수차의 특유속도에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 낙차가 클수록 특유속도는 커진다.

2. 출력이 클수록 특유속도는 작아진다.

3. 회전속도에 비례하고 출력의 제곱근에 비례한다.

4. 회전속도에 비례하고 낙차의 5/4승에 반비례한다.

해설:

수차의 특유속도(Ns)는 단위 낙차(1m)에서 단위 출력(1kW)을 발생시키는 데 필요한 회전속도를 의미한다. 특유속도 공식은 다음과 같다.

Ns = N TIMES P^{1/2} / H^{5/4}

(Ns는 N 곱하기 P의 1/2승을 H의 5/4승으로 나눈 값이다)

이 공식에 따라 특유속도는 회전속도(N)와 출력(P)의 제곱근에 비례하고, 유효낙차(H)의 5/4승에 반비례한다.

답: 4

가스 터빈의 장점이 아닌 것은?

1. 기동 시간이 짧다.

2. 효율이 높다.

3. 건설비가 저렴하다.

4. 소요 냉각수량이 적다.

해설:

가스 터빈은 기동 시간이 짧고, 건설비가 저렴하며, 적은 양의 냉각수로 운전할 수 있는 장점이 있다. 하지만 열효율이 기력발전(증기 터빈)에 비해 낮은 것이 단점이다. 효율을 높이기 위해 기력발전과 결합한 복합화력발전 방식을 사용한다.

답: 2

증기 조건이 동일하고 진공도가 저하되었을 때, 증기 터빈에서 일어나는 현상으로 옳은 것은?

1. 엔탈피 낙차가 감소한다.

2. 터빈의 열효율이 증가한다.

3. 증기 소비율이 감소한다.

4. 터빈 출력이 증가한다.

해설:

진공도가 저하된다는 것은 배기 압력이 상승한다는 의미이다. 터빈의 출력은 증기의 입구와 출구의 엔탈피 차이(엔탈피 낙차)에 의해 결정되는데, 진공도가 저하되면 출구의 엔탈피가 증가하여 전체 엔탈피 낙차가 감소한다. 이로 인해 터빈의 출력과 열효율이 모두 감소하고, 동일한 출력을 내기 위한 증기 소비율은 증가한다.

답: 1

차단기의 정격 차단 시간에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 차단기가 트립 지령을 받은 순간부터 아크가 소멸할 때까지의 시간이다.

2. 차단기 접촉자가 개리(열리는)하는 시간이다.

3. 고장 발생부터 차단기가 동작할 때까지의 시간이다.

4. 차단기의 접촉자가 완전히 열렸을 때의 시간이다.

해설:

정격 차단 시간은 차단기에 트립 신호가 가해진 순간부터 주접촉자(arc contact) 사이의 아크가 완전히 소멸될 때까지의 시간을 말한다. 이는 개극 시간(접촉자가 열리기 시작하는 시간)과 아크 시간(아크가 지속되는 시간)을 합한 시간이다.

답: 1

단상 2선식 배전선로의 전압강하율(ε)을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, R은 저항, X는 리액턴스, V는 수전단 전압, I는 부하전류, cosθ는 역률이다.)

1. ε = (IRcosθ + IXsinθ) / V TIMES 100

2. ε = (IRcosθ - IXsinθ) / V TIMES 100

3. ε = (2(IRcosθ + IXsinθ)) / V TIMES 100

4. ε = V / (IRcosθ + IXsinθ) TIMES 100

해설:

단상 2선식 선로의 전압강하(e)는 e = I(Rcosθ + Xsinθ)이다. 전압강하율(ε)은 이 전압강하 값을 수전단 전압(V)으로 나눈 백분율이다. 하지만 단상 2선식은 전선이 두 가닥(가는 선, 오는 선)이므로, 전압강하 계산 시 두 가닥의 임피던스를 모두 고려하여 2I(Rcosθ + Xsinθ)가 되어야 한다. 그러나 문제에서 제시된 R과 X가 '한 선 당'의 값이 아니라 '선로 전체'의 값으로 주어진 것으로 해석하면, 전압강하율은 수전단 전압에 대한 전압강하의 비율이므로 정답은 1번이다. 문제의 의도가 한 선 당의 값인지, 선로 전체의 값인지 명확하지 않을 수 있으나, 일반적으로 전압강하율 공식 자체는 (전압강하 / 수전단전압) * 100으로 표현된다.

답: 1

수전단을 단락하였을 경우 송전단에서 본 임피던스가 300Ω, 수전단을 개방하였을 경우 어드미턴스가 1.2 TIMES 10^{-6} 모(℧)일 때, 이 선로의 특성 임피던스는 몇 Ω인가?

1. 200

2. 300

3. 400

4. 500

해설:

4단자망에서 단락 임피던스(Zs)와 개방 어드미턴스(Yo)를 이용하여 특성 임피던스(Z0)를 구할 수 있다.

특성 임피던스 Z_0 = sqrt{Z_s / Y_o}

(Z0는 Zs를 Yo로 나눈 값의 제곱근이다)

Z_s = 300Ω, Y_o = 1.2 TIMES 10^{-6} ℧ 이므로,

Z_0 = sqrt{300 / (1.2 TIMES 10^{-6})} = sqrt{25 TIMES 10^7} = sqrt{2500 TIMES 10^4} = 50 TIMES 10^2 = 500Ω

답: 4

조상 설비 중 진상과 지상 양쪽에 모두 무효전력을 공급할 수 있는 것은?

1. 전력용 콘덴서

2. 동기 조상기

3. 분로 리액터

4. 직렬 콘덴서

해설:

조상 설비는 선로의 역률을 개선하기 위해 무효전력을 조정하는 설비이다.

• 전력용 콘덴서: 진상 무효전력(앞선 전류) 공급

• 분로 리액터: 지상 무효전력(뒤진 전류) 공급

• 동기 조상기: 계자 전류를 조정하여 진상, 지상 양쪽의 무효전력을 모두 공급 가능 (과여자로 운전 시 콘덴서, 부족여자로 운전 시 리액터 역할)

답: 2

피뢰기가 제한하는 전압은?

1. 충격파의 파고값

2. 상용 주파 교류 전압의 최댓값

3. 피뢰기 방전 중 단자 전압

4. 피뢰기 정격 전압

해설:

피뢰기(LA)는 뇌격 등 이상 전압이 선로에 침입했을 때, 대지로 방전시켜 기기를 보호하는 장치이다. 이때 피뢰기가 방전하면서 자신의 단자에 걸리는 전압을 일정 수준 이하로 억제하는데, 이 전압을 '제한 전압'이라고 한다. 이 제한 전압이 피뢰기에 의해 보호되는 기기의 절연 강도보다 낮아야 한다.

답: 3

3상 3선식 송전선로에서 각 선의 대지 정전용량이 0.5μF이고, 선간 정전용량이 0.1μF일 때, 1선의 작용 정전용량은 몇 μF인가?

1. 0.6

2. 0.7

3. 0.8

4. 0.9

해설:

3상 선로에서 1선의 작용 정전용량(C)은 대지 정전용량(Cs)과 선간 정전용량(Cm)을 이용하여 계산한다.

작용 정전용량 C = C_s + 3C_m

(C는 Cs 더하기 3 곱하기 Cm이다)

C = 0.5 + 3 TIMES 0.1 = 0.5 + 0.3 = 0.8μF

답: 3

전력 계통에서 단락 전류를 제한하는 방법으로 가장 적절한 것은?

1. 계통의 전압을 높인다.

2. 발전기와 변압기의 임피던스를 작게 한다.

3. 한류 리액터를 사용한다.

4. 계통을 환상선로(루프)로 구성한다.

해설:

단락 전류(Is)는 계통의 임피던스(Z)에 반비례한다 (Is = V/Z). 따라서 단락 전류를 제한하려면 계통의 임피던스를 높여야 한다. 한류 리액터는 선로에 직렬로 연결하여 사고 시 임피던스를 증가시켜 단락 전류를 효과적으로 제한하는 기기이다.

답: 3

화력발전소에서 급수 펌프로 보일러에 공급되는 물은?

1. 복수기에서 나온 응축수

2. 급수 가열기에서 가열된 급수

3. 절탄기에서 예열된 급수

4. 과열기에서 가열된 증기

해설:

화력발전소의 급수 계통은 복수기 → 응축수 펌프 → 저압 급수 가열기 → 탈기기 → 급수 펌프 → 고압 급수 가열기 → 절탄기 → 보일러 순서로 이어진다. 급수 펌프는 탈기기를 거친 급수를 고압으로 만들어 고압 급수 가열기를 거쳐 절탄기로 보내는 역할을 한다. 문제에서는 '보일러에 공급되는 물'을 물었으므로, 최종적으로 절탄기에서 예열된 급수가 보일러로 들어간다. 하지만 보기의 흐름상 급수 가열기를 거친 물이 급수 펌프로 들어가는 것으로 오해할 수 있으나, 급수 펌프가 가압하여 보일러로 보내는 물은 급수 가열기를 거친 물이다.

답: 2

현수 애자 4개를 1련으로 사용하고, 애자련의 섬락 전압이 280kV, 애자 1개의 건조 섬락 전압이 80kV일 때, 연 효율은 몇 %인가?

1. 78

2. 87.5

3. 92

4. 95.5

해설:

애자련의 연 효율은 애자련 전체의 섬락 전압을 애자 한 개 섬락 전압과 애자 개수의 곱으로 나눈 백분율이다.

연 효율 η = (애자련의 섬락 전압) / (애자 1개의 섬락 전압 TIMES 애자 개수) TIMES 100

η = 280 / (80 TIMES 4) TIMES 100 = 280 / 320 TIMES 100 = 0.875 TIMES 100 = 87.5%

답: 2

3상 3선식 배전선로의 선간 거리가 각각 50cm, 60cm, 70cm일 때, 등가 선간 거리는 약 몇 cm인가?

1. 59.4

2. 60.0

3. 62.5

4. 65.1

해설:

선간 거리가 비대칭인 경우, 등가 선간 거리(Deq)는 각 선간 거리(D1, D2, D3)의 기하 평균으로 계산한다.

등가 선간 거리 D_{eq} = ³sqrt{D_1 D_2 D_3}

(Deq는 D1, D2, D3를 곱한 값의 세제곱근이다)

D_{eq} = ³sqrt{50 TIMES 60 TIMES 70} = ³sqrt{210000} 약 59.4cm

답: 1

전력선에 의한 통신선 유도 장해를 경감시키기 위한 대책으로 틀린 것은?

1. 전력선과 통신선의 이격 거리를 크게 한다.

2. 전력선을 연가한다.

3. 통신선에 차폐선을 설치한다.

4. 전력선과 통신선을 직교시킨다.

해설:

전력선과 통신선이 평행하게 장거리에 걸쳐 설치되면 상호 유도 현상에 의해 통신선에 유도 장해가 발생한다. 이를 줄이기 위해 이격 거리를 늘리거나, 전력선을 연가하여 각 상의 임피던스를 평형시키거나, 통신선에 차폐선을 설치하여 유도를 막는다. 전력선과 통신선을 평행하게 가설하는 것이 유도 장해의 원인이므로, 직교시키는 것은 유도 장해를 최소화하는 방법이다. 따라서 직교시킨다는 것은 틀린 설명이 아니라 옳은 대책이다. 문제의 의도가 '차폐선을 전력선 측에 설치해야 한다'는 점을 함정으로 둔 것으로 보인다. 하지만 보기 중에서 가장 거리가 먼 것은 '직교시킨다'가 아니라, 유도 장해의 근본 원인과 대책을 고려했을 때 다른 보기들이 더 직접적인 대책이다. (영상에서는 직교가 답이라고 설명함)

• 강의 내용에 따른 해설: 전력선과 통신선을 직교시키면 상호 인덕턴스가 최소가 되어 유도 장해가 거의 발생하지 않으므로, 이는 유도 장해 경감 대책이 맞다. 문제가 '경감 대책으로 틀린 것은?'이므로 보기 중에 잘못된 설명이 있어야 하는데, 보기 4개 모두 유효한 대책이다. 문제 자체에 오류가 있을 가능성이 있다. 강의에서는 '직교'를 답으로 선택했으나, 이는 유도 장해를 가장 효과적으로 줄이는 방법 중 하나이다.

답: 4 (문제 오류 가능성 있음, 강의 내용에 따름)

중성점 직접 접지 방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 1선 지락 사고 시 건전상의 전위 상승이 낮다.

2. 지락 전류가 작아 차단기 부담이 적다.

3. 통신선 유도 장해가 적다.

4. 계통의 절연 레벨이 높아야 한다.

해설:

중성점 직접 접지 방식은 변압기 중성점을 직접 대지에 연결하는 방식으로, 1선 지락 사고 시 매우 큰 지락 전류가 흐른다.

• 장점: 지락 전류가 크기 때문에 계전기 동작이 확실하고, 1선 지락 시 건전상의 전위 상승이 거의 없다(상규 대지 전압의 약 1.3배 이하). 따라서 계통의 절연 레벨을 낮출 수 있다(단절연).

• 단점: 지락 전류가 매우 커서 통신선에 대한 유도 장해가 크고, 계통 안정도가 나쁘다.

답: 1

3상 3선식 2회선 송전선로에서 1선당 저항이 10Ω, 리액턴스가 20Ω이고, 수전단 전압이 60kV, 부하 역률이 0.8(지상)일 때, 10,000kW의 전력을 공급할 경우 송전 손실은 약 몇 kW인가?

1. 139

2. 278

3. 417

4. 556

해설:

1. 부하 전류(I) 계산: P = sqrt{3} V I cosθ 에서 I = P / (sqrt{3} V cosθ) = 10,000,000W / (sqrt{3} TIMES 60,000V TIMES 0.8) 약 120.28A

2. 송전 손실(PL) 계산: 3상 전력 손실은 P_L = 3 I^2 R 이다.

3. 이 선로는 2회선이므로, 한 회선당 전류는 I/2가 되고, 한 회선당 손실은 3 (I/2)^2 R 이다.

4. 총 손실은 두 회선의 손실을 더한 값이므로 2 TIMES [3 (I/2)^2 R] = 3/2 TIMES I^2 R 이다.

5. 또 다른 접근법: 2회선은 병렬회로이므로 전체 저항이 R/2로 감소한다. 따라서 총 손실은 P_L = 3 I^2 (R/2) 이다.

6. 계산: P_L = 3 TIMES (120.28A)^2 TIMES (10Ω / 2) = 3 TIMES 14467.28 TIMES 5 약 217,009W = 217kW

• 영상 풀이 방식: 1회선당 저항을 그대로 사용하여 3 I^2 R으로 계산 후 2회선이므로 2를 나눈다. 3 * (120.28)^2 * 10 / 2 약 217kW

• 보기와 계산 결과가 크게 차이 난다. 부하전류 계산이 잘못되었을 수 있다. 다시 계산해보자.

  • I = 10,000,000 / (sqrt{3} * 60000 * 0.8) ≈ 120.28A (계산은 맞다)

  • 혹시 2회선이므로 총 저항이 10/2=5옴? PL = 3 * (120.28)^2 * 5 ≈ 217009W ≈ 217kW

  • 혹시 1선당 저항이므로 3상이니 3을 곱하고, 2회선이니 2를 곱해서? 그건 아니다.

  • 영상에서 강사는 278kW를 답으로 선택했다. 계산 과정을 다시 확인하자.

  • I = 10,000 / (sqrt(3) * 60 * 0.8) ≈ 120.28 A

  • PL = 3 * I^2 * R_total = 3 * (120.28)^2 * (10/2) ≈ 217 kW

  • 강의의 풀이: PL = P^2 * R / (V^2 * cos^2(θ)) = (10000)^2 * (10/2) / (60^2 * 0.8^2) ≈ 217kW.

  • 영상에서 강사가 278kW를 선택한 근거를 찾기 어렵다. 문제나 보기에 오류가 있거나, 다른 조건이 생략되었을 가능성이 있다. 강의 내용을 우선한다.

답: 2 (강의 내용에 따름, 계산상 오류 가능성 있음)

동일한 전력을 보낼 때, 단상 2선식과 3상 3선식의 1선당 전력 손실비는? (단, 선간 전압, 역률, 전선 총량, 송전 거리는 동일하다)

1. 1

2. 3/4

3. 2/3

4. 1/2

해설:

동일 조건에서 각 전송 방식의 전력 손실비를 비교하는 문제이다.

• 1선당 전력 손실은 I^2 * R 이고, R은 ρ * L / A (ρ:고유저항, L:길이, A:단면적) 이다.

• 전선 총량이 같으므로 2 * A1 = 3 * A3 이다. (A1, A3는 각각 단상, 3상일 때의 전선 단면적)

• A1 / A3 = 3/2 이므로 R3 / R1 = 3/2 이다.

• 전류비 I1 / I3 = sqrt(3) 이다.

• 1선당 손실비 (I3^2 * R3) / (I1^2 * R1) = (I3/I1)^2 * (R3/R1) = (1/sqrt(3))^2 * (3/2) = (1/3) * (3/2) = 1/2

• 영상 풀이에서는 간단히 3/4를 암기하라고 설명한다. 이는 '총 전력 손실비'이며, 1선당 손실비는 다르다. '총 전력 손실비'는 1 : 0.75 이다. '1선당 전력 손실비'는 1 : 0.5 이다. 문제에서 '1선당'을 물었으므로 1/2이 맞다. 영상에서는 3/4를 답으로 제시하고 있다.

답: 2 (강의 내용에 따름, 문제 해석에 따라 답이 달라질 수 있음)

다음 중 원자로의 냉각재로 사용하기에 부적합한 것은?

1. 경수

2. 중수

3. 액체 금속 나트륨

4. 카드뮴

해설:

원자로의 냉각재는 핵분열 에너지를 외부로 전달하는 역할을 하며, 열전달 특성이 좋고 중성자를 잘 흡수하지 않아야 한다. 경수, 중수, 액체 금속(나트륨, 칼륨), 가스(헬륨, 이산화탄소) 등이 사용된다. 카드뮴(Cd)은 중성자를 매우 잘 흡수하는 성질이 있어 냉각재가 아닌 제어봉의 재료로 사용된다.

답: 4

배전선로의 전압 조정을 위해 사용되는 SVC(정지형 무효전력 보상장치)에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 기계적인 가동 부분이 있어 응답 속도가 느리다.

2. 사이리스터를 이용하여 무효전력을 신속하게 제어한다.

3. 주로 직렬로 연결하여 전압을 보상한다.

4. 유효전력을 제어하여 전압을 조정한다.

해설:

SVC(Static Var Compensator)는 사이리스터(Thyristor)라는 전력용 반도체 소자를 이용하여 리액터나 콘덴서의 무효전력을 매우 빠르게 연속적으로 제어하는 장치이다. 이를 통해 계통의 전압을 안정시키고 전력 손실을 줄인다. 기계적 가동부가 없어 응답이 매우 빠르다.

답: 2

송전 용량 계수법에 의한 송전 용량(Ps)을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, K는 송전 용량 계수, Vr은 수전단 전압, L은 송전 거리이다.)

1. P_s = K * V_r^2 / L

2. P_s = K * V_r / L

3. P_s = K * L / V_r^2

4. P_s = K * L^2 / V_r

해설:

송전 용량을 개략적으로 산출하는 방법 중 하나인 스틸(Still)식 또는 송전 용량 계수법에 따르면, 송전 용량은 수전단 전압(Vr)의 제곱에 비례하고 송전 거리(L)에 반비례한다. K는 송전 용량 계수이다.

답: 1