전기기사 전력공학 기출변형문제 50제

전기기사 전력공학 과목 문항입니다. 각 문항의 정답과 해설이 바로 아래에 함께 있습니다.

1. 1부하전류가 흐르는 상태에서는 개폐할 수 없고, 무부하 상태에서 회로를 분리하거나 계통 접속을 변경할 때 사용하는 기기는? 기본
   1. 단로기
   2. 차단기
   3. 전력퓨즈
   4. 부하개폐기

   정답 1번 · 단로기

   해설 단로기는 부하전류를 개폐할 수 없으며 무부하 상태에서 회로 분리·변경에 사용된다. 차단기는 부하전류 및 고장전류까지 개폐 가능하다.

2. 2낙뢰 등에 의한 이상전압이 발생했을 때 이를 대지로 방전시켜 전기설비를 보호하는 장치는? 기본
   1. 단로기
   2. 피뢰기
   3. 차단기
   4. 리클로저

   정답 2번 · 피뢰기

   해설 피뢰기는 이상전압 유입 시 대지로 방전시켜 기기를 보호하고, 방전 후에는 신속히 원래 상태로 복귀한다.

3. 3전력용 콘덴서와 비교했을 때 동기조상기의 장점으로 옳은 것은? 기본
   1. 가격이 저렴하다
   2. 유지보수가 쉽다
   3. 진상·지상 전류를 모두 취할 수 있다
   4. 소음이 적다

   정답 3번 · 진상·지상 전류를 모두 취할 수 있다

   해설 동기조상기는 여자전류 조정으로 진상·지상 전류를 모두 공급할 수 있는 것이 콘덴서 대비 장점이다. 다만 가격이 비싸고 소음이 있으며 유지보수가 어렵다.

4. 4단상 3선식 배전방식에서 두 부하 간 불평형을 방지하기 위해 설치하는 것은? 기본
   1. 리클로저
   2. 섹셔널라이저
   3. 구분퓨즈
   4. 밸런서

   정답 4번 · 밸런서

   해설 밸런서는 단상 3선식에서 부하 불평형에 따른 중성선의 전압 불균형을 방지하기 위해 설치한다.

5. 5가공지선을 설치하는 주된 목적은? 기본
   1. 직격뢰로부터 전선을 차폐 보호
   2. 전선의 강도 보강
   3. 전선 처짐 방지
   4. 코로나 방지

   정답 1번 · 직격뢰로부터 전선을 차폐 보호

   해설 가공지선은 철탑 최상부에 설치하여 직격뇌로부터 송전선을 차폐 보호하는 역할을 한다.

6. 6철탑 접지저항을 낮춰 역섬락을 방지하기 위해 철탑 하부에 매설하는 것은? 기본
   1. 가공지선
   2. 매설지선
   3. 중성선
   4. 보호도체

   정답 2번 · 매설지선

   해설 매설지선은 철탑 접지저항을 낮춰 낙뢰 시 철탑에서 전선으로의 역섬락을 방지한다.

7. 7다음 중 송전선로에 발생하는 코로나 현상에 대한 설명으로 옳은 것은? 기본
   1. 전선 저항에 의한 발열현상이다
   2. 변압기 철심에서 발생하는 손실이다
   3. 전선 표면 전위구배가 임계값을 넘으면 발생하는 부분방전현상이다
   4. 케이블 내부 유전체 손실이다

   정답 3번 · 전선 표면 전위구배가 임계값을 넘으면 발생하는 부분방전현상이다

   해설 코로나는 전선 표면의 전위구배가 임계전위 이상이 될 때 공기가 부분적으로 절연 파괴되어 발생하는 방전현상이다.

8. 8다음 중 전력계통 안정도의 종류에 속하지 않는 것은? 기본
   1. 정태 안정도
   2. 과도 안정도
   3. 동태 안정도
   4. 상태 안정도

   정답 4번 · 상태 안정도

   해설 안정도는 정태·과도·동태 안정도로 구분되며 '상태 안정도'라는 용어는 사용하지 않는다.

9. 9보일러에서 배기가스의 여열로 급수를 예열해 연료소비를 줄이는 장치는? 기본
   1. 절탄기
   2. 과열기
   3. 공기예열기
   4. 재열기

   정답 1번 · 절탄기

   해설 절탄기(economizer)는 배기가스의 여열을 이용해 보일러 급수를 예열하는 장치이다.

10. 10수차의 캐비테이션(공동현상)을 방지하는 방법으로 옳지 않은 것은? 기본
    1. 수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다
    2. 흡출수두를 과도하게 증대시킨다
    3. 과부하 운전을 피한다
    4. 침식에 강한 재료로 러너를 제작한다

    정답 2번 · 흡출수두를 과도하게 증대시킨다

    해설 흡출수두를 지나치게 크게 하면 오히려 캐비테이션이 발생하기 쉬워지므로 적정 수준으로 유지해야 한다.

11. 11저압뱅킹 배전방식에서 한 변압기 고장이 인접 변압기로 파급되는 현상을 무엇이라 하는가? 기본
    1. 페란티 현상
    2. 표피 현상
    3. 캐스케이딩 현상
    4. 코로나 현상

    정답 3번 · 캐스케이딩 현상

    해설 캐스케이딩 현상은 저압뱅킹 배전방식에서 한 대의 변압기 고장이 인접 변압기까지 연쇄적으로 파급되는 현상이다.

12. 12캐스케이딩 현상을 방지하기 위해 인접 변압기를 연락하는 저압선 중간에 설치하는 것은? 기본
    1. 리클로저
    2. 섹셔널라이저
    3. 부하개폐기
    4. 구분퓨즈

    정답 4번 · 구분퓨즈

    해설 저압선 연락선 중간에 구분퓨즈를 설치해 고장 파급을 차단, 캐스케이딩을 방지한다.

13. 13다음 중 직접접지방식의 특징으로 옳은 것은? 기본
    1. 1선 지락 시 건전상의 대지전압이 거의 상승하지 않는다
    2. 계통의 절연수준을 높여야 한다
    3. 지락전류가 매우 작다
    4. 통신선 유도장해가 적다

    정답 1번 · 1선 지락 시 건전상의 대지전압이 거의 상승하지 않는다

    해설 직접접지방식은 1선 지락 시 건전상 전압이 거의 상승하지 않아 절연수준을 낮출 수 있으나, 지락전류가 커서 통신선 유도장해가 크다.

14. 14송전선로에서 전선의 이도(sag)가 너무 작을 때 발생할 수 있는 문제는? 기본
    1. 전선이 지면에 닿을 위험이 커진다
    2. 전선의 장력이 과도해져 단선 위험이 커진다
    3. 코로나가 감소한다
    4. 전력손실이 감소한다

    정답 2번 · 전선의 장력이 과도해져 단선 위험이 커진다

    해설 이도가 너무 작으면 온도변화·강풍 시 전선에 걸리는 장력이 과도해져 단선 위험이 커진다. 반대로 이도가 너무 크면 다른 시설물과 접촉할 위험이 커진다.

15. 15직렬콘덴서를 송전선로에 삽입하는 주된 목적은? 기본
    1. 역률을 지상으로 만든다
    2. 코로나를 방지한다
    3. 선로의 인덕턴스를 보상해 전압降下를 줄인다
    4. 단락전류를 증가시킨다

    정답 3번 · 선로의 인덕턴스를 보상해 전압降下를 줄인다

    해설 직렬콘덴서는 선로의 유도리액턴스를 보상하여 전압降下를 줄이고 정태안정도를 높이는 목적으로 사용한다.

16. 16전선의 굵기가 균일하고 부하가 선로에 균등하게 분산된 배전선로의 전력손실은, 같은 전체 부하가 말단에 집중된 경우에 비해 어느 정도인가? 기본
    1. 1/2
    2. 2/3
    3. 3/4
    4. 1/3

    정답 4번 · 1/3

    해설 부하가 균등분산된 경우의 전력손실은 말단집중 부하 대비 1/3이 된다.

17. 173상 4선식과 비교했을 때 단상 2선식 배전방식의 특징으로 옳은 것은? 기본
    1. 전선량이 가장 많이 소요된다
    2. 전선량이 가장 적게 소요된다
    3. 전압불평형이 발생하지 않는다
    4. 대용량 전력공급에 적합하다

    정답 1번 · 전선량이 가장 많이 소요된다

    해설 단상 2선식은 같은 전력을 보내는 데 필요한 전선량이 가장 많아 비효율적이며, 소규모 저압 공급에 주로 쓰인다.

18. 18다음 중 보호계전기의 반한시 특성에 대한 설명으로 옳은 것은? 기본
    1. 동작전류 크기와 관계없이 일정 시간에 동작
    2. 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성
    3. 최소동작전류 이상에서 즉시 동작
    4. 전류에 비례해 동작시간이 길어짐

    정답 2번 · 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성

    해설 반한시 특성은 동작전류가 커질수록 동작시간이 짧아지는 특성을 말한다.

19. 19전력계통에서 역률을 개선했을 때 얻는 효과로 옳지 않은 것은? 기본
    1. 선로 전력손실 감소
    2. 전압降下 감소
    3. 선로 절연비용 절감
    4. 설비 이용률 향상

    정답 3번 · 선로 절연비용 절감

    해설 역률 개선은 손실·전압降下 감소, 설비 이용률 향상에 기여하지만 선로 절연비용과는 직접 관련이 없다.

20. 20리클로저(recloser)의 주된 기능은? 기본
    1. 부하전류 개폐만 담당
    2. 무부하 상태에서만 개폐
    3. 이상전압을 대지로 방전
    4. 고장 발생 시 자동차단 후 재폐로를 시도

    정답 4번 · 고장 발생 시 자동차단 후 재폐로를 시도

    해설 리클로저는 고장을 검출해 회로를 차단한 뒤 일정 시간 후 자동으로 재폐로를 시도하는 배전용 보호기기이다.

21. 21승압기를 이용해 전압을 Ve에서 Vh로 승압할 때, 승압기가 공급 가능한 부하용량을 구하는 관계로 옳은 것은? (W: 승압기 자기용량, e: 2차 정격전압) 기본
    1. 부하용량 = W×(Vh/e)
    2. 부하용량 = W×e
    3. 부하용량 = W/Vh
    4. 부하용량 = W-e

    정답 1번 · 부하용량 = W×(Vh/e)

    해설 단상 승압기는 자기용량 W, 2차 정격전압 e일 때 부하용량 = W×(Vh/e)의 관계를 갖는다.

22. 22다음 중 4단자 정수 A, B, C, D 중 개방회로 전달 임피던스를 나타내는 것은? 기본
    1. A
    2. B
    3. C
    4. D

    정답 2번 · B

    해설 4단자 정수 중 B는 개방회로 전달 임피던스(수전단 개방 시 송전단 전압/수전단 전류)를 나타낸다. A, D는 전압·전류비, C는 전달 어드미턴스이다.

23. 23전력용 콘덴서를 선로에 설치할 때 나타나는 효과로 옳지 않은 것은? 기본
    1. 역률 개선
    2. 전압降下 감소
    3. 코로나 완전 방지
    4. 설비 이용률 향상

    정답 3번 · 코로나 완전 방지

    해설 콘덴서는 역률 개선·전압降下 감소 등에 효과가 있으나, 코로나 발생 자체를 방지하는 수단은 아니다.

24. 24다음 중 배전선로의 전압조정 방법으로 적절하지 않은 것은? 기본
    1. 승압기 설치
    2. 병렬콘덴서 설치
    3. 탭 변환 변압기 사용
    4. 코로나 방전 유도

    정답 4번 · 코로나 방전 유도

    해설 코로나 방전은 손실과 통신장해를 유발하는 바람직하지 않은 현상으로, 전압조정 수단이 아니다.

25. 25다음 중 전력계통에서 단락보호에 쓰이는 계전기가 아닌 것은? 기본
    1. 온도계전기
    2. 과전류계전기
    3. 거리계전기
    4. 방향계전기

    정답 1번 · 온도계전기

    해설 온도계전기는 변압기 등의 과열 보호에 쓰이며 단락보호용 계전기가 아니다. 과전류·거리·방향계전기는 단락보호에 사용된다.

26. 26정전용량 0.02μF/km, 길이 100km, 선간전압 60kV, 주파수 60Hz인 3상 송전선로의 충전전류는 약 몇 A인가? 심화
    1. 26.1
    2. 20.5
    3. 33.4
    4. 13.1

    정답 1번 · 26.1

    해설 충전전류 Ic=ωCE=2π×60×(0.02×10⁻⁶×100)×(60000/√3)≈26.1A.

27. 273상 송전선에 150A의 전류가 흐르고 선로저항이 상당 0.4Ω일 때 3상 선로손실은 약 몇 kW인가? 심화
    1. 13.5
    2. 27.0
    3. 40.5
    4. 54.0

    정답 2번 · 27.0

    해설 3상 선로손실 P=3I²R=3×150²×0.4=27,000W=27kW.

28. 28단상 배전선로에서 저항 3Ω, 리액턴스 4Ω, 부하전류 20A, 역률 0.8(지상)일 때 전압降下는 약 몇 V인가? (근사식 e=I(Rcosθ+Xsinθ), sinθ=0.6) 심화
    1. 48
    2. 72
    3. 96
    4. 120

    정답 3번 · 96

    해설 e=I(Rcosθ+Xsinθ)=20×(3×0.8+4×0.6)=20×4.8=96V.

29. 29어떤 부하의 유효전력이 300kW, 역률이 0.6(지상)이다. 역률을 1.0으로 개선하기 위해 필요한 전력용 콘덴서 용량은 몇 kVA인가? (cosθ1=0.6일 때 tanθ1≈1.333) 심화
    1. 200
    2. 300
    3. 350
    4. 400

    정답 4번 · 400

    해설 Q=P(tanθ1-tanθ2)=300×1.333≈400kVA.

30. 30송전단 전압 154kV, 수전단 전압 140kV, 선로 리액턴스 40Ω, 상차각 30°일 때 전송전력은 약 몇 MW인가? (선로손실 무시, sin30°=0.5) 심화
    1. 269.5
    2. 323.4
    3. 384.2
    4. 431.0

    정답 1번 · 269.5

    해설 P=(VsVr/X)sinδ=(154×140/40)×0.5=269.5MW.

31. 31정격용량 500kVA, %임피던스 4%인 변압기의 2차측 단락전류는 정격전류의 몇 배인가? 심화
    1. 10
    2. 25
    3. 40
    4. 50

    정답 2번 · 25

    해설 단락전류는 Isc=In×(100/%Z)=In×25배가 된다.

32. 32%임피던스가 5%인 발전기의 단락비는 얼마인가? (단락비 K=100/%Z) 심화
    1. 5
    2. 10
    3. 20
    4. 40

    정답 3번 · 20

    해설 단락비 K=100/%Z=100/5=20.

33. 33수평경간 200m, 전선의 자중을 포함한 하중이 2kg/m, 전선의 수평장력이 1000kg인 송전선로의 이도는 몇 m인가? (D=WS²/8T) 심화
    1. 2.5
    2. 5
    3. 7.5
    4. 10

    정답 4번 · 10

    해설 D=WS²/8T=2×200²/(8×1000)=80,000/8,000=10m.

34. 343상 평형부하에서 선간전압 380V, 선전류 30A, 역률 0.9일 때 3상 전력은 약 몇 kW인가? 심화
    1. 17.8
    2. 20.6
    3. 23.4
    4. 26.1

    정답 1번 · 17.8

    해설 P=√3VIcosθ=1.732×380×30×0.9≈17.8kW.

35. 351일 최대수요전력이 800kW, 1일 사용전력량이 12,000kWh인 수용설비의 부하율은 몇 %인가? 심화
    1. 50
    2. 62.5
    3. 70
    4. 75

    정답 2번 · 62.5

    해설 부하율=평균전력/최대전력×100=(12000/24)/800×100=500/800×100=62.5%.

36. 36입력이 550kW, 손실이 50kW인 변압기의 효율은 몇 %인가? 심화
    1. 85.0
    2. 88.5
    3. 90.9
    4. 95.0

    정답 3번 · 90.9

    해설 η=출력/입력×100=(550-50)/550×100≈90.9%.

37. 373상 동기발전기의 여자전류 5A에 대한 무부하 단자전압이 500√3V, 3상 단락전류가 25A일 때 동기임피던스는 몇 Ω인가? 심화
    1. 5
    2. 10
    3. 20
    4. 25

    정답 3번 · 20

    해설 상전압 E=500√3/√3=500V, 동기임피던스 Zs=E/Isc=500/25=20Ω.

38. 38변압기 A(200kVA, %Z=4%)와 변압기 B(300kVA, %Z=6%)를 병렬운전할 때 A가 부담하는 부하는 전체 부하의 몇 %인가? (부하분담은 정격용량/%임피던스의 비) 심화
    1. 50
    2. 40
    3. 60
    4. 33

    정답 1번 · 50

    해설 부하분담비=(정격용량/%임피던스)의 비. A:200/4=50, B:300/6=50으로 같으므로 A는 전체의 50%를 부담한다.

39. 39말단 집중부하 배전선로의 전력손실이 90kW일 때, 같은 전체 부하가 선로에 균등분산되어 있다면 전력손실은 몇 kW가 되는가? (균등분산 시 손실은 집중부하 대비 1/3) 심화
    1. 15
    2. 30
    3. 45
    4. 60

    정답 2번 · 30

    해설 균등분산 부하의 손실은 말단집중 대비 1/3이므로 90×(1/3)=30kW.

40. 40가공전선의 지지점간 경간이 250m, 전선의 자중에 의한 하중이 1.5kg/m, 전선의 수평장력이 750kg일 때 이도는 몇 m인가? 심화
    1. 10.4
    2. 13.0
    3. 15.6
    4. 18.8

    정답 3번 · 15.6

    해설 D=WS²/8T=1.5×250²/(8×750)≈15.6m.

41. 41선간전압 22.9kV, 부하전류 100A, 역률 1.0인 3상 배전선로에서 선로저항이 2Ω일 때 3상 선로손실은 몇 kW인가? 심화
    1. 30
    2. 40
    3. 50
    4. 60

    정답 4번 · 60

    해설 P=3I²R=3×100²×2=60,000W=60kW.

42. 42%임피던스 8%인 변압기의 정격전류가 50A일 때, 2차측 단락사고 시 단락전류는 몇 A인가? 심화
    1. 625
    2. 500
    3. 400
    4. 320

    정답 1번 · 625

    해설 Isc=In×(100/%Z)=50×(100/8)=625A.

43. 43부하의 유효전력이 100kW, 무효전력이 75kVar일 때 피상전력은 몇 kVA인가? 심화
    1. 100
    2. 125
    3. 150
    4. 175

    정답 2번 · 125

    해설 S=√(P²+Q²)=√(100²+75²)=√15625=125kVA.

44. 44정격전압 6600V, 정격전류 50A인 3상 변압기의 정격용량은 약 몇 kVA인가? 심화
    1. 330
    2. 495
    3. 572
    4. 660

    정답 3번 · 572

    해설 S=√3VI=1.732×6600×50≈571.6kVA.

45. 45수전단 전압이 6000V인 3상 선로에서 부하전류가 100A, 역률 0.8(지상), 선로저항 1Ω, 리액턴스 2Ω일 때 전압降下는 약 몇 V인가? (근사식 e=√3·I(Rcosθ+Xsinθ), sinθ=0.6) 심화
    1. 173.2
    2. 259.8
    3. 300.0
    4. 346.4

    정답 4번 · 346.4

    해설 e=√3I(Rcosθ+Xsinθ)=1.732×100×(1×0.8+2×0.6)≈346.4V.

46. 46전체 부하가 선로 말단에 집중된 배전선로와 비교해, 부하가 선로 전체에 균등하게 분산된 경우 전압降下는 집중부하 대비 몇 배인가? 심화
    1. 1/2
    2. 1/3
    3. 2/3
    4. 3/4

    정답 1번 · 1/2

    해설 균등분산 부하의 전압降下는 말단집중 부하 대비 1/2이 된다(전력손실은 1/3로 서로 다른 계수임에 유의).

47. 47800kVA 변압기 2대를 병렬운전 하는데, %임피던스가 각각 5%로 동일하다면 부하분담은 어떻게 되는가? 심화
    1. 3:1
    2. 1:1
    3. 2:1
    4. 4:1

    정답 2번 · 1:1

    해설 정격용량과 %임피던스가 동일하므로 두 변압기는 부하를 1:1로 균등하게 분담한다.

48. 48154kV 송전선로에서 상차각이 45°, 리액턴스가 50Ω, 수전단 전압이 140kV일 때 전송전력은 약 몇 MW인가? (송전단 전압 154kV, 손실 무시, sin45°=0.707) 심화
    1. 215.6
    2. 254.3
    3. 305.0
    4. 356.1

    정답 3번 · 305.0

    해설 P=(VsVr/X)sinδ=(154×140/50)×0.707≈305MW.

49. 49%임피던스 5%인 발전기와 %임피던스 10%인 변압기를 직렬로 연결했을 때 합성 %임피던스는 몇 %인가? (동일 기준용량) 심화
    1. 5
    2. 7.5
    3. 10
    4. 15

    정답 4번 · 15

    해설 동일 기준용량에서 직렬 연결된 %임피던스는 단순 합으로 계산되어 5+10=15%가 된다.

50. 501일 최대전력이 1000kW, 부하율이 70%인 수용설비의 1일 사용전력량은 몇 kWh인가? 심화
    1. 16800
    2. 15000
    3. 14400
    4. 12600

    정답 1번 · 16800

    해설 부하율=평균전력/최대전력이므로 평균전력=1000×0.7=700kW, 1일 사용량=700×24=16,800kWh.