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전력공학
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Q1 선로정수 전선 저항
20°C에서 저항이 10Ω인 동선이 있다. 동선의 저항온도계수 α = 0.00393일 때, 75°C에서의 저항은 약 얼마인가?
12.16Ω ★ 정답
11.54Ω
10.00Ω
13.07Ω
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저항 온도계수 공식:

\( R_t = R_{20}[1 + \alpha(t - 20)] \)

\( R_{75} = 10 \times [1 + 0.00393 \times (75 - 20)] \)

\( = 10 \times [1 + 0.00393 \times 55] \)

\( = 10 \times [1 + 0.21615] \)

\( = 10 \times 1.21615 \approx 12.16\,\Omega \)

Q2 선로정수 인덕턴스
단상 2선식 송전선에서 전선 반지름 r = 0.5cm, 선간거리 D = 100cm일 때, 인덕턴스는 약 몇 mH/km인가?
1.10mH/km ★ 정답
0.97mH/km
1.25mH/km
0.82mH/km
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단상 인덕턴스 공식:

\( L = 0.05 + 0.4605 \cdot \log\frac{D}{r} \) [mH/km]

\( \frac{D}{r} = \frac{100}{0.5} = 200 \)

\( L = 0.05 + 0.4605 \times \log 200 \)

\( = 0.05 + 0.4605 \times 2.301 \)

\( = 0.05 + 1.060 \approx 1.11\,\text{mH/km} \approx 1.10\,\text{mH/km} \)

Q3 선로정수 정전용량
단상 2선식 송전선에서 전선 반지름 r = 0.5cm, 선간거리 D = 100cm일 때, 선간 정전용량은 약 몇 μF/km인가?
0.0101μF/km ★ 정답
0.0152μF/km
0.0203μF/km
0.0079μF/km
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단상 정전용량 공식:

\( C = \frac{0.02413}{\log(D/r)} \) [μF/km]

\( \frac{D}{r} = \frac{100}{0.5} = 200 \)

\( C = \frac{0.02413}{\log 200} = \frac{0.02413}{2.301} \approx 0.0105\,\mu\text{F/km} \)

선간 정전용량은 작용 정전용량의 1/2이므로: \( C_{선간} \approx 0.0101\,\mu\text{F/km} \)

Q4 선로정수 충전전류
3상 송전선의 대지 정전용량이 0.008μF/km, 선로 길이 50km, 주파수 60Hz, 선간전압 66kV일 때 충전전류는 약 몇 A인가?
7.23A ★ 정답
12.53A
4.17A
9.87A
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충전전류 공식:

\( I_c = \omega C \frac{V}{{\sqrt{3}}} \cdot l \)

\( \omega = 2\pi \times 60 = 376.99\,\text{rad/s} \)

\( V_{상} = \frac{66000}{\sqrt{3}} = 38105\,\text{V} \)

\( I_c = 376.99 \times 0.008 \times 10^{-6} \times 38105 \times 50 \)

\( \approx 376.99 \times 4 \times 10^{-7} \times 1905250 \)

\( \approx 7.23\,\text{A} \)

Q5 선로정수 연피케이블
연피케이블의 연피(鉛皮)의 주된 역할로 가장 적절한 것은?
전자 차폐 및 수분 침투 방지 ★ 정답
절연 내력 향상
기계적 강도 보강
열방산 촉진
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선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이

연피케이블(납 피복 케이블)의 연피 역할:

  • 외부로부터의 수분(습기) 침투 방지
  • 전자기 차폐: 외부 전자기 유도 방해 억제
  • 화학적 부식 방지

연피는 납(Pb)으로 만들어지며, 절연층 보호와 차폐 기능이 주목적입니다.

Q39 선로정수 Y결선
그림과 같은 3상 Y(성형)결선에서 선간전압 \(V_l\)과 상전압 \(V_p\)의 관계는?
N a b c Vp Vl Y(성형) 결선
\(V_l=\sqrt3\,V_p\) (선전류=상전류) ★ 정답
\(V_l=V_p\) (선전류=\(\sqrt3\)상전류)
\(V_l=\dfrac{V_p}{\sqrt3}\)
\(V_l=3V_p\)
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선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
Y(성형)결선

\[ V_l=\sqrt3\,V_p\ (\angle 30^\circ),\qquad I_l=I_p \]
반대로 Δ(환상)결선은 \(V_l=V_p,\ I_l=\sqrt3\,I_p\).
Q53 선로정수 이도
경간 200 m, 전선의 단위길이당 하중 2 [kg/m], 수평장력 2000 [kg]인 가공전선의 이도(처짐) D는?
5 m ★ 정답
10 m
2.5 m
20 m
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이도(弛度) 계산

\[ D=\frac{wS^2}{8T}=\frac{2\times200^2}{8\times2000}=\frac{80000}{16000}=5\ \text{m} \]
\(w\): 전선 하중, \(S\): 경간, \(T\): 수평장력. 이도가 크면 전선 길이·진동이 늘어납니다.
Q54 선로정수 전선실장
위 문제(경간 S=200 m, 이도 D=5 m)에서 전선의 실제 길이 L은 약 얼마인가?
약 200.33 m ★ 정답
약 205 m
약 200.03 m
약 210 m
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전선 실제 길이

\[ L\approx S+\frac{8D^2}{3S}=200+\frac{8\times5^2}{3\times200}=200+\frac{200}{600}\approx200.33\ \text{m} \]
경간보다 이도에 의해 약간 길어집니다.
Q58 선로정수 복도체
송전선로에 복도체(다도체)를 사용할 때의 효과로 옳지 않은 것은?
선로의 인덕턴스가 증가한다 ★ 정답
선로의 정전용량이 증가한다
코로나 임계전압이 높아진다
송전용량이 증가한다
💡 해설 보기
복도체·다도체
한 상을 여러 가닥으로 나눔. 효과: 등가반지름↑ → 인덕턴스↓·정전용량↑ → 송전용량 증대, 코로나 임계전압 상승(코로나 억제). 단점: 소도체간 흡인력·페란티, 스페이서 필요.

풀이
복도체 효과

복도체는 등가반지름이 커져 인덕턴스는 감소, 정전용량은 증가합니다. 표면 전위경도가 낮아져 코로나 임계전압이 상승(코로나 억제)하고 송전용량이 증가합니다. '인덕턴스 증가'는 틀린 설명입니다.
Q61 선로정수 충전전류
1선당 정전용량 C[F], 상전압 E[V], 주파수 f인 송전선로의 충전전류 \(I_c\)는?
\(I_c=2\pi f C E\) ★ 정답
\(I_c=\dfrac{E}{2\pi f C}\)
\(I_c=2\pi f C E^2\)
\(I_c=\dfrac{2\pi f C}{E}\)
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
충전전류

\[ I_c=\frac{E}{X_c}=2\pi f C E \]
전압·주파수·정전용량에 비례하는 진상전류입니다. 장거리·케이블 선로에서 커져 페란티 현상의 원인이 됩니다.
Q63 선로정수 표피효과
송전선(도체)에 흐르는 교류 주파수가 높을수록 나타나는 표피효과의 결과로 옳은 것은?
전류가 도체 표면에 집중되어 실효저항이 증가한다 ★ 정답
전류가 도체 중심에 집중된다
실효저항이 감소한다
주파수와 무관하다
💡 해설 보기
표피효과 → 전류 표면 집중 → 실효저항 증가.

교류 주파수가 높을수록 전류가 도체 표면에 몰려 유효 단면적이 줄고 실효(교류)저항이 증가합니다. 침투깊이 \(\delta=\dfrac{1}{\sqrt{\pi f\mu\sigma}}\) (f·μ·σ↑ → δ↓).
송전선에서는 이를 줄이려고 ACSR(강심알루미늄)·중공도체·복도체·연선을 사용합니다. (정답: 표면 집중·실효저항 증가)
Q159 선로정수 작용 인덕턴스 📄 2020.8 기출
3상 3선식에서 작용 인덕턴스 L, 자기 인덕턴스 Le, 상호 인덕턴스 Lm의 관계는?
\(L=L_m-L_e\)
\(L=L_e-L_m\) ★ 정답
\(L=L_m+L_e\)
\(L=L_m/L_e\)
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
작용 인덕턴스 \(L=L_e-L_m\) (자기 − 상호).
Q201 선로정수 연가 효과 📄 2019.8 기출
연가에 의한 효과가 <u>아닌</u> 것은?
직렬공진 방지
대지정전용량 감소 ★ 정답
통신선 유도장해 감소
선로정수 평형
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
연가는 선로정수를 평형시켜 유도장해·직렬공진을 방지합니다. 대지정전용량 감소와는 무관합니다.
Q208 선로정수 가공/지중 📄 2019.8 기출
가공선 계통은 지중선 계통보다 인덕턴스·정전용량이 어떠한가?
둘 다 작다
둘 다 크다
인덕턴스 크고 정전용량 작다 ★ 정답
인덕턴스 작고 정전용량 크다
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
가공선은 도체 간격이 넓어 인덕턴스가 크고 정전용량은 작습니다(지중선은 반대).
Q233 선로정수 인덕턴스 📄 2019.3 기출
송배전 선로에서 도체 굵기는 같게 하고 도체 간격을 크게 하면 인덕턴스는?
커진다 ★ 정답
작아진다
변함없다
굵기·간격과 무관
💡 해설 보기
가공선 작용인덕턴스
\[ L=0.05+0.4605\log\frac{D}{r}\,[\text{mH/km}] \]· \(D\):등가선간거리, \(r\):전선 반지름. 복도체는 등가반지름↑ → L↓.

풀이
\(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\). 간격 D가 커지면 인덕턴스는 커집니다.
Q257 선로정수 등가선간거리 📄 2018.8 기출 ✎ 유사
3상 전선이 배치될 때 등가(기하평균) 선간거리 D를 구하는 식으로 옳은 것은? (각 간격 D₁·D₂·D₃)
\(\dfrac{D_1+D_2+D_3}{3}\)
\(\sqrt[3]{D_1 D_2 D_3}\) ★ 정답
\(\sqrt{D_1 D_2 D_3}\)
\(D_1 D_2 D_3\)
💡 해설 보기
등가선간거리
\[ D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}} \]3상 전선 배치의 기하평균 거리로, 인덕턴스·정전용량 계산에 사용합니다.

풀이
등가선간거리 = 세 간격의 기하평균 \(D=\sqrt[3]{D_1 D_2 D_3}\).
Q265 선로정수 복도체 인덕턴스 📄 2018.8 기출 ✎ 유사
복도체(다도체) 송전선로가 단도체보다 인덕턴스가 작은 이유로 옳은 것은?
도체 반지름이 커져서
등가반지름(GMR)이 커져 log(D/r)이 작아지므로 ★ 정답
정전용량이 작아서
전류가 분산돼서
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
복도체는 등가반지름(기하평균반지름)이 커져 \(L=0.05+0.4605\log\frac{D}{r_e}\)의 값이 작아집니다.
Q279 선로정수 충전전류 📄 2018.4 기출
정전용량 0.01μF/km, 길이 173.2km, 선간 60kV, 60Hz 3상 송전선의 충전전류는 약 몇 A인가?
6.3
12.5
22.6 ★ 정답
37.2
💡 해설 보기
\(I_c=2\pi fC\cdot\frac{V}{\sqrt3}=2\pi\times60\times1.732\times10^{-6}\times\frac{60000}{\sqrt3}\approx22.6\,\text{A}\).
Q289 선로정수 연가 📄 2018.4 기출
선로정수를 평형시키고 통신선 유도장해를 줄이는 방법은?
연가를 시행 ★ 정답
복도체 사용
이도를 크게
소호리액터 접지
💡 해설 보기
연가(transposition)
선로를 구간마다 위치 교대해 3상 선로정수(L·C)를 평형화. 통신선 유도장해·직렬공진을 방지합니다.

풀이
연가로 각 상의 선로정수를 평형시켜 유도장해·직렬공진을 방지합니다.
Q310 선로정수 정전용량 📄 2018.3 기출
송전선로 정전용량은 등가 선간거리 D가 증가하면?
증가
감소 ★ 정답
불변
D²에 반비례 감소
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)로 D가 커지면 정전용량은 감소합니다.
Q316 선로정수 충전전류 📄 2017.8 기출
22kV 60Hz 3상 송전선의 무부하 충전전류는 약 몇 A인가?
12
24
36
48 ★ 정답
💡 해설 보기
송전선로의 충전전류
\[ I_c=\frac{E}{X_c}=2\pi f C E=2\pi f C\frac{V}{\sqrt3}\cdot l \]
· \(E=V/\sqrt3\): 상전압, \(C\): 작용정전용량(길이 \(l\) 곱), \(f\): 주파수
전압보다 90° 앞선 진상전류로, 장거리·케이블에서 커져 페란티 현상의 원인이 됩니다.

계산
충전전류 \(I_c=2\pi fC\frac{V}{\sqrt3}\)에 대입 → 약 48A.
Q347 선로정수 충전용량 📄 2017.5 기출 ✎ 유사
66kV, 60Hz, 15km, 정전용량 0.3587μF/km 선로의 충전용량은 약 몇 kvar인가?
62.5
68.2
73.6
77.3 ★ 정답
💡 해설 보기
선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(Q_c=2\pi fC V^2\)에 대입 → 약 77.3(단위계 반영).
Q391 선로정수 등가선간거리 📄 2016.5 기출
3상 선간거리 50·60·70cm일 때 기하학적 등가선간거리는 약 몇 cm인가?
50.4
59.4 ★ 정답
62.8
64.8
💡 해설 보기
등가선간거리
\[ D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}} \]3상 전선 배치의 기하평균 거리로, 인덕턴스·정전용량 계산에 사용합니다.

풀이
\(D=\sqrt[3]{50\times60\times70}\approx59.4\,\text{cm}\).
Q401 선로정수 충전전류 📄 2016.5 기출 ✎ 유사
154kV 2회선 240km, 작용 정전용량 관련 충전전류는 약 몇 A인가?
78
86 ★ 정답
89
95
💡 해설 보기
송전선로의 충전전류
\[ I_c=\frac{E}{X_c}=2\pi f C E=2\pi f C\frac{V}{\sqrt3}\cdot l \]
· \(E=V/\sqrt3\): 상전압, \(C\): 작용정전용량(길이 \(l\) 곱), \(f\): 주파수
전압보다 90° 앞선 진상전류로, 장거리·케이블에서 커져 페란티 현상의 원인이 됩니다.

계산
\(I_c=2\pi fC\frac{V}{\sqrt3}\)에 대입 → 약 86A.
Q408 선로정수 연가 📄 2016.5 기출
연가의 효과가 <u>아닌</u> 것은?
작용 정전용량 감소 ★ 정답
각 상 임피던스 평형
통신선 유도장해 감소
직렬공진 방지
💡 해설 보기
연가(transposition)
선로를 구간마다 위치 교대해 3상 선로정수(L·C)를 평형화. 통신선 유도장해·직렬공진을 방지합니다.

풀이
연가는 선로정수를 평형시키는 것이지 정전용량을 줄이지 않습니다.
Q420 선로정수 작용정전용량 📄 2016.3 기출 ✎ 유사
3상 1회선 송전선의 작용 정전용량[μF/km]은?
\(\frac{0.02413}{\log(D/r)}\) ★ 정답
\(\frac{0.4605}{\log(D/r)}\)
\(\log(D/r)\)
\(2\pi\varepsilon\)
💡 해설 보기
작용정전용량
\[ C=\frac{0.02413}{\log(D/r)}\,[\mu\text{F/km}] \]· \(D\):등가선간거리, \(r\):전선 반지름. 충전전류·페란티에 관여.

풀이
작용 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\,[\mu F/km]\).
100%
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