무부하 전압 220V, 정격전압 200V인 발전기의 전압변동률은 몇% 인가?
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정답과 해설 보기
정답 ③ · 발전기의 전압 변동률은 (무부하 전압 - 정격 전압) / 정격 전압 × 100으로 계산합니다. 주어진 값을 공식에 대입하면, (220V - 200V) / 200V × 100 = 20 / 200 × 100 = 10%가 됩니다.
전압변동률은 (무부하전압-정격전압)/정격전압×100로 계산한다.
개념 한 쪽
승강기기사 전원설비의 추가 고려사항검토 — 전압변동·전선·부등률
전원설비 설계에서는 전압변동률과 전압강하, 전선 단면적 산정, 부등률 적용 등 여러 요소를 종합적으로 검토한다. 설계 기준과 계산식을 정확히 적용하여 배전선의 통전전류와 전압강하를 산정하고, 전압강하 보상은 출력 전압을 높이는 방향으로 고려해야 한다는 점을 명확히 이해한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「전원설비의 추가 고려사항검토」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전압변동률 계산 | 1 | 무부하와 기준 전압 차이를 기준 전압으로 나눠 백분율로 계산하는 방법을 묻는다 |
| 전선 굵기 고려사항 선택 | 1 | 전선 단면적 결정 시 우선 고려해야 할 요소를 판단하게 한다 |
| 설계기준의 옳고그름 판단 | 1 | 전압강하 보상 방향과 관련된 설명의 진위를 가려내게 한다 |
뜻
전압변동률은 발전기나 변압기 등에서 무부하 상태와 정격 또는 전부하 상태 사이의 전압 차이를 기준 전압으로 나눈 비율로 정의한다. 계산식은 (무부하전압 - 정격전압 또는 전부하전압) ÷ 기준전압 × 100의 형태를 취하며, 분모에 어떤 전압을 쓰는지 문제에서 제시된 기준을 확인해야 한다는 점을 주의한다.
전선의 굵기 산정은 허용전류, 전압강하, 기계적 강도의 세 가지 주요 요소를 우선 고려한다. 허용전류는 발열을 방지하기 위한 기준이며, 전압강하는 전선 길이에 따라 발생하므로 길이에 따라 굵기를 늘려야 한다. 기계적 강도는 끊어짐이나 외력에 대한 저항성 확보를 의미하며, 접지저항은 전선 단면적 결정의 주요 인자가 아니므로 굵기 산정과는 구분해서 판단해야 한다.
배전선의 통전전류 산정에서는 개별 승강기 정격전류와 대수, 부등률을 먼저 곱하여 수요전류를 구하고, 여기에 제어전류를 더하여 총 통전전류를 결정한다. 즉 It = I × N × Y + IG의 구조로 계산한다는 점을 기억해야 한다.
전압강하 보상은 변압기 탭 조정 등을 통해 부하측 전압 저하를 보완하기 위해 출력 전압을 정격보다 높게 설정하는 방향으로 이루어진다. 따라서 전압강하를 고려하여 정격전압보다 낮게 설정한다는 설명은 옳지 않다.
예제
전압변동률 계산 문제에서는 분모로 어떤 전압을 사용할지 확인하는 것이 핵심이다. 예를 들어 무부하에서의 전압이 220V이고 정격이 200V인 경우 변동률은 (220-200)/200×100 = 10%가 된다. 전압강하율 역시 공급측과 수전측 중 분모로 무엇을 취하느냐에 따라 값이 달라지므로 문제의 의도를 따르는 계산을 수행해야 한다.
전선 굵기 관련 문제는 '허용전류-전압강하-기계적강도'의 세 요소를 차례로 확인하여 오답을 제거한다. 접지저항이 전선 단면적 산정의 주된 고려사항이 아니라는 점을 근거로 접지 관련 보기를 배제한다. 배전선 통전전류는 먼저 부등률을 적용해 수요전류를 구하고 제어전류를 더하는 식으로 계산하여 It=I×N×Y+IG 형태를 완성한다.
전압강하 보상에 관한 선지는 변압기 출력 전압을 '높여' 부하측 전압을 유지한다는 원리를 알고 있으면 쉽게 판별할 수 있다.
대표 기출 3문항
전선의 굵기를 산정할 때 우선적으로 고려하여야 할 사항으로 거리가 먼 것은?
- 전압강하
- 접지저항
- 기계적강도
- 허용전류
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 전선 굵기(단면적)를 결정할 때 우선적으로 고려하지 않아도 될 항목을 묻고 있다. 전선 단면적 산정의 주요 고려사항은 허용전류(발열), 전압강하(거리에 따른 전압 손실), 기계적 강도(파손·인장)에 해당하며 접지저항은 전선 굵기 산정과 직접적인 관련이 적다.
전선 굵기 산정 시 전압강하, 기계적강도, 허용전류는 필수 고려사항이나 접지저항은 전선 굵기와 직접적인 연관이 적다.
동력전원 설비 설계기준의 설정조건에 대한 것으로 옳지 않은 것은?
- 일반적으로 엘리베이터의 주위온도는 40℃로 계산한다.
- 전압강하계수는 저항분에 의한 전압강하와 역률 및 주파수를 고려한 전압강하의 비를 말한다.
- 가속전류는 카가 전부하 상태에서 상승방향으로 가속했을 때 배전선에 흐르는 최대 선전류를 말한다.
- 전압강하는 변압기 2차측 탭 조정시 변압기의 전압 강하율 및 배전선의 전압강하를 감안하여 정격전압보다 약 5% 낮게 설정한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 동력전원 설비 설계 시 전압강하에 대한 기준을 묻는 문제입니다. 엘리베이터의 안정적인 기동과 운행을 위해서는 배전선 및 변압기에서 발생하는 전압강하를 철저히 계산해야 합니다.
자주 묻는 물음
- 전압변동률은 어떻게 계산하나?
- 전압변동률은 무부하 전압과 기준 전압(정격전압 또는 전부하전압)의 차이를 기준 전압으로 나누어 백분율로 나타낸다. 문제에서 어떤 값을 분모로 사용할지 반드시 확인하여 식에 대입한다.
- 전선 굵기 산정 시 가장 먼저 고려할 것은 무엇인가?
- 가장 먼저 고려할 것은 허용전류이다. 이어서 전압강하와 기계적강도를 검토하여 단면적을 결정하고, 접지저항은 전선 굵기 산정의 주요 인자는 아니므로 분리하여 판단한다.
- 엘리베이터 배전선의 통전전류 산정식은 무엇인가?
- 엘리베이터 배전선의 통전전류는 각 대의 정격전류에 부등률과 대수를 곱한 값에 제어전류를 더하여 계산한다. 식으로는 It = I × N × Y + IG로 표현한다.
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