1003
변압기
누설리액턴스
📄 2021.5 기출
변압기의 권수를 N이라 할 때 누설리액턴스는?
💡 해설 보기
누설리액턴스
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스는 \(N^2\)에 비례합니다.
주자속과 쇄교하지 않는 누설자속에 의한 리액턴스. 순간(돌발)단락전류를 제한하며, 전압변동·임피던스전압의 주성분입니다.
풀이
누설리액턴스는 \(N^2\)에 비례합니다.
Q1007
변압기
와류손
📄 2021.5 기출
변압기 철손 중 와류손은 규소강판 두께와 어떤 관계인가?
💡 해설 보기
변압기 손실
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto t^2\)(두께 제곱).
무부하손(철손: 히스테리시스+와류, 부하무관)과 부하손(동손 \(\propto I^2\)). 와류손 \(\propto f^2B^2\).
풀이
와류손 \(P_e\propto t^2\)(두께 제곱).
Q1013
변압기
임피던스전압
📄 2021.5 기출
변압기 단락시험에서 임피던스 전압이란?
💡 해설 보기
임피던스전압·%임피던스
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
2차 단락 상태에서 1차에 정격전류가 흐르도록 가한 전압. \(\%Z=\dfrac{V_z}{V_{1n}}\times100\). 전압변동률·단락전류 계산의 기준.
풀이
임피던스 전압 = 정격전류를 흘릴 때 내부 임피던스 전압강하.
Q1014
변압기
전압변동률 시험
📄 2021.5 기출
변압기 전압변동률 계산에 필요한 수치를 얻기 위한 필수 시험은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
%저항·%리액턴스 강하는 단락시험으로 구합니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
%저항·%리액턴스 강하는 단락시험으로 구합니다.
Q1020
변압기
병렬조건
📄 2021.8 기출
3상 변압기의 병렬운전 조건으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
동기발전기 병렬운전 조건
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
① 기전력 크기 ② 위상 ③ 주파수 ④ 파형 (⑤ 상회전방향)이 같을 것. 조건이 다르면 무효횡류·동기화전류가 흐릅니다.
풀이
용량은 달라도 병렬운전이 가능합니다.
Q1030
변압기
절연유
📄 2021.8 기출
변압기유에 요구되는 특성으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 보호·냉각
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
부흐홀츠계전기(내부고장 가스 검출), 콘서베이터(유면 변동 흡수·열화 방지), 절연유(냉각·절연). 비율차동계전기로 내부고장 보호.
풀이
절연유는 인화점이 높아야 합니다.
Q1031
변압기
최대효율
📄 2021.8 기출
✎ 유사
100kVA, 2300/115V, 철손 1kW, 전부하 동손 1.25kW 변압기의 최대효율이 되는 부하율은?
💡 해설 보기
변압기·기기 최대효율 조건
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1}{1.25}}\approx0.89\).
\[ 철손(고정손)=동손(부하손) \]철손은 부하와 무관, 동손 \(\propto I^2\). 두 손실이 같아지는 부하율 \(m=\sqrt{P_i/P_c}\)에서 효율 최대.
풀이
\(부하율=\sqrt{\dfrac{P_i}{P_c}}=\sqrt{\dfrac{1}{1.25}}\approx0.89\).
Q1034
변압기
전압변동률
📄 2021.8 기출
변압기의 전압변동률에 대한 설명으로 <u>틀린</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 전압변동률
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
\[ \varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\,[\%] \]· \(p\): %저항강하, \(q\): %리액턴스강하, \(\theta\): 부하 역률각
최대값은 \(\sqrt{p^2+q^2}\)(=%임피던스강하), 역률 1이면 \(\varepsilon=p\).
풀이
진상역률에서는 전압변동률이 음(−)이 될 수 있습니다.
Q1049
변압기
임피던스와트
📄 2022.3 기출
변압기에 임피던스 전압을 인가할 때의 입력은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
임피던스 전압 인가 시 입력은 동손(임피던스 와트).
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
임피던스 전압 인가 시 입력은 동손(임피던스 와트).
Q1056
변압기
등가회로 시험
📄 2022.3 기출
변압기 등가회로 구성에 필요한 시험이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
슬립측정은 유도전동기 시험입니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
슬립측정은 유도전동기 시험입니다.
Q1057
변압기
단권 V결선
📄 2022.3 기출
✎ 유사
단권변압기 2대를 V결선하여 2000V→2200V로 승압하고 200kVA 3상 부하에 공급할 때의 자기용량 계산은?
💡 해설 보기
특성곡선·결선
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
단권 승압 자기용량 \(=부하\times\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)에 V결선 계수 반영.
부하 변화에 대한 전압·토크·효율 곡선. V결선 출력 \(=\sqrt3P_1\), 이용률 0.866.
풀이
단권 승압 자기용량 \(=부하\times\dfrac{V_h-V_l}{V_h}\)에 V결선 계수 반영.
Q1058
변압기
유기전압
📄 2022.3 기출
✎ 유사
권수비 6600/220, 60Hz, 철심 단면적 0.02m², 최대자속밀도 1.2Wb/m² 변압기의 1차 유기전압 계산식은?
💡 해설 보기
변압기 유기전압
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1 B_m S\).
\[ E=4.44\,f\,N\,\phi_m=4.44\,f\,N\,B_m S\,[\text{V}] \]
· \(f\): 주파수, \(N\): 권수, \(\phi_m=B_mS\): 최대자속, \(B_m\): 최대자속밀도, \(S\): 철심 단면적
계수 4.44 = \(2\pi/\sqrt2\)(정현파 실효값 환산). 1턴당이면 \(E/N=4.44fB_mS\).
계산
\(E_1=4.44fN_1 B_m S\).
Q1060
변압기
여자전류
📄 2022.4 기출
✎ 유사
단상변압기 무부하 상태에 \(v_1=200\sin(\omega t+30°)\)를 인가할 때 여자전류 Io는?
💡 해설 보기
여자(무부하)전류
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 첨두(왜형)파가 됩니다.
철심 자화에 필요한 전류. 자화전류(자속 형성)와 철손전류로 구성. 고조파(특히 3고조파)를 포함하며 실효값은 제곱합의 제곱근.
풀이
철심 포화로 여자전류는 첨두(왜형)파가 됩니다.
Q1065
변압기
병렬 분담
📄 2022.4 기출
단상변압기 병렬운전 시 부하전류의 분담은?
💡 해설 보기
변압기 병렬운전
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례합니다.
극성·권수비·%Z 일치. 부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례. %Z 다르면 순환전류.
풀이
부하분담은 용량에 비례, %임피던스에 반비례합니다.
Q1071
변압기
Δ-Y
📄 2022.4 기출
✎ 유사
권수비 a인 단상변압기 3대를 1차 Δ, 2차 Y로 결선할 때 2차 선간전압은?
💡 해설 보기
Δ-Y 결선의 2차 선간전압
권수비 \(a=\dfrac{\text{1차 상전압}}{\text{2차 상전압}}\) (변압기 1대 기준).
① 1차(Δ) 상전압 — Δ결선은 상전압 = 선간전압이므로 각 변압기 1차 상전압 \(=V_1\).
② 2차(Y) 상전압 — 각 변압기 2차 상전압 \(=\dfrac{V_1}{a}\).
③ 2차(Y) 선간전압 — Y결선은 선간전압 \(=\sqrt3\times\)상전압:
\[ V_{2\ell}=\sqrt3\times\dfrac{V_1}{a}=\sqrt3\,\dfrac{V_1}{a} \]※ 함정 — \(\dfrac{V_1}{a}\)는 2차 상전압(선간전압 아님). Y결선이라 \(\sqrt3\)배 해야 선간전압. Δ-Y는 2차 선간전압이 √3배 커지는 승압용 결선입니다.
권수비 \(a=\dfrac{\text{1차 상전압}}{\text{2차 상전압}}\) (변압기 1대 기준).
① 1차(Δ) 상전압 — Δ결선은 상전압 = 선간전압이므로 각 변압기 1차 상전압 \(=V_1\).
② 2차(Y) 상전압 — 각 변압기 2차 상전압 \(=\dfrac{V_1}{a}\).
③ 2차(Y) 선간전압 — Y결선은 선간전압 \(=\sqrt3\times\)상전압:
\[ V_{2\ell}=\sqrt3\times\dfrac{V_1}{a}=\sqrt3\,\dfrac{V_1}{a} \]※ 함정 — \(\dfrac{V_1}{a}\)는 2차 상전압(선간전압 아님). Y결선이라 \(\sqrt3\)배 해야 선간전압. Δ-Y는 2차 선간전압이 √3배 커지는 승압용 결선입니다.
Q1076
변압기
건조법
📄 2022.4 기출
변압기의 습기를 제거해 절연을 향상시키는 건조법이 <u>아닌</u> 것은?
💡 해설 보기
변압기 핵심
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
건조법은 열풍·단락·진공법이며 가압법은 아닙니다.
\(E=4.44fN\phi_m\), 권수비 \(a=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{V_1}{V_2}\), 전압변동률 \(\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\), 최대효율(철손=동손), 병렬운전(극성·권수비·%Z 일치).
풀이
건조법은 열풍·단락·진공법이며 가압법은 아닙니다.
Q1381
변압기
철손전류
📄 기타 기출
정격 200V 변압기의 무부하 입력(철손)이 100W일 때 철손전류는 몇 A인가?
💡 해설 보기
철손전류 전압과 동상 성분. \[I_w=\dfrac{P_0}{V}=\dfrac{100}{200}=\mathbf{0.5}\text{ A}\] 정답 ①.
Q1382
변압기
자화전류
📄 기타 기출
무부하 전류 5A, 철손전류 3A인 변압기의 자화전류는 몇 A인가?
💡 해설 보기
자화전류 철손전류와 직각. \[I_\mu=\sqrt{I_0^2-I_w^2}=\sqrt{5^2-3^2}=\sqrt{16}=\mathbf{4}\text{ A}\] 정답 ③.
Q1383
변압기
무부하 역률
📄 기타 기출
정격 100V 변압기의 무부하 전류 2A, 무부하 입력 80W일 때 무부하 역률은?
💡 해설 보기
무부하 역률 \[\cos\theta_0=\dfrac{P_0}{V\,I_0}=\dfrac{80}{100\times2}=\mathbf{0.4}\] 정답 ①. 여자전류는 역률이 매우 낮다(지상).
Q1384
변압기
여자 어드미턴스
📄 기타 기출
정격 100V 변압기에 무부하 전류 0.5A가 흐를 때 여자 어드미턴스는 몇 S인가?
💡 해설 보기
여자 어드미턴스 \[Y_0=\dfrac{I_0}{V}=\dfrac{0.5}{100}=\mathbf{0.005}\text{ S}\] 정답 ②.
Q1385
변압기
여자 저항
📄 기타 기출
철손전류 0.5A, 정격전압 100V인 변압기의 여자(철손 상당) 저항 Rm은 몇 Ω인가?
💡 해설 보기
철손 저항 철손전류가 흐르는 가지. \[R_m=\dfrac{V}{I_w}=\dfrac{100}{0.5}=\mathbf{200}\,\Omega\] 정답 ③. 철손 \(P_i=V I_w=I_w^2 R_m\).
Q1386
변압기
%임피던스
📄 기타 기출
✎ 유사
%임피던스가 4%인 변압기의 단락전류는 정격전류의 몇 배인가?
💡 해설 보기
단락전류 \[I_s=\dfrac{100}{\%Z}\times I_n=\dfrac{100}{4}I_n=\mathbf{25}\,I_n\] 정답 ②. %Z가 작을수록 단락전류가 크다.
Q1387
변압기
전압변동률
📄 기타 기출
변압기의 %저항강하 2%, %리액턴스강하 3%일 때 역률 100%(cosθ=1) 부하의 전압변동률은 약 몇 %인가?
💡 해설 보기
전압변동률 \[\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\]역률 1이면 \(\cos\theta=1,\ \sin\theta=0\): \[\varepsilon=2\times1+3\times0=\mathbf{2}\,\%\] 정답 ①.
Q1388
변압기
전압변동률
📄 기타 기출
%저항강하 3%, %리액턴스강하 4%인 변압기에 역률 0.8(지상) 부하를 걸 때 전압변동률은 몇 %인가?
💡 해설 보기
전압변동률 \[\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta\]\(\cos\theta=0.8,\ \sin\theta=0.6\): \[\varepsilon=3\times0.8+4\times0.6=2.4+2.4=\mathbf{4.8}\,\%\] 정답 ①.
Q1389
변압기
최대효율
📄 기타 기출
✎ 유사
변압기가 최대효율로 운전되는 조건으로 옳은 것은?
💡 해설 보기
변압기 최대효율 조건 부하와 무관한 철손(고정손)과 부하전류의 제곱에 비례하는 동손(가변손)이 같아질 때 효율이 최대다. \[P_i=P_c\ (철손=동손)\] 정답 ①.
Q1390
변압기
결선 위상
📄 기타 기출
✎ 유사
변압기 Y-Δ(또는 Δ-Y) 결선에서 1차와 2차 선간전압 사이에 생기는 위상차는?
💡 해설 보기
Y-Δ 결선의 위상차 Y결선과 Δ결선의 선간전압 기준이 달라 1·2차 사이에 30° 위상차가 생긴다. 이 때문에 위상차가 없는 Y-Y·Δ-Δ 계열과는 병렬운전할 수 없다. 정답 ②.
🧮 공학계산기
0
계산 기록
SI ×10ⁿ