(9급 지방직) 2021. 06. 05 전기기기 (1~10번)

1. 두 대의 동기발전기가 병렬로 운전하고 있을 때 동기화 전류가 흐르는 경우는?

 

1. 상회전 방향이 다를 때

2. 기전력의 위상에 차이가 있을 때

3. 기전력의 크기에 차이가 있을 때

4. 기전력의 파형에 차이가 있을 때

정답: 2

동기발전기 병렬운전 조건

 

기전력의 크기가 같을 것

→ 전압차로 인한 무효순환전류가 발생하여 발전기 과열 및 소손 가능성

 

기전력의 위상이 같을 것

→ 위상차로 인한 동기화전류 발생

 

기전력의 주파수가 같을 것

→ 기전력의 크기가 시간에 따라 변화하여 무효순환전류 발생. 이는 탈조, 난조의 원인

 

기전력의 파형이 같을 것

→ 파형이 다를시 고조파 무효순환전류가 흐르며 전기자 권선의 저항손이 증가하여 과열의 원인이 될 수 있다.

 

상회전이 같을 것

→ 상회전 방향이 다를경우 단락상태가 됨

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2. 3상 유도전동기의 회생제동에 대한 설명으로 옳은 것은?

 

1. 슬립이 0보다 크다.

2. 유도발전기로 작동한다.

3. 회전자계가 반대 방향으로 된다.

4. 기계적인 마찰이나 발열이 생겨 위험하다

정답: 2

회생제동: 유도전동기가 발전기로 작동하며 발전된 전력을 다시 전원으로 돌려보내며 제동

주파수를 감소시키면 동기속도는 감소한다. 이때 회전자는 관성에 의해 속도를 유지한다.

 

줄어든 속도를 $N_{s}^{'}$ 라하면

 

$N_{s}^{'}<N$ 이며 유도 발전기로 작동한다.

 

이때 회전을 방해하는 제동 토크가 발생한다.

 

슬립$s=\frac{N_{s}^{'}-N}{N_{s}^{'}}$에서 s < 0

 

 

동기속도의 크기가 작아진 것이지 회전자계의 방향은 같다.

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3. 직류 직권전동기에서 직류 인가전원의 극성을 반대로 연결하면 발생되는 현상을 바르게 연결한 것은?

 

1. 속도: 불변, 회전방향: 반대

2. 속도: 불변, 회전방향: 불변

3. 속도: 증가, 회전방향: 반대

4. 속도: 증가, 회전방향: 불변

정답: 2

직권전동기

$F=\overrightarrow{I}\times \overrightarrow{B}\cdot l$

 

회전자의 방향이 반대가 되려면 힘의 방향이 반대가 되어야 한다.

 

힘의 방향이 바뀌려면 I나 B중 하나의 방향이 바뀌어야한다.

 

극성을 바꾸어도 I, B 방향이 둘 다 한쪽으로 일정하므로

 

속도와 회전방향 모두 불변이다.

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4. 사이리스터(SCR) 2개를 역병렬로 접속한 것과 등가인 반도체로, 양방향으로 전류가 흐르기 때문에 교류 위상제어를 위한 스위치로 주로 사용되는 것은?

 

1. GTO

2. IGBT

3. TRIAC

4. MOSFET

정답: 3

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5. 유도기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

 

1. 셰이딩 코일형 단상 유도기에는 콘덴서가 필요하다.

2. 단상 유도전동기는 기동토크가 0이므로 기동장치가 필요하다.

3. 무부하로 운전되는 3상 유도전동기에서 한 상을 제거해도 전동기는 계속 회전한다.

4. 단상 유도전동기 토크 발생 원리는 이중 회전자계 또는 교번자계 이론으로 설명할 수 있다.

정답: 1

콘덴서 기동형 유도기가 콘덴서가 필요하다.

 

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6. 전력변환회로와 제어신호에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 제어신호의 듀티비는 0.25이다.

2. 직류전압을 낮추는 강압 쵸퍼회로이다.

3. 바이폴러 트랜지스터, 환류 다이오드를 사용하였다.

4. 인덕터 전류가 연속이고 소자의 전압강하를 무시하면, 부하전압의 평균값은 160[V]이다.

정답: 1

스위치 가로: Buck 컨버터 or Buck Booster 컨버터

 

인덕터 가로: Buck 컨버터

 

Buck 컨버터는 전압을 낮추는 용도

 

듀티비$D=\frac{T_{ON}}{T}=\frac{8}{10}=0.8$

 

$v_{0}=Dv_{in}=0.8\times 200=160[V]$

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7. 6,000/600[V], 5[kVA]인 단상변압기를 승압용 단권변압기로 변경하여 사용하고자 한다. 1차측에 6,000[V]를 인가할때, 과부하 없이 2차측에 공급할 수 있는 최대 부하용량[kVA]은?

 

1. 0.5

2. 5

3. 50

4. 55

정답: 4

자가용량: $e_{2}I_{2}$

 

부하용량: $V_{2}I_{2}$

 

$\therefore $ 부하용량 $=6600\times \frac{5}{600}=55[kVA]$

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8. A, B 두 대의 직류발전기를 병렬 운전하여 부하에 60[A]전류를 공급하고 있다. A 발전기의 유도기전력은 240[V], 내부 저항은 2[Ω]이고, B발전기의 유도기전력은 220[V], 내부저항은 0.5[Ω]이다. 이 경우 B 발전기가 부담하는 전류[A]는?

 

1. 20

2. 30

3. 40

4. 50

정답: 3

$I_{A}+I_{B}=60$

 

$I_{A}=\frac{240-V}{2}$, I_{B}=\frac{220-V}{0.5}

 

$\frac{240-V}{2}+\frac{220-V}{0.5}=60\cdots V=200[V]$

 

$\therefore I_{B}=40[A]$

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9. 직류서보모터에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

 

1. 정밀한 속도제어 및 위치제어에 주로 사용된다.

2. 많은 수의 정류자편을 가지고 있기 때문에 토크 리플이 크다.

3. 전동기 구동방식으로는 전력용 반도체 소자를 이용한 PWM방식이 주로 사용된다.

4. 직류전동기에 비해 저속에서는 큰 토크를 발생시키고, 고속에서는 작은 토크를 발생시킨다.

정답: 2

직류 서보모터(DC servo motor)

- 입력된 전압을 기계적 운동으로 회전각을 조절하는데 사용하는 전동기

- 토크와 전류가 비례하여 선형 제어계의 구성이 가능하여 간단하고 안정적

- 구동방식은 트랜지스터에 의한 펄스폭변조(PWM)방식이 주류

- 프린터, DVD, 공작기계, CCTV 카메라, 캠코더 등에 사용

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10. 3상변압에서 단상변압기 3대를 사용하는 것보다 3상 변압기 한 대를 사용했을 때의 장점으로 옳지 않은 것은?

 

1. 부하시에 탭 절환장치를 채용하는데 유리하다.

2. 사용 철량이 적어 철손도 적게 되므로 효율이 좋다.

3. Y 또는 △ 의 고전압 결선이 외함 내에서 되므로 부싱을 절약할 수 있다.

4. 한 상에 고장이 발생해도 변압기를 V결선으로 하여 운전을 계속할 수 있다.

정답: 4

3상 변압기

- 사용 철량이 적어 철손이 적게 되므로 효율이 좋음

- 전반적인 사용 재료가 경감되어 중량이 감소하고 가격이 저하, 설치면적 절약

- Y 또는 △의 고전압 결선이 외함 내에서 되므로 부싱이 절약

- 1상만 고장이 발생 할 경우에도 그 변압기를 사용할 수 없음

- 설치 뱅크수가 적을 때에는 예비기가 비교적 많이 소요 될 때가 있음