5급 공채 2차

2019년 5급 공채 기술 2차 전기기기

문제 5개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (25점)

그림과 같은 단상 전파 위상제어 정류회로에서 전원전압은 60[Hz], 220[V]이며, 부하저항은 10[Ω]이고, 사이리스터의 지연각 α가 45°일 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 정류회로에 사용된 사이리스터와 환류 다이오드는 손실이 없는 이상적인 소자이고, 부하 인덕턴스 L은 매우 크다고 가정한다) (총 25점)
[그림][그림]
－
＋
Vs
S3
Df
－
＋
Vo
is
S1
S4
S2
id
io
R
L
  1. (1) 환류 다이오드 Df가 없는 경우, 전원전압 Vs, 입력전류 is, 출력전압 Vo의 파형을 그리고, 회로동작에 대해서 설명하시오. 또한 출력전압의 평균값과 부하에 공급되는 평균 전력을 구하시오. (11점)
  2. (2) 환류 다이오드 Df가 있는 경우, 전원전압 Vs, 입력전류 is, 출력전압 Vo, 환류 다이오드에 흐르는 전류 id의 파형을 그리고, 회로동작에 대해서 설명하시오. 또한 출력전압의 평균값과 부하에 공급되는 평균 전력을 구하시오. (11점)
  3. (3) 환류 다이오드 Df가 있는 경우, 환류 다이오드 Df를 통해서 흐르는 전류의 평균값을 구하시오. (3점)

제2문 (15점)

정격출력 90[kW], 정격전압 220[V], 주파수 60[Hz]를 갖는 4극 3상 유도전동기가 전부하에서 효율 90[%], 1,710[rpm]으로 동작할 때, 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 1차 입력을 구하시오. (2점)
  2. (2) 회전자 입력과 2차 동손을 구하시오. (11점)
  3. (3) 2차 효율을 구하시오. (2점)

제3문 (15점)

. 33[kVA], 13,200[V]/240[V], 60[Hz] 변압기의 저항과 리액턴스가 각각 1.9[%]와 3.8[%]이고 정격전압에서의 무부하 손실이 373[W]일 때, 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 역률 1이고 정격부하일 때의 효율을 구하시오. (3점)
  2. (2) 역률 0.7이고 부하율 20[%]일 때의 효율을 구하시오. (4점)
  3. (3) 역률 1일 때의 최대효율 및 부하율을 구하시오. (8점)

제4문 (20점)

직류 직권전동기에 220[V]를 인가할 때, 20[A]의 전류가 흐르고 600[rpm]으로 회전하고 있다. 부하토크는 회전속도에 비례하고, 전기자저항과 계자저항은 각각 0.5[Ω]이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 자기포화 및 전기자 반작용은 무시한다) (총 20점)
  1. (1) 부하에 공급되는 전력 및 토크[N․m]를 구하시오. (8점)
  2. (2) 회전속도를 300[rpm]으로 감소시키기 위해 삽입하여야 할 직렬저항과 그 때의 전류 및 부하에 공급되는 전력을 구하시오. (12점)

제5문 (25점)

380[V], 60[Hz], Y－결선, 8극의 동기발전기가 있다. 다음 물음에 답하시오. (단, 발전기의 전기자 저항은 매우 작으므로 무시한다) (총 25점)
  1. (1) 이 발전기의 상당(per phase) 등가회로 정수를 구하기 위하여 개방회로 시험과 단락회로 시험으로부터 다음의 데이터를 얻었다. 발전기의 단락회로 시험 시 상당 등가회로를 제시하고, 이로부터 발전기의 포화 동기 리액턴스 X_{{s}}[Ω]를 구하시오. (6점)
    a.개방회로시험:
    －정격 계자전류에서 개방 단자 전압 측정값(V_{{T , OC}}): 380[V]
    b.단락회로시험:
    －정격 계자전류에서 단락 전류 측정값(I_{{L , SC}}): 220[A]
  2. (2) 무부하 시 단자전압이 380[V]가 되도록 계자 전류를 조정한 후, 부하를 연결하여 지상역률 0.8, 60[A]의 부하전류를 공급하고 있을 때, 페이저도를 제시하고 발전기의 단자전압 및 전압변동률을 구하시오. (12점)
  3. (3) 2)항의 경우에 대하여 i) 발전기의 효율(\eta), ii) 원동기가 발전기축에 전달하는 토크(T_{{shaft}}), iii) 발전기 회전자에 발생한 역토크(T_{{G}})를 구하시오. (단, 마찰손과 풍손의 합은 1.2[kW], 철손은 1[kW]이며, 동손은 무시한다) (7점)