6
하여 설명하시오. 8. 케비테이션 계수와 케비테이션 방지대책에 대하여 설명 하시오. 9. 관류 보일러에 대하여 설명하시오. 10. 전력용 변압기의 병렬운전 조건에 대해 기술하시오. 11. 전력용 변압기에 적용되는 저감절연과 단절연에 대해 설명하시오. 12. 전력용 차단기의 정격전류, 정격차단전류, 정격차단시 간에 대해 설명하시오. 13. 복합발전에 대하여 간략히 설명하고 복합발전의 장점 을 기술하시오. 전기설비 2008/6 107 시/험/문/제 시/험/문/제 www.keca.or.kr 106 국가기술자격검정 필기시험 문제 자격종목 발송배전 시험시간 분야 전기 수험번호 2008년도 기술사 제84회(2008년 2월17일 시행) 제84회 발송배전 문제 및 풀이에 대한 문의는 서울공과전기학원으로 하십시오. 1. 그림과 같은 회로의 영상, 정상 및 역상 임피던스 Z0, Z1, Z2 를 구하시오. 2. 다음 4모선 계통의 Y-bus 행렬을 구하시오. (단, 그림의 숫자는 PU 단위의 어드미턴스 값이다.) 3. 다음 용어에 대해서 설명하시오. ⒜ 전압강하율 ⒝ 수용율 설비 불평형율( 단상 3선식의 경우) 4. 일반적인 전력조류 계산(Power Flow Calculation)법에서 슬랙(기준) 모선 ㉡ 발전기 모선 ㉢ 부하 모선의 제어값(기지량)과 상태값(미지량) 을 적으시오. 5. 전력용 콘덴서에 사용되는 직렬리엑터의 설치목적을 4 가지 이상 기술하시오. 6. 계통의 고장 계산에서 기준전력을 100[MVA]로 할 때 22.9[KV]와 154[KV]의 기준 전류 , 기준 임피이던 스를 구하시오. 7. 활선 애자 청소 장치(Hot Line Washing System)에 대 서울공과전기학원 ☎(02)2676-1114 www.sgh.co.kr 시/험/문/제 1 교시 ※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하십시오.(각 10점) 2 교시 1. 최근 구미 선진국에서 발생하고 있는 대형 정전사고는 무효전력(reactive power ) 수급 불균형에 의한 계통의 전압 불안정에 기인하고 국내 계통의 경우도 지속적인 부하의 증 가와 송전선의 장거리화 등에 따른 무효전력 손실의 증가로 대형 정전사고(Black Out )의 위험에 노출되어 있다. 이러한 현상과 관련하여 다음 질문에 답하시오. ① 무효전력이란 무엇인가? ② 무효전력 공급원을 동작 특성에 따라 2가지로 나누 어 쓰시오. ③ 무효전력 제어의 어려움을 유효전력(active power )과 비교하여 설명하시오. 2. 송전선과 통신선에 관련된 유도 장해(inductive interference)에 대해 다음 질문에 답하시오. ① 유도 장해란 무엇인가? ② 유도 장해가 발생하는 원인을 크게 2가지로 나누어 설명하시오. ③ 유도 장해의 방지 대책인 차폐선 효과에 대해서 설 명하시오. 3. 일반적으로 정상상태의 전력계통에서 유효전력은 위상 차(θ )와 밀접하고, 무효전력은 전압크기(V)와 밀접하다고 하는 이유를 다음 그림을 참고하여 수식적으로 설명하시오. 4. 연계선로에서의 주파수 제어 방식의 일반적인 3가지 방식에 대하여 간단히 설명하시오. 5. 다음 그림의 송전 선로에 부하를 접속하였더니 점 D의 전압이 공칭전압 보다 10[kV] 떨어졌다. 원래의 전압으로 회복하는 데 필요한 무효전력량을 구하시오. (단, 그림에서 단위값은 100[MVA]를 기준으로 하였고 저항은 무시한다. D점의 공칭전압은 200[kV]이다)

국가기술자격검정필기시험문제 - keca.kr · 시험시간 분야 전기 수험번호 성 명 ... ①무효전력이란무엇인가? ②무효전력공급원을동작특성에따라2가지로나누

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하여 설명하시오.

8. 케비테이션 계수와 케비테이션 방지 책에 하여 설명

하시오.

9. 관류 보일러에 하여 설명하시오.

10. 전력용 변압기의 병렬운전 조건에 해 기술하시오.

11. 전력용 변압기에 적용되는 저감절연과 단절연에 해

설명하시오.

12. 전력용 차단기의 정격전류, 정격차단전류, 정격차단시

간에 해 설명하시오.

13. 복합발전에 하여 간략히 설명하고 복합발전의 장점

을 기술하시오.

전기설비 2008/6107

시/험/문/제

시/험/문/제

www.keca.or.kr106

국가기술자격검정 필기시험 문제

자격종목

발송배전

시험시간분 야

전 기

수험번호 성 명

2008년도기술사제84회(2008년 2월17일시행)

제84회발송배전문제및풀이에 한문의는서울공과전기학원으로하십시오.

1. 그림과 같은 회로의 상, 정상 및 역상 임피던스 Z0,

Z1, Z2 를 구하시오.

2. 다음 4모선 계통의 Y-bus 행렬을 구하시오.

(단, 그림의 숫자는 PU 단위의 어드미턴스 값이다.)

3. 다음 용어에 해서 설명하시오.

⒜ 전압강하율

⒝ 수용율

⒞ 설비 불평형율( 단상 3선식의 경우)

4. 일반적인 전력조류 계산(Power Flow Calculation)법에서

㉠ 슬랙(기준) 모선 ㉡ 발전기 모선

㉢ 부하 모선의 제어값(기지량)과 상태값(미지량)

을 적으시오.

5. 전력용 콘덴서에 사용되는 직렬리엑터의 설치목적을 4

가지 이상 기술하시오.

6. 계통의 고장 계산에서 기준전력을 100[MVA]로 할 때

22.9[KV]와 154[KV]의 기준 전류 , 기준 임피이던

스를 구하시오.

7. 활선 애자 청소 장치(Hot Line Washing System)에

서울공과전기학원☎(02)2676-1114 www.sgh.co.kr

시/험/문/제

제 1 교시 ※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하십시오.(각 10점)

제 2 교시

1. 최근 구미 선진국에서 발생하고 있는 형 정전사고는

무효전력(reactive power) 수급 불균형에 의한 계통의 전압

불안정에 기인하고 국내 계통의 경우도 지속적인 부하의 증

가와 송전선의 장거리화 등에 따른 무효전력 손실의 증가로

형 정전사고(Black Out)의 위험에 노출되어 있다. 이러한

현상과 관련하여 다음 질문에 답하시오.

① 무효전력이란 무엇인가?

② 무효전력 공급원을 동작 특성에 따라 2가지로 나누

어 쓰시오.

③ 무효전력 제어의 어려움을 유효전력(active power)과

비교하여 설명하시오.

2. 송전선과 통신선에 관련된 유도 장해(inductive

interference)에 해 다음 질문에 답하시오.

① 유도 장해란 무엇인가?

② 유도 장해가 발생하는 원인을 크게 2가지로 나누어

설명하시오.

③ 유도 장해의 방지 책인 차폐선 효과에 해서 설

명하시오.

3. 일반적으로 정상상태의 전력계통에서 유효전력은 위상

차(θ)와 접하고, 무효전력은 전압크기(V)와 접하다고

하는 이유를 다음 그림을 참고하여 수식적으로 설명하시오.

4. 연계선로에서의 주파수 제어 방식의 일반적인 3가지

방식에 하여 간단히 설명하시오.

5. 다음 그림의 송전 선로에 부하를 접속하 더니 점 D의

전압이 공칭전압 보다 10[kV] 떨어졌다. 원래의 전압으로

회복하는 데 필요한 무효전력량을 구하시오.

(단, 그림에서 단위값은 100[MVA]를 기준으로 하 고

저항은 무시한다. D점의 공칭전압은 200[kV]이다)

『해설』

1. 상회로의 해석과 등가회로

1) 상회로의 정의 : 3상 1회선 송전선에서 고장점

단자 a, b, c를 일괄하고, 이것과 지사이에 단상

전원을 넣어, 단상교류를 흘릴 때 흘러가는 범위회

로.

2) 상회로는 변압기의 Δ결선내로만 순환하므로,

변압기의 임피던스 Zt까지만으로 구성됨

3)또, 이때 중성점의 접지저항에는 1상의 상전류

(I0)의 3배(3I0)가 흐르므로, 이 임피던스 값을 3배

로 취급함

4) 상회로의 등가회로

2. 정상회로

1)정의 : 고장점에서 회로망 전체의 정상임피던스를

구하기 위해, 단자 A, B, C에 상회전 방향이 정상

인 3상 평형 전압을 인가해서 각의 I1, a2I1, aI1 평형

3상 교류가 흘러가는 범위 회로

2)정상회로는 칭 3상교류이므로 중성점을 통과하

지 않음

3)전원측의 발전기나 부하측의 전동기에는 변압기의

△회로를 통해서 전류가 흐르므로, 발전기의 정상

임피던스 Zg1, 부하 측의 정상임피던스 Zm1 및 변

압기의 임피던스 Zt도 정상임피던스로 봄.

4)중성점 접지 저항은 포함되지 않는다

5)정상회로의 등가회로

그림2. 정상회로의 등가회로

3. 역상회로

1)정의 : 정상회로에서 abc인 상회전 방향이 역상인

3상 평형회로에서 통전되는 범위의 회로

2)변압기, 선로 임피던스는 정상, 역상이 동일

3)역상회로 등가회로

그림3. 정상회로의 등가회로

4) 고장 전류 순시값에서도 과도 임피던스를 적용하

며, Z1=Z2 두어도 무방

전기설비 2008/6109

시/험/문/제

www.keca.or.kr108

시/험/문/제

그림과 같은 회로의 상, 정상 및

역상 임피던스 Z0, Z1, Z2 를 구하시

오.

문제 1

6. 기술력의 진보로 전력계통에 고압직류송전(HVDC) 시

스템을 적용하는 사례가 점점 증가하고 있으며 현재 우리나

라의 제주-해남 지역에 적용되어 사용되고 있다. HVDC 송

전에 해 간략히 설명하고 이 방법의 장점을 5개 정도 약

술하시오.

제 4 교시

1. 전력 계통의 고장계산에서 칭좌표법은 어떠한 경우에

이용하고, 각 성분에 한 설명 및 물리적 특성을 설명하시

오.

2. 지중케이블의 각종 손실과 경감 책에 하여 논하시

오.

3. 우리 나라의 전력계통은 154[kV]→345[kV]→765[kV]

로 격상 진행 중이다. 3개 전압에 해 다음 사항을 비교 검

토하고, 765[kV]계통의 기술적인 문제점을 기술하시오.

1) 전압별 손실율

2) 동일 전력 공급 기준으로 철탑면적비 및 송전능력

4. 3상 2회선 송전선로의 애자 개수를 결정할 때 고려해야

할 사항을 기술하시오.

5. 변전소에 설치되는 전력용 콘덴서 중 23[kV]모선에 연

결된 5000[kVar](6.6[kV], 278[kVar] 8개) 전력용 콘덴서의

결선도를 그리고 관련기기를 설명하시오.

6. 배전선로에서 운 되는 무정전공법의 필요성과 효과에

관하여 설명하시오.

1. 발전소에 사용하는 비상용 전원계통인 직류전원설비와

비상 발전기 교류전원설비에 하여 설치목적을 기술하시오.

2. 가스절연 변전소(Gas Insulated Substation)에 사용되는

가스의 특징과 가스절연변전소의 장단점에 해 기술하시오.

3. 모선(Bus)구성 방식의 종류를 들고 각각에 해 그림

을 그리고 장단점을 기술하시오.

4. 개별 단독 접지에 비해 공통접지(Common Grounding)

의 장점과 특징에 해 기술하시오.

5. 전력계통에서의 절연협조에 해 설명하시오.

6. 용량 유입식 전력용 변압기를 위한 보호계전기의 종

류와 정정기준에 해 설명하시오.

제 3 교시

그림1. 상등가회로

다음 4모선 계통의 Y-bus행렬을

구하시오.(단, 그림의 숫자는 PU 단

위의 어드미턴스 값이다.)

문제 2

용된다.

(C)설비 불평형률

설비 불평형율이라 함은, 중성선과 각 전압측 전선

간 접속되는 부하설비 용량(VA)의 차와 총부하설비

용량(VA)의 평균치와의 비(%)를 말한다. 즉, 다음 식

으로 나타낸다.

저압수전의 단상 3선식에서 중성선과 각 전압측 전

선간의 부하는 평형이 되게 하는 것을 원칙으로 한다.

이 경우에는 40%의 한도를 초과하면 아니된다.

『해설』

1. 전력조류계산의 개념.

1)전력조류란 전력계통의 무효전력 및 유효전력을

의미하며, 복잡하게 구성된 전력계통을 해석하기

위해 전압2차식 또는 삼각함수를 포함하는 비선

형 표현식인 전력방정식을 이용하여 각 모선에서

의 전압, 위상각, 유효전력, 무효전력의 4개 변수

로 된 함수 F(V, δ, P, Q)=0의 2가지 해를 구하

는 것임.

2)즉, 전력조류의 표현을 전압과 전력을 사용하여,

기지량의 종류에 따라 모선의 종류는 3가지로 구

분하여 전력조류계산은 각 모선에서 2개의 기지량

을 이용하여 2개의 미지량을 구하는 것임.

2. 모선종류의 구분

※ 보통 중간 모선인 변전소 모선에서 조상설비가

없는 경우 PR=0, QR=0으로 지정한다.

『해설』

1. 직렬리액터(Series Reactor)

콘덴서를 조상용으로 송전선에 연결 시 당면하는 큰

문제는 전압파형이 비틀리는 것이다. 선로에는 변압기

등의 자기포화 때문에 고조파 전압이 포함 되어 있으

며 콘덴서를 연결함에 따라 고조파 전압이 확 된다.

그러나 제3고조파 전압은 변압기 저압측의 ?결선으로

단락 제거되므로 나머지의 제5고조파가 확 된다. 따

라서 제5고조파에서 콘덴서와 직렬공진 하는 직렬리

액터(Series Reactor)를 삽입한다.

2. 설치목적

1)Condenser를 회로에 투입 시 Inrush Current에 의

한 Stress억제

2)Condenser 개방 시 선로이상 전압방지(Re-Ignition,

재점호)

3)L.C 공진에 의한 전압, 전류파형의 왜곡 방지

4)고조파 악 향제거(파형개선 목적 특히 5고조파

억제)

(1)직렬 Reactor 용량산정을 위하여 기본주파수를

전기설비 2008/6111

시/험/문/제

『해설』

1. Y-BUS 내 각 인자 산출

2. Y-BUS 작성

『해설』

(a)전압강하율

가공 배전선로에 부하가 접속되지 않고 전압만 걸렸

을 경우 수전단 전압은 송전단의 전압과 그 크기가

거의 같다(정전 용량이 무시되기 때문이다). 그러나,

여기에 부하가 접속되면 수전단 전압은 송전단 전압

보다 낮아진다. 이 전압의 차를 전압강하라고 한다.

전압강하는 선로에 전류가 흐름으로써 발생하는 역

기전력 때문에 생기는 것이다.

보통 배전선로에서 전압강하라고 부르는 것은 송

전단 전압 ES와 수전단 전압 EI의 절 값의 차, 바

꾸어 말하면 전압계에 나타난 값의 산출차 (스칼

라(Scalar)차)로서 VS와 VI의 벡터차인 선로의 임

피던스 전압강하와 다르다는 점에 주의할 필요가

있다.

전압강하의 크기는 접속된 부하의 크기에 따라 변화

하는데 이 전압강하의 수전단 전압에 한 백분율

[%]을 전압 강하율이라고 한다. 즉,

여기서, ES : 송전단 전압[V]

EI : 수전단 전압[V]

전압 강하율은 전선의 저항, 리액턴스, 역률 및 전선

을 흐르는 전류와관계가 있다.

(b)수용률

수용가의 부하설비는 전부가 동시에 사용되는 일이

거의 없기 때문에 수용가의 부하설비 용량의 합계와

그것이 실제로 사용되는 그 시점에서의 최 전력과는

반드시 일치하지 않는다. 즉, 수용가의 최 수요 전력

[kW]은 부하 설비의 정격 용량의 합계[kW]보다 작

은 것이 보통이다.

수용율 이란 어느 기간 중에서의 수용가의 최 수요

전력[kW]과 그 수용가가 설비하고 있는 설비용량의

합계[kW]와의 비를 말한다. 즉,

이 값은 부하의 종류라든지 사용 기간, 계절 등에 따

라서 차이가 있지만 기간을 1년으로 잡을 경우 략

30~90[%]범위이다.

이 수용율은 수요를 상정할 경우 중요한 요소로 사

www.keca.or.kr110

시/험/문/제

다음 용어에 해서 설명하시오.

⒜ 전압강하율 ⒝ 수용률

⒞ 설비 불평형률

( 단상 3선식의 경우)

문제 3

일반적인 전력 조류 계산(Power

Flow Calculation)법에서 ㉠슬랙(기

준) 모선 ㉡발전기 모선 ㉢부하모

선의 제어값(기지량)과 상태값(미지

량)을 적으시오.

문제 4

전력용 콘덴서에 사용되는 직렬리

엑터의 설치목적을 4가지 이상 기술

하시오.

문제 5

모선의 종류기 지 량

( 운 전조건 입력 data)

미 지 량

( 조류계산 결과의 data)

발전소 모선발전소에발전하는유효전력:PG

발전소모선의전압:EG

무효전력:QG

모선전압의 위상각:δG

부 하 (변 전

소) 모선

전력회로망으로부터 모선에

받아들이는 유효전력:PR

무효전력:QR

모선전압의 크기:ER

모선전압의 위상각:δR

슬 랙 모 선

(Swing 모선),

또는기준모선

모선전압의 크기: Es

모선전압의 위상각:δs

(기준 위상으로서:δs=O)

유효전력:Ps

무효전력:Qs

(계통의 전송 全손실=P1)

기 때문에 일반적으로 개개의 세정장치에 의하여 애자

류의 오손세정 시험을 행하여, 4회 모두 섬락을 일으

키지 않는 최고의 전압치를 그 경우에 있어서의 세정

내전압이라 한다.

4. 세정수 고유저항과 내전압과의 관계

애자의 세정 내전압은 세정수의 고유저항에 따라 변

화한다. 실제의 활선 세정시험 데이터로부터 구한 세

정수 고유저항-세정 내전압치의 관계로 부터 세정수의

고유저항이 5K?/cm이하가 되면 세정 내전압이 급격하

게 저하되는 것을 알 수가 있다. 따라서 세정수의 고

유저항은, 상시 5KΩ/cm이상 이어야 하는 것이 바람

직하다.

『해설』

1. 캐비테이션

운전 중인 수차 또는 펌프수차의 각 부분의 유속 및

압력은 각각 다르다. 지금 어느 부분에서의 압력이 그

때의 수온의 포화 증기압 이하로 저하하면 그 부분의

물은 증발해서 수증기로 되므로 유수 중에 미세한 기

포가 발생한다. 이 기포가 주위의 물과 함께 흐르게

되는데, 이것이 압력이 높은 곳에 도달하면 더 이상

기포상태를 유지하지 못하고 갑자기 터져서 그 순간에

매우 높은 압력이 발생해서 부근의 물체에 큰 충격을

주게 된다. 이 충격이 되풀이되면 드디어는 수차의 각

부분 특히 그중에서도 러너와 버킷 등을 침식하게 된

다. 이 현상을 캐비테이션이라고 한다.

그림1. 펠톤 수차

2. 캐비테이션 장해

캐비테이션이 발생하면 이로 인해 다음과 같은 장해

를 일으키게 된다.

1) 수차의 효율, 출력, 낙차가 저하된다.

2) 유수에 접한 러너나 버킷 등에 침식이 일어난다.

3) 수차에 진동을 일으켜서 소음을 발생한다.

4) 흡출관 입구에서의 수압의 변동이 현저해진다.

여기서, 가장 주의하지 않으면 안 되는 것은 2)의 침

식으로서 이것은 펠톤수차에서는 니들팁과 버킷, 프란

시스 수차에서는 러너날개 출구의 이면, 프로펠러 수

차에서는 날개 바깥, 주변 끝의 이면 및 노즐팁 등에

많이 발생하고 있다.

3. 캐비테이션의 방지 책

캐비테이션의 발생은 수차의 비속도 NS와 그 수차

의 사용 장소에서의 조건과의 관계에 의한 것이 많아,

일반적으로는 NS의 값이 큰 형식의 수차쪽에 더 많이

발생한다. 캐비테이션의 발생을 방지하기 위해서는 다

음과 같은 책을 취하고 있다.

1)수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않을 것

2)흡출관의 높이(흡출수두)를 너무높게 취하지 않을 것

3)침식에 강한 재료(예 스테인리스강)로 러너를 제

작하든지 부분적으로 보강할것

4)러너표면을 미끄럽게 가공 정도를 높일 것

5)과도한 부분 부하, 과부하 운전을 가능한 한 피할

것 캐비테이션 이외에 러너날개나 안내 날개가 부

식되는 원인으로는 유수중에 포함되는 토사나 산

에 의한 부식이 있다.

4. 캐비테이션 계수(토마계수)

1)캐비게이션의 발생을 나타내는 계수 를 캐비테이

션 또는 토마계수라고 부르며 이렇게 표시한다.

전기설비 2008/6113

시/험/문/제

(f)라 하면

(2)실제로는 기본주파수에서 콘덴서의 용량성 리

액턴스의 4%보다 조금 크게 5-6%정도의 리액

턴스를 그림과 같이 직렬로 접속하여 제5고조

파 전압을 제거한다.

그림1. 직렬리액터

(3)5%의 직렬리액터를 삽입하면 콘덴서의 단자전

압이 5%상승하고 콘덴서의 용량이 10%정도

증가하므로 콘덴서의 작용도 5%정도 증가하게

된다.

『해설』

1. 22.9[kV]의 경우

2. 154[kV]의 경우

『해설』

1. 개요

활선세정은 염분부착의 상태, 세정장치로부터 나오

는 물의 분포나 물의 양, 주수하는 물의 고유저항, 바

람에 의한 물의 부딪치는 모양 등의 여러 가지 요소의

복잡한 중첩상황에 따라 애자의 내전압치를 미묘하게

좌우한다. 그리고 염분부착 도가 높을수록 내전압치

가 저하함과 동시에, 그 값의 분포범위도 크게 된다.

2. 염분부착 도

활산세정은 여러가지의 조건을 검토한 연후에 주의

깊에 행할 필요가 있으나, 통상적인 상태에 있어서의

등가염분부착 도의 한계치로서 0.03mg/cm2를 기준으

로 채택하 다. 이 값은 일반적으로 애자류의 크기를

기술적, 경제적 한도내에 억제시킬수 있는 값이다.

3. 세정 내전압

오손된 애자를 활선으로 주수 세정하는 경우, 얼마

만큼의 전압까지 견디는가 하는 것을 실험실의 데이터

로부터 추정한다는 것은 오손 내전압을 구할때에 고려

하 던 여러 가지 요소 이외에 세정장치의 종류 즉,

주수량, 수압, 물입자의 소, 주수분포와 그의 시간적

변화 그리고 바람에 의한 향 등으로 복잡미묘하게

변화한다. 따라서 세정내전압치를 실험에 의하여 구한

다는 것은 매우 곤란한 것이지만, 실험실의 데이터는

일반적으로 필드의 그것보다 훨씬 가혹한 쪽으로 나오

www.keca.or.kr112

시/험/문/제

계통의 고장 계산에서 기준전력을

100[MVA]로 할 때 22.9[KV]와

154[KV]의 기준 전류 , 기준 임피이

던스를 구하시오.

문제 6

활선 애자 청소 장치(Hot Line

Washing System)에 하여 설명하

시오.

문제 7

케비테이션 계수와 케비테이션 방

지 책에 하여 설명하시오.문제 8

용으로 쓸 수 있다는 특징이 있다.

이 형식에 속하는 것으로는 벤슨형(UP형), 즐쓰어

형, 컨바인드 서큐레이션형 등이 있다.

『해설』

부하의 증가나 고장시 공급능력 저하방지, 부하변동

등에 응 및 경제적인 면을 고려하여 변압기를 병렬

운전할 필요성이 있다.

1. 변압기 병렬운전의 조건

가)1차, 2차 정격전압 및 극성이 같을 것.(과 한 순

환전류에 의하여 변압기 소손)

나)3상에서는 상회전 방향 및 위상 변위가 같을

것.(단락이 되어 과 전류가 흐른다.)

다)각 변압기의 %임피던스가 같을 것.(한쪽 변압기

의 과부하 발생)

라)권선비가 같을 것.(동손의 증 에 의한 변압기 과

열)

마)정격용량비 1:3 이내일 것.

2. 병렬운전이 적합하지 않은 경우

가)부하의 합계가 변압기 정격용량보다 큰 경우

나)병렬운전중 어느 변압기의 무부하 순환전류가 정

격전류의 10[%]를 초과하는 경우(권선비가 같지

않은 경우)

다)순환전류와 부하 전류치의 합이 정격부하의

110[%]를 넘는 경우

표1. 병렬운전조건

표2. 3상 변압기의 병렬운전 조합

『해설』

1. 단절연 (Graded Insulation)

유효접지계통에 접속되는 권선의 중심점단자 절연강

도는 일반적으로 30℃이하로 충분하다. 접지전류를 저

하시키기 위해 유효접지계통에 접촉되는 일부의 변압

기권선 중성점을 개방할 경우 그 절연강도는 선로단자

의 1/3 정도이상이면 지장이 없고 또 비유효접지계통

에 접속되는 Y결선의 경우도 중성점단자의 절연강도

를 단절연이라 한다. 단절연에서 중성점 단자가 직접

접지되지 않은 경우 중성점과 지간에 피뢰기를 설치

할 필요가 있다.

2. 저감절연 (Reduced Insulation)

유효접지 계통에서는 1선 접지사고시 건전상의 지

전압이 비접지계통 또는 비유효접지계통에 비해 낮으

므로 정격전압이 낮은 피뢰기를 채용할 수 있다. 따라

서 충격방전개시전압 및 제한전압도 저하하고 그에 협

조하여 변압기 및 기타 기기의 절연을 저감할 수 있는

것이다. 아래 표와 같이 절연단계(?)의 수치가 공칭전

압〔kV〕를 1.1로 나눈 값보다 낮은 경우를 저감절연이

라 한다. 저감절연의 절연단계의 수치는 공칭전압의

약 80%로 되어 있고 절연단계에서 1단 저감되어 있다.

외국에서는 1단 반 또는 2단 감절연이 이미 실시되고

전기설비 2008/6115

시/험/문/제

윗식을 고쳐쓰면

이식에서 우변의 괄호 안은 흡출관에서 회수된 에너

지분을 가리키는 것으로 이것을 ŋd(v22/2g)나타낸다.

여기서 nd를 흡출관의 효율이라고 한다. 윗식의 좌변

P2/W가 너무 낮으면 이른바 캐비테이션을 일으킨다.

이것을 막기 위하여 흡출고를 6~7[m]이하로 하고 비

속도가 큰 수차에서는 2~3[m] 이하로 한다.

일반적으로 소용량으로서 낙차가 비교적 높은 경우

에는 원추형, 저낙차로서 유량이 많은 경우에는 엘보

형이 많이 쓰리고 있다. 흡출관의 형태와 높이는 수차

효율 및 캐비테이션과 접한 관계가 있으므로 신중하

게 검토할 필요가 있다. 흡출고 HS는 이론적으로는 수

주 높이의 10[m]까지는 가능하겠지만 이것이 너무 높

으면 캐비테이션이 발생하기 쉬워지기 때문에 실제에

는 6~7[m]이하로 하고 특히 저낙차의 용량 수차에

서는 2~3[m]정도로 설계하고 있다.

『해설』

1. 관류보일러 정의

증기압력이 임계압력 이상으로 되면 물과 증기가 혼

합된 비등현상은 없어지고 포화수로부터 곧바로 증기

로 된다. 관류식 보일러는 급수펌프로 유입된 급수가

절탄기, 증발관, 과열관을 통과하는 사이에 열을 흡수

해서 직접 과열증기를 만들 수 있는 형식을 말한다.

그림1. 개념도

그림2. 관류보일러의 기본원리

2.관류보일러 장�단점

1) 장점

(1)드럼이 없으며 또 수관이 가늘어서 중량이 가볍

다.

(2)보일러 보유수량이 적기 때문에 시동∙정지시간

이 짧아서 급속한 시동에 적합하다.

(3)열용량이 작으므로 부하변동에 해 신속한

응이 가능하다.

(4)터빈 정지 시 보일러 단독운전이 가능하다.

(5)재열기의 과열을 방지할 수 있다.

2) 단점

(1)급수 중의 불순물이 터빈에 들어가기 쉬우므로

급수 처리를 충분히 해주어야한다.

(2)과열부와 증발부의 구분이 명확하지 않고 보일

러내의 포화수가 적기 때문에 제어방식이 복잡

해져서 고정도의 자동제어 장치를 필요로

한다.

(3)급수 펌프의 동력 손실이 크다.

(4)노하부의 수냉벽은 나선형(Spiral Type)으로 설

치되고 보일러부 의 고열을 흡수하는 수관은 리

브드 튜브(Ribbed Tube)를 사용해야 한다.

3. 최근동향

최근에는 관루 보일러의 부하변동에 한 속응성과

급속시동이 가능하다는 특징을 살려서 부하에 따라 증

기압력을 바꾸어서 운전하는 변압운전방식을 채용하는

경우도 있다. 이 결과 상당이 큰 용량기도 부하 조정

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시/험/문/제

관류 보일러에 하여 설명하시

오.문제 9

전력용 변압기의 병렬운전 조건

에 해 기술하시오.문제 10

전력용 변압기에 적용되는 저감절

연과 단절연에 해 설명하시오.문제 11

1)열효율이 높다

플랜트 전체의 열효율은 송전단에서 41~43[%]이

상을 시현하고 있다.

2)부분부하효율이 좋다

각각 독립된 소용량 발전설비의 집합체로 구성되

므로 긴급정지의 경우 타기기에 비하여 출력강하

가 적으며 부분부하에서도 단위기기의 수 제어

를 실시하여 고효율을 얻을 수 있다. (안양복합 화

력의 경우 GT 4 +ST 1 가 1SEST임)

3)기동시간이 짧고 부하변동에 따른 추종성이 우수

하다

가스터빈의 장점을 살려 쉽게 기동, 정지할 수 있

으며, 부하변동에 따른 추종성이 풍부하여 중간부

하 담당화력으로서의 응성이 우수하다.

4)플랜트 구성이 단순하다

비교적 소용량의 단위설비를 조합해서 용량화

하는 설계방식으로 건설하고 있다. 따라서 각각

별개로 확립된 기술에 의하여 구성요소를 단순히

조합하면 되므로 건설단가가 종래 화력에 비해

70[%]정도이며 건설공기도 짧다.

5)전력수요 증가에 맞추어 설비운전 개시시기를 조

정할 수 있다.

먼저 가스터빈 설비만으로 발전하고 수요증가에

따라 증기터빈을 추가해서 건설운전할 수 있다.

즉, 수요의 증가에 따라 단계적으로 건설하여 운전

함으로써 용량을 자유롭게 단기간 내에 증가시킬

수 있어 전원개발 계획의 유연성을 높일 수 있다.

6)기존의 단일증기 사이클에 비하여 온배수량이 적다

냉각수의 필요성이 종래의 50~70[%]정도로 해역

환경의 향을 적게 할 수 있으며 냉각수량도 적

어 건설입지의 선정이 자유롭다.

전기설비 2008/6117

시/험/문/제

있다.

3. 우리나라계통 저감절연 (예)

『해설』

1. 정격전류

차단기의 정격전류는 정격전압, 정격주파수에서 차

단기의 각 부분의 온도 상승 한도를 초과하지 않고 차

단기에 접속하여 통할 수 있는 한도를 말하며 다음과

같은 식으로 구한다.

2. 정격 차단전류

정격 차단전류는 정격전압, 정격재기전압과 조작기

구의 정격조건 하에서 표준의 동작 책무를 행하는 경

우 차단기가 차단할 수 있는 단락전류의 한도를 말하

며 차단시간도 정격 차단시간 내가 되어야 한다.

3. 정격 차단시간

폐로되어 있는 차단기의 Trip장치에 부세(付勢)하여

(Trip Coil에 전류가 흐르도록 회로의 접점을 폐로하여

Trip Coil이 여자됨) 접촉자가 개리(開籬)하기 시작할

때 까지의 시간을 개극시간이라고 하며 조작기구의 정

격치에서 Trip시키는 경우의 개극시간을 정격 개극시

간이라 하며 3상차단기에 있어서는 최종 차단상의 소

호가 될 때까지의 시간을 차단시간이라고 한다. 정격

전압, 조작기구의 정격조건과 표준 동작책무를 수행하

는 전제하에 정격 차단전류를 차단하는 시간을 정격

차단시간이라 한다.

『해설』

1. 개요

증기 TBN에 의한 기력 발전방식에 기력이외의 방

식을 조합. 종합적인 열효율을 향상시키는 방식을

복합화력(Combined cycle)이다.

그림1. 배기연소 사이클(배기가스 이용방식)

2. 복합화력 발전종류

1) 가스-증기 복합발전

(1)배기연소 싸이클(배열회수형, 가장 표적인방식)

(2)가압 보일러 싸이클

2) MHD 복합발전

3) 연료전지 복합발전

4) LNG 냉열이용 복합발전

3. 복합발전의 장점

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시/험/문/제

전기기술사

기 사

기능사소방∙철도

▶ 노동부 국비무료교육 및 환급교육 지정기관 ◀

전기에 관한 한 최고의 명문임을 자부합니다■■11996644년년 국국내내최최초초로로 설설립립한한 이이래래 4422년년간간 115500,,000000여여명명의의 전전기기기기술술자자를를 배배출출한한 최최고고의의 명명문문!!!!

기술사과정 기사과정 수강료환급

♣ 기술사, 기사 기출문제: 홈페이지 참조 ◈강의과정▶전기(산업)기사반

▶전기공사(산업)기사반

▶전기철도(산업)기사반

▶소방설비(산업)기사반

▶전기기능사반

▶각 과정별 필기특강반

▶각 과정별 실기특강반

◈개 강▶정규반: 매월10일

▶특강반: 공단원서접수 첫날

◈강의시간▶오전반 10:00�12:30

▶오후반 16:00�18:30

▶야간반 19:00�21:30

근로자능력개발향상을 위하여 본원의 교육과정 수료시, 노동부에서 수강료의 70�100%를 무상 지원(환급)함

▶수강료 환급(개인)�특징: 회사와 무관, 수강생이 수강료

납부→수료후 수강생에게 환급� 상: 300인 미만 업체에 재직중이거

나 또는 40세 이상 근로자로서 고용보험적용자

▶재직자 환급(회사)�특징: 소속된 회사에서 수강료납부

→수료 후 회사로 환급� 상:고용보험적용업체에 재직중인

모든 근로자

▶국비무료교육� 상:전기공사기사, 전기기사 및 산

업기사를 취득하고자 하는 실업자로서 취업희망자

�특전: - 전원 취업알선- 매월 교통비 지급- 수강료, 교재비 등 일체무료- 노동부인정 수료증발급

강의과정 반 별 강의시간

발송배전기 술 사

수요정규반 수요일 19:00�22:00

일요정규반 일요일 10:00�15:00

고 급 반 토요일 15:00�18:00

건축전기기 술 사

수요정규반 수요일 19:00�22:00

일요정규반 일요일 10:00�15:00

고 급 반 토요일 15:00�18:00

전기철도기 술 사

일요정규반 일요일 10:00�15:00

고 급 반 토요일 10:00�13:00

◈ 교수진: 분야별, 과목별 최고의 권위교수진�유상봉: 공학박사/국내최다 5종목 기술사보유/ Y 교수

� 한찬호: 기술사/ (주)HS E&C 표이사/ I 학 겸임교수

� 변융태: 기술사(3종목)/ 공학석사/ (주)C엔지니어링 소장

� 김재구: 기술사/ (주)J엔지니어링 이사/ D 학 겸임교수

� 이국희: 기술사/ D 학 겸임교수 /D엔지니어링(주) 이사

� 김정철: 기술사/ H철도기술(주)고문/ 전기철도 저서 다수

� 강홍주: 기술사/H기공 S복합화력발전소 부장外4인

서울공과전기학원 www.sgh.co.kr

2676-1113�5 서울 등포구 당산동 455번지(지하철2,5호선 등포구청 역 하차, 문래역방면 60m)

계통전압(kV) 기준충격절연강도(kV) 현재사용BIL(kV) 신형피뢰기BIL(kV)

154 750 650 (1단 저감) 550 (2단 저감)

345 1550 1050 (2단 저감) 950 (3단 저감)

765 3550 2050 (3단 저감)

전력용 차단기의 정격전류, 정격

차단전류, 정격차단시간에 해 설

명하시오.

문제 12복합발전에 하여 간략히 설명하

고 복합발전의 장점을 기술하시오.문제 13