5급 공채 2차

2020년 5급 공채 기술 2차 전기기기

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

제1문 (15점)

. 그림은 타여자 직류 전동기의 등가회로이다. 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
I_{{f}}
V_{{f}}
V_{{t}}
E_{{a}}
R_{{a}}
I_{{a}}
  1. (1) 단자 전압 V_{{t}}와 자속 \Phi가 일정할 때 속도－토크 관계식을 유도하여 기동 토크를 구하시오. (단, 기기 상수는 K_{{a}}로 표시한다) (7점)
  2. (2) 속도제어 방법 중 전기자 전압 제어를 하였을 때 토크 특성에 대해 설명하시오. (4점)
  3. (3) 속도제어 방법 중 계자 제어를 하였을 때 출력 특성에 대해 설명하시오. (4점)

제2문 (20점)

60[Hz]에서 운전되고 있는 \Delta－결선된 2극 3상 동기발전기의 무부하시 유기기전력의 크기가 14.4[kV]이고, 단자전압의 크기가 12.8[kV]일 때 다음 물음에 답하시오. (단, 동기발전기는 비돌극기이며, 동기리액턴스는 4[Ω]이고, 전기자 저항은 무시한다) (총 20점)
  1. (1) 부하각이 18°일 때 이 발전기가 부하에 공급하는 전력을 계산하시오. (5점)
  2. (2) 1)의 상태로 운전시 동기발전기의 역률을 계산하시오. (7점)
  3. (3) 1)의 상태로 운전시 동기발전기의 페이저도 (단자전압 벡터가 기준벡터이고 각도는 0°임, 무부하시 유기기전력 벡터, 상전류 벡터, 리액턴스 전압 강하 벡터)를 그리고 수치를 표기하시오. (8점)

제3문 (25점)

50[kVA], 2,400/600[V], 60[Hz] 변압기의 단락시험과 개방시험에서 아래 데이터를 얻었을 때 다음 물음에 답하시오. (단, L형 등가회로(간이등가회로)를 이용한다) (총 25점)
단락시험개방시험
V_{{sc}}＝76.4[V]
I_{sc}＝20.8[A]
P_{sc}＝754[W]		V_{oc}＝600[V]
I_{oc}＝3.34[A]
P_{oc}＝484[W]
  1. (1) 고압측에서 본 등가회로 정수를 구하시오. (12점)
  2. (2) 순수저항 정격부하의 경우 전압변동률을 구하시오. (6점)
  3. (3) 정격 0.9 지상역률 부하에서의 효율을 구하시오. (7점)

제4문 (20점)

440[V], 18[kW], 60[Hz], 3상 4극 Y결선 유도 전동기가 고정자측 회로로 환산한 상당 임피던스값이 다음과 같다. (단, 철손은 회전손실에 포함되어 있다)
<회로정수><손실>
1차측 저항 R_{{1}} = 0.65[Ω]
1차측 리액턴스 X_{{1}} = 1.0[Ω]
2차측 저항 R_{{2}} = 0.35[Ω]
2차측 리액턴스 X_{{2}} = 0.45[Ω]
자화 리액턴스 X_{{M}} = 26[Ω]		회전손실＝1,100[W]

정격전압, 정격 주파수에서 회전자 슬립이 2.1[%]일 때 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
  1. (1) 회전자 속도[rpm]를 구하시오. (4점)
  2. (2) 고정자 전류[A]를 구하시오. (6점)
  3. (3) 회전자로 전달되는 2차 입력[W]을 구하시오. (4점)
  4. (4) 출력토크[kg․m]를 구하시오. (6점)

제5문 (20점)

그림 (a)는 단상전파 제어정류회로이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 부하는 순저항 부하이고 소자의 전압강하는 무시한다) (총 20점)
[그림]
V_{{out}}
0
2 \pi
omegat
Q_{{1}}
Q_{{3}}
Q_{{4}}
Q_{{2}}
\pi
\pi
(a)
(b)
(c)
\mathrm{V}
2 \pi
omegat
v_{{i n}}
\mathrm{V}
0
  1. (1) v_{{i n}}이 그림 (b)와 같이 크기 V[V]인 정현파 전압이 인가되고 점호각이 0°일 경우 출력전압 V_{{out}}[V] 평균치를 구하시오. (5점)
  2. (2) v_{{i n}}이 그림 (b)와 같이 크기 V[V]인 정현파 전압이 인가되고 점호각이 45°일 경우 출력전압 V_{{out}}[V] 평균치를 구하시오. (5점)
  3. (3) v_{{i n}}이 그림 (c)와 같이 크기 V[V]인 삼각파 전압이 인가되고 점호각이 0°일 경우 출력전압 V_{{out}}[V] 평균치를 구하시오. (5점)
  4. (4) v_{{i n}}이 그림 (c)와 같이 크기 V[V]인 삼각파 전압이 인가되고 점호각이 45°일 경우 출력전압 V_{{out}}[V] 평균치를 구하시오. (5점)