전기공사기사 필기 2016년 1회 기출문제 정답 및 해설

1번

전압을 일정하게 유지하기 위한 전압 제어소자로 널리 이용되는 다이오드는?

1. 터널 다이오드(tunnel diode)

2. 제너 다이오드(zener diode)

3. 바랙터 다이오드(varactor diode)

4. 쇼트키 다이오드(schottky diode)

정답 2번

해설. ② 제너 다이오드는 역방향 항복(제너) 영역에서 전류가 변해도 단자전압이 거의 일정하게 유지되므로 정전압 회로에 쓰인다.
① 터널 다이오드는 부성저항 특성으로 고속 스위칭·발진용, ③ 바랙터 다이오드는 역바이어스 접합 용량을 이용한 가변 용량 소자, ④ 쇼트키 다이오드는 금속-반도체 접합으로 순방향 전압이 낮은 고속 정류용이다.

2번

열전도율의 단위를 나타낸 것은?

1. kcal/h

2. mㆍhㆍ℃/kcal

3. kcal/kgㆍ℃

4. kcal/mㆍhㆍ℃

정답 4번

해설. ④ 열전도율 λ는 단위 두께(m)·단위 면적(m²)·단위 온도차(℃)당 단위 시간(h)에 흐르는 열량이므로 단위는 kcal/m·h·℃ (SI 단위는 W/m·K)이다.
① kcal/h는 열류(열량의 시간율), ② m·h·℃/kcal는 열저항률, ③ kcal/kg·℃는 비열의 단위이다.

3번

다음 전동기 중에서 속도 변동률이 가장 큰 것은?

1. 3상 동기 전동기

2. 단상 유도 전동기

3. 3상 농형 유도 전동기

4. 3상 권선형 유도 전동기

정답 2번

해설. ② 단상 유도 전동기는 회전자계가 교번자계라서 슬립이 크고 부하에 따른 속도 변화가 커서 제시된 전동기 중 속도 변동률이 가장 크다.
① 3상 동기 전동기는 부하와 관계없이 동기속도로 회전하므로 속도 변동률이 0이다. ③ 3상 농형 유도 전동기와 ④ 권선형 유도 전동기는 정격 슬립이 수 % 정도인 거의 정속도 전동기이다.

4번

금속의 전해정제로 틀린 것은?

1. 전력소비가 적다.

2. 순도가 높은 금속이 석출된다.

3. 금속을 음극으로 하고 순금속을 양극으로 한다.

4. 동(Cu)의 전해정제는 H₂SO₄와 CuSO₄의 혼합용액을 전해액으로 사용한다.

정답 3번

해설. ③ 전해정제는 불순물이 섞인 조(粗)금속을 양극으로, 얇은 순금속판을 음극으로 하여 전해하면 양극이 녹아 음극에 순금속이 석출된다. 보기는 극을 반대로 설명하였으므로 틀리다.
① 비교적 낮은 전압으로 전해하므로 전력 소비가 적고, ② 순도 높은 금속을 얻으며, ④ 구리의 전해정제에는 H₂SO₄와 CuSO₄의 혼합 수용액을 전해액으로 쓴다.

5번

다음 그림과 같은 루소선도에서 하반구 광속[lm]은 약 얼마인가? (단, 그림에서 곡선 BC는 4분원이다.)

1. 528

2. 628

3. 728

4. 828

정답 2번

해설. ② 루소선도에서 0°는 연직 아래 방향이므로 하반구는 0°~90° 구간이며, 이 구간의 광도는 선분 AB처럼 100[cd]로 일정하다.
풀이: 하반구 광속 F = 2π/r × (루소선도 면적) = 2π × I × (1 − cos90°) = 2π × 100 × 1 ≒ 628[lm]
참고: 곡선 BC(4분원)는 90°~180°의 상반구 광속(약 493 lm)에 해당한다.

6번

전기가열방식 중에서 고주파 유전가열의 응용으로 틀린 것은?

1. 목재의 건조

2. 비닐막 접착

3. 목재의 접착

4. 공구의 표면처리

정답 4번

해설. ④ 고주파 유전가열은 절연물(유전체) 내부의 유전체 손실로 발열시키는 방식으로 목재의 건조·접착, 비닐막 접착, 합성수지 성형 등에 쓰인다.
공구의 표면처리(담금질)는 도체에 와전류를 흘려 표면만 가열하는 고주파 유도가열의 응용이므로 유전가열의 응용이 아니다.

7번

정격전압 220[V], 100[W]의 전구를 점등한 방의 조도가 120[lx]이다. 이 전구에 218[V]의 전압을 인가하면 이 방의 조도는 약 몇 [lx]인가? (단, 광속의 전압 지수는 3.6으로 한다.)

1. 119

2. 118

3. 116

4. 124

정답 3번

해설. ③ 광속은 전압의 3.6제곱에 비례하고 조도는 광속에 비례한다.
풀이: E' = E × (V'/V)^3.6 = 120 × (218/220)^3.6 = 120 × 0.9677 ≒ 116.1[lx]
따라서 약 116[lx]이다. 전압이 약 0.9 % 낮아졌지만 조도는 약 3.2 % 감소한다.

8번

2종의 금속이나 반도체를 접합하여 열전대를 만들고 기전력을 공급하면 각 접점에서 열의 흡수, 발생이 일어나는 현상은?

1. 핀치(Pinch) 효과

2. 제벡(Seebeck) 효과

3. 펠티에(Peltier) 효과

4. 톰슨(Thomson) 효과

정답 3번

해설. ③ 펠티에 효과는 두 종류의 금속(반도체) 접합부에 전류를 흘리면 한쪽 접점에서는 열이 흡수되고 다른 쪽에서는 열이 발생하는 현상으로 전자냉동에 이용된다.
① 핀치 효과는 액체 도체에 전류가 흐를 때 전자력으로 단면이 수축하는 현상, ② 제벡 효과는 두 접점의 온도차로 기전력이 생기는 현상(열전대), ④ 톰슨 효과는 같은 금속 내 온도차가 있는 부분에 전류를 흘릴 때 열의 흡수·발생이 일어나는 현상이다.

9번

전기차의 속도제어시스템 중 주파수의 변화에 대응하도록 전압도 같이 제어하는 방법은?

1. 저항 제어시스템

2. 초퍼 제어시스템

3. 위상 제어시스템

4. VVVF 제어시스템

정답 4번

해설. ④ VVVF(가변전압 가변주파수) 제어는 인버터로 주파수를 바꾸면서 V/f를 일정하게 유지하도록 전압도 함께 제어하여 유도전동기의 속도를 제어하는 방식으로, 현재 전기차의 주류 방식이다.
① 저항 제어는 직렬 저항 조정, ② 초퍼 제어는 직류 전압을 통류율로 조정, ③ 위상 제어는 사이리스터 점호각으로 출력 전압을 조정하는 방식이다.

10번

직류 전동기의 속도제어법에서 정출력 제어에 속하는 것은?

1. 계자 제어법

2. 전압 제어법

3. 전기자 저항 제어법

4. 워드레오나드 제어법

정답 1번

해설. ① 계자 제어법은 계자 자속을 줄여 속도를 높이는 방식으로, 전기자 전류가 일정할 때 출력 P = EIₐ가 거의 일정하므로 정출력 제어에 속한다.
② 전압 제어법과 ④ 워드레오나드 방식(전압 제어의 일종)은 자속이 일정하여 토크가 일정한 정토크 제어이며, ③ 전기자 저항 제어는 효율이 나쁜 정토크 제어이다.

11번

대전력 정류용으로 사용되는 SCR의 특징이 아닌 것은?

1. 열용량이 커서 고온에 강하다.

2. 역률각 이하에서는 제어가 되지 않는다.

3. 아크가 생기지 않으므로 열의 발생이 적다.

4. 전류가 흐르고 있을 때 양극의 전압강하가 작다.

정답 1번

해설. ① SCR은 소자의 크기에 비해 열용량이 작아 온도 상승에 약하므로 방열 설계가 중요하다. 따라서 '열용량이 커서 고온에 강하다'는 틀린 설명이다.
② 부하 역률각보다 작은 점호각 범위에서는 위상 제어가 되지 않고, ③ 수은정류기와 달리 아크가 없으며, ④ 도통 시 순방향 전압강하가 1~1.5 V 정도로 작다.

12번

전선 접속시 유의사항이 아닌 것은?

1. 접속으로 인해 전기적 저항이 증가하지 않게 한다.

2. 접속으로 인한 도체 단면적을 현저히 감소시키게 한다.

3. 접속부분의 전선의 강도를 20[%] 이상 감소시키지 않게 한다.

4. 접속부분은 절연전선의 절연물과 동등 이상의 절연내력이 있는 것으로 충분히 피복한다.

정답 2번

해설. ② 전선을 접속할 때는 접속부의 전기저항을 증가시키지 않고, 도체 단면적을 현저히 줄이지 않아야 한다. 따라서 '단면적을 현저히 감소시키게 한다'는 유의사항이 아니다.
③ KEC 123에 따라 전선의 세기(인장하중)를 20 % 이상 감소시키지 않아야 하고, ④ 접속부는 절연물과 동등 이상의 절연 효력이 있는 것으로 충분히 피복한다.

13번

전원을 넣자마자 곧바로 점등되는 형광등용의 안정기는?

1. 점등관식

2. 래피드스타트식

3. 글로우스타트식

4. 필라멘트 단락식

정답 2번

해설. ② 래피드스타트식은 점등관 없이 안정기의 별도 권선으로 필라멘트를 예열하면서 동시에 고전압을 걸어 전원을 넣자마자 바로 점등된다.
① 점등관식과 ③ 글로우스타트식은 글로우 점등관이 예열 후 개로하면서 킥 전압을 발생시키므로 점등까지 수 초가 걸리고, ④ 필라멘트 단락식도 예열 과정이 필요하다.

14번

전선을 지지하기 위하여 사용되는 자재로 애자를 부착하여 사용하며 단면이 ㄷ형으로 생긴 형강은?

1. 경완철

2. 분기고리

3. 행거밴드

4. 인류스트랍

정답 1번

해설. ① 경완철은 단면이 ㄷ형인 경량 형강 완철로, 전주에 밴드로 고정하고 현수애자·라인포스트애자 등을 부착하여 배전선로의 전선을 지지한다.
② 분기고리는 인입선 분기용 고리, ③ 행거밴드는 주상변압기 등을 전주에 고정하는 밴드, ④ 인류스트랍은 전선 인류(잡아당김)용 애자를 연결하는 금구이다.

15번

철탑의 상부구조에서 사용되는 것이 아닌 것은?

1. 암(arm)

2. 수평재

3. 보조재

4. 주각재

정답 4번

해설. ④ 주각재는 철탑의 다리 아래 끝을 기초에 고정하는 부재로 철탑의 하부(기초) 구조에 속한다.
철탑의 상부구조는 전선·가공지선을 지지하는 암(arm), 주주재를 연결하는 수평재, 강도를 보강하는 보조재(사재) 등으로 이루어진다.

16번

특고압 배전선로 보호용 기기로 자동 재폐로가 가능한 기기는?

1. ASS

2. ALTS

3. ASBS

4. Recloser

정답 4번

해설. ④ 리클로저(Recloser)는 배전선로에서 고장을 검출하면 차단한 뒤 정해진 횟수만큼 자동으로 재투입(재폐로)하여 순간 고장을 복구하는 보호기기이다.
① ASS(자동고장구분개폐기)는 고장 구간을 분리, ② ALTS(자동부하전환개폐기)는 주전원 정전 시 예비전원으로 전환, ③ ASBS(자동구간개폐기)는 리클로저와 협조해 고장 구간을 분리하는 개폐기로 재폐로 기능은 없다.

17번

공기 중의 산소를 전지의 감극제로 사용하는 건전지는?

1. 표준전지

2. 일반 건전지

3. 내한 건전지

4. 공기 습전지

정답 4번

해설. ④ 공기 습전지(공기전지)는 양극 활성탄이 공기 중의 산소를 흡착하여 감극제로 작용하는 전지로, 수명이 길고 전압 변동이 작다.
① 표준전지는 기전력 표준용(웨스턴 카드뮴 전지), ② 일반 건전지(망가니즈 건전지)는 이산화망가니즈를 감극제로 쓰고, ③ 내한 건전지는 저온에서도 쓸 수 있게 전해액을 개량한 전지이다.

18번

배전선로의 지지물로 가장 많이 쓰이고 있는 것은?

1. 철탑

2. 강판주

3. 강관 전주

4. 철근 콘크리트 전주

정답 4번

해설. ④ 배전선로의 지지물로는 강도가 크고 수명이 길며 보수가 쉬운 철근 콘크리트 전주가 가장 많이 쓰인다.
① 철탑은 주로 송전선로(고전압·장경간)에, ② 강판주와 ③ 강관 전주는 도심 미관 지역이나 운반이 어려운 곳 등 특수한 경우에 제한적으로 쓰인다.

19번

도전 재료로서 요구되는 조건이 틀린 것은?

1. 전기 저항이 클 것

2. 내식성 등이 우수할 것

3. 접촉과 연결이 비교적 쉬울 것

4. 자원이 풍부하여 얻기 쉽고 가격이 저렴할 것

정답 1번

해설. ① 도전 재료는 전류를 잘 흘려야 하므로 전기 저항(저항률)이 작아야 한다. 따라서 '전기 저항이 클 것'은 틀린 조건이다.
② 내식성이 우수하고, ③ 접촉·접속이 쉬우며, ④ 자원이 풍부하고 값이 싸야 한다. 이 밖에 기계적 강도와 가공성이 좋아야 한다.

20번

납축전지에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 충전시 음극 : PbSO₄ → Pb

2. 방전시 음극 : Pb → PbSO₄

3. 충전시 양극 : PbSO₄ → PbO

4. 방전시 양극 : PbO₂ → PbSO₄

정답 3번

해설. ③ 납축전지의 반응은 PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb ⇄ PbSO₄ + 2H₂O + PbSO₄ (방전 →, 충전 ←)이다. 충전 시 양극은 PbSO₄ → PbO₂로 되돌아가므로 'PbSO₄ → PbO'는 틀리다.
① 충전 시 음극 PbSO₄ → Pb, ② 방전 시 음극 Pb → PbSO₄, ④ 방전 시 양극 PbO₂ → PbSO₄는 옳다.

21번

150[kVA] 단상변압기 3대를 △-△ 결선으로 사용하다가 1대의 고장으로 V-V결선하여 사용하면 약 몇 [kVA] 부하까지 걸 수 있겠는가?

1. 200

2. 220

3. 240

4. 260

정답 4번

해설. ④ V결선의 출력은 단상 변압기 1대 용량의 √3배이다.
풀이: Pᵥ = √3 × P₁ = √3 × 150 ≒ 259.8[kVA] ≒ 260[kVA]
참고: △결선(450 kVA)에 대한 출력비는 √3/3 ≒ 0.577, V결선 변압기의 이용률은 √3/2 ≒ 0.866이다.

22번

송전계통의 안정도를 증진시키는 방법이 아닌 것은?

1. 전압변동을 적게 한다.

2. 제동저항기를 설치한다.

3. 직렬리액턴스를 크게 한다.

4. 중간조상기방식을 채용한다.

정답 3번

해설. ③ 안정도는 송전전력 P = (VₛVᵣ/X)sinδ에서 알 수 있듯이 직렬 리액턴스 X를 작게 할수록 향상된다. 따라서 직렬리액턴스를 크게 하는 것은 안정도 증진 방법이 아니다.
① 전압 변동을 작게(속응 여자 등), ② 제동저항기 설치로 고장 시 발전기 가속 억제, ④ 중간조상기 설치로 중간 전압 유지가 안정도 증진 방법이다.

23번

연간 전력량이 E[kWh]이고, 연간 최대전력이 W[kW]인 연부하율은 몇 [%]인가?

1. E/W × 100

2. √3·W/E × 100

3. 8760W/E × 100

4. E/(8760W) × 100

정답 4번

해설. ④ 부하율 = 평균전력/최대전력 × 100[%]이다. 1년은 365 × 24 = 8760[h]이므로 연간 평균전력은 E/8760[kW]이다.
풀이: 연부하율 = (E/8760)/W × 100 = E/(8760W) × 100[%]
나머지 식은 평균전력을 잘못 구하거나 분자·분모를 뒤바꾼 것이다.

24번

차단기의 정격차단시간은?

1. 고장 발생부터 소호까지의 시간

2. 가동접촉자 시동부터 소호까지의 시간

3. 트립코일 여자부터 소호까지의 시간

4. 가동접촉자 개구부터 소호까지의 시간

정답 3번

해설. ③ 차단기의 정격차단시간은 정격전압에서 차단할 때 트립코일이 여자된 순간부터 아크가 소호될 때까지의 시간으로, 개극시간과 아크시간의 합이다(보통 3~8 사이클).
① 고장 발생 순간부터는 계전기 동작시간이 포함되고, ② ④ 가동접촉자의 시동·개구부터 소호까지는 아크시간 등 일부만 나타낸다.

25번

3상 결선 변압기의 단상 운전에 의한 소손방지 목적으로 설치하는 계전기는?

1. 단락 계전기

2. 결상 계전기

3. 지락 계전기

4. 과전압 계전기

정답 2번

해설. ② 3상 변압기나 전동기는 한 상이 끊어져 단상 운전(결상)이 되면 나머지 상에 과전류가 흘러 소손되므로, 결상을 검출해 차단하는 결상 계전기(역상 계전기 포함)를 설치한다.
① 단락 계전기는 단락 고장, ③ 지락 계전기는 지락 고장, ④ 과전압 계전기는 전압 상승을 검출하는 계전기이다.

26번

인터록(interlock)의 기능에 대한 설명으로 맞는 것은?

1. 조작자의 의중에 따라 개폐되어야 한다.

2. 차단기가 열려 있어야 단로기를 닫을 수 있다.

3. 차단기가 닫혀 있어야 단로기를 닫을 수 있다.

4. 차단기와 단로기를 별도로 닫고, 열 수 있어야 한다.

정답 2번

해설. ② 단로기는 부하전류를 개폐할 수 없으므로 차단기가 열려 있을 때만 단로기를 조작(투입·개방)할 수 있도록 기계적·전기적으로 묶어 두는 것이 인터록이다.
① ④ 조작자가 임의로 개폐하거나 별도로 조작할 수 있으면 인터록이 아니고, ③ 차단기가 닫힌 상태에서 단로기를 조작하면 아크가 발생하여 위험하다.

27번

22[kV], 20,000[kVA] 발전기에 접속된 3상 3선식 전선로의 끝 P점에서 3상 단락이 발생하였다면 3상 단락전류는 약 몇 [A]인가? (단, P점까지의 %리액턴스는 20,000[kVA] 기준 8[%]이며 저항분은 무시한다.)

1. 6561

2. 8560

3. 11364

4. 12684

정답 1번

해설. ① 풀이: 정격전류 Iₙ = P/(√3V) = 20000/(√3 × 22) ≒ 524.9[A]
3상 단락전류 Iₛ = (100/%X) × Iₙ = (100/8) × 524.9 ≒ 6561[A]
%리액턴스는 발전기 용량 20,000[kVA]를 기준으로 한 값이므로 그 기준용량의 정격전류에 100/%X를 곱한다.

28번

전력계통에서 내부 이상전압의 크기가 가장 큰 경우는?

1. 유도성 소전류 차단시

2. 수차발전기의 부하 차단시

3. 무부하 선로 충전전류 차단시

4. 송전선로의 부하 차단기 투입시

정답 3번

해설. ③ 무부하 송전선로의 충전전류(진상전류)를 차단할 때는 전류 영점에서 차단된 뒤 선로에 전압 최대치가 남아 재점호가 반복되며, 상용주파 전압의 수 배(약 4배)에 이르는 가장 큰 개폐 이상전압이 발생한다.
① 유도성 소전류 차단, ② 부하 차단, ④ 투입 시에도 이상전압이 생기지만 무부하 충전전류 차단 시보다 작다.

29번

화력 발전소에서 재열기의 목적은?

1. 급수예열

2. 석탄건조

3. 공기예열

4. 증기가열

정답 4번

해설. ④ 재열기는 고압 터빈에서 일을 하고 나온 증기를 보일러로 되돌려 다시 가열(재열)한 뒤 중·저압 터빈에 보내는 장치로, 열효율 향상과 터빈 저압단의 습분 감소가 목적이다.
① 급수 예열은 절탄기(이코노마이저)·급수가열기, ② 석탄 건조는 미분기, ③ 공기 예열은 공기예열기의 역할이다.

30번

송전선로의 각 상전압이 평형되어 있을 때 3상 1회선 송전선의 작용정전용량[μF/km]을 옳게 나타낸 것은? (단, r은 도체의 반지름[m], D는 도체의 등가선간거리[m]이다.)

1. 0.02413 / log₁₀(D/r)

2. 0.2413 / log₁₀(D/r)

3. 0.02413 / log₁₀(D²/r)

4. 0.2413 / log₁₀(D²/r)

정답 1번

해설. ① 3상 1회선 송전선의 작용정전용량(1선당)은 C = 0.02413/log₁₀(D/r) [μF/km]이다.
작용인덕턴스 L = 0.05 + 0.4605 log₁₀(D/r) [mH/km]와 짝을 이루며, 계수 0.2413은 자릿수가 틀렸고 D²/r은 로그 안의 등가거리 표현이 틀렸다.

31번

플리커 경감을 위한 전력 공급측의 방안이 아닌 것은?

1. 공급전압을 낮춘다.

2. 전용 변압기로 공급한다.

3. 단독 공급 계통을 구성한다.

4. 단락용량이 큰 계통에서 공급한다.

정답 1번

해설. ① 플리커(전압 동요)는 부하 변동에 따른 전압 강하가 원인이므로, 공급 측에서는 공급전압을 높여(승압) 전압 변동률을 줄여야 한다. 공급전압을 낮추면 오히려 악화된다.
② 전용 변압기로 공급, ③ 단독 공급 계통 구성, ④ 단락용량이 큰 계통에서 공급(계통 임피던스 감소)하는 것은 공급 측의 플리커 경감 대책이다.

32번

송전선로에서 송전전력, 거리, 전력손실률과 전선의 밀도가 일정하다고 할 때, 전선 단면적 A[mm²]는 전압 V[V]와 어떤 관계에 있는가?

1. V에 비례한다.

2. V²에 비례한다.

3. 1/V에 비례한다.

4. 1/V²에 비례한다.

정답 4번

해설. ④ 전력 P, 거리 ℓ, 손실률이 일정하면 손실 Pₗ = P²R/(V²cos²θ)에서 R = ρℓ/A 이므로
풀이: Pₗ/P = Pρℓ/(V²cos²θ·A) = 일정 → A ∝ 1/V²
즉 전압을 2배로 높이면 필요한 전선 단면적(전선 중량)은 1/4로 줄어든다.

33번

동기조상기에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 동기전동기의 V특성을 이용하는 설비이다.

2. 동기전동기를 부족여자로 하여 컨덕턴스로 사용한다.

3. 동기전동기를 과여자로 하여 콘덴서로 사용한다.

4. 송전계통의 전압을 일정하게 유지하기 위한 설비이다.

정답 2번

해설. ② 동기조상기는 무부하 동기전동기로, 부족여자로 운전하면 뒤진 전류를 흘리는 리액터(분로 리액터)로 작용한다. 컨덕턴스(유효전력 소비 요소)로 쓰인다는 설명은 틀리다.
① V곡선 특성을 이용하고, ③ 과여자로 하면 앞선 전류를 흘려 콘덴서로 작용하며, ④ 무효전력을 연속 조정하여 계통 전압을 일정하게 유지한다.

34번

비등수형 원자로의 특색이 아닌 것은?

1. 열교환기가 필요하다.

2. 기포에 의한 자기 제어성이 있다.

3. 방사능 때문에 증기는 완전히 기수분리를 해야 한다.

4. 순환펌프로서는 급수펌프뿐이므로 펌프동력이 작다.

정답 1번

해설. ① 비등수형 원자로(BWR)는 노심에서 직접 증기를 발생시켜 터빈으로 보내므로 가압수형(PWR)과 달리 열교환기(증기발생기)가 필요 없다.
② 노심의 기포(보이드)가 늘면 반응도가 줄어드는 자기 제어성이 있고, ③ 방사능을 띤 증기가 터빈으로 가므로 기수분리를 철저히 해야 하며, ④ 급수펌프만 있으면 되어 펌프 동력이 작다.

35번

그림과 같은 단거리 배전선로의 송전단 전압 6600[V], 역률은 0.9이고, 수전단 전압 6100[V], 역률 0.8일 때 회로에 흐르는 전류 I[A]는? (단, Eₛ 및 Eᵣ은 송·수전단 대지전압이며, r = 20[Ω], x = 10[Ω]이다.)

1. 20

2. 35

3. 53

4. 65

정답 3번

해설. ③ 선로에서 소비되는 전력은 저항 r의 손실뿐이므로 (송전단 전력) − (수전단 전력) = I²r 이다.
풀이: EₛIcosθₛ − EᵣIcosθᵣ = I²r → I = (Eₛcosθₛ − Eᵣcosθᵣ)/r
I = (6600 × 0.9 − 6100 × 0.8)/20 = (5940 − 4880)/20 = 53[A]

36번

피뢰기의 제한전압이란?

1. 충격파의 방전개시전압

2. 상용주파수의 방전개시전압

3. 전류가 흐르고 있을 때의 단자전압

4. 피뢰기 동작 중 단자전압의 파고값

정답 4번

해설. ④ 제한전압은 피뢰기가 방전하여 방전전류가 흐르고 있는 동안 피뢰기 단자 사이에 남는 전압(잔류전압)의 파고값으로, 보호 대상 기기의 절연 협조 기준이 된다.
① 충격파 방전개시전압과 ② 상용주파 방전개시전압은 피뢰기가 방전을 시작하는 전압이고, ③은 파고값이 아닌 순시 단자전압을 말한 것이다.

37번

단락용량 5000[MVA]인 모선의 전압이 154[kV]라면 등가 모선임피던스는 약 몇 [Ω]인가?

1. 2.54

2. 4.74

3. 6.34

4. 8.24

정답 2번

해설. ② 단락용량 Pₛ = V²/Z 이므로 Z = V²/Pₛ 이다.
풀이: Z = (154 × 10³)² / (5000 × 10⁶) = 23716 × 10⁶ / (5000 × 10⁶) ≒ 4.74[Ω]
선간전압[kV]²/단락용량[MVA]로 계산해도 154²/5000 ≒ 4.74[Ω]이다.

38번

피뢰기가 그 역할을 잘 하기 위하여 구비되어야 할 조건으로 틀린 것은?

1. 속류를 차단할 것

2. 내구력이 높을 것

3. 충격방전 개시전압이 낮을 것

4. 제한전압은 피뢰기의 정격전압과 같게 할 것

정답 4번

해설. ④ 피뢰기의 제한전압은 보호 기기의 절연 강도보다 충분히 낮아야 보호 효과가 있으므로 '낮을 것'이 구비 조건이다. 정격전압과 같게 한다는 조건은 없다.
① 방전 후 속류를 신속히 차단하고, ② 반복 동작에 견디는 내구력이 있으며, ③ 충격방전 개시전압이 낮아 이상전압을 빨리 방전해야 한다.

39번

저압배전선로에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 저압 뱅킹 방식은 전압변동을 경감할 수 있다.

2. 밸런서(balancer)는 단상 2선식에 필요하다.

3. 배전선로의 부하율이 F일 때 손실계수는 F와 F²의 중간 값이다.

4. 수용률이란 최대수용전력을 설비용량으로 나눈 값을 퍼센트로 나타낸 것이다.

정답 2번

해설. ② 밸런서(balancer)는 단상 3선식에서 중성선이 끊어지거나 부하가 불평형일 때 양 외선의 전압 불평형을 줄이려고 선로 말단에 설치하는 권수비 1:1 단권변압기이다. 단상 2선식에는 필요 없다.
① 저압 뱅킹 방식은 전압 변동·플리커를 줄이고, ③ 손실계수 H는 F² ≤ H ≤ F 범위에 있으며, ④ 수용률 = 최대수용전력/설비용량 × 100[%]이다.

40번

그림과 같은 전력계통의 154[kV] 송전선로에서 고장 지락 임피던스 Zgf를 통해서 1선 지락고장이 발생되었을 때 고장점에서 본 영상 %임피던스는? (단, 그림에 표시한 임피던스는 모두 동일용량, 100[MVA] 기준으로 환산한 %임피던스이다.)

1. Z₀ = Zℓ + Zₜ + ZG

2. Z₀ = Zℓ + Zₜ + Zgf

3. Z₀ = Zℓ + Zₜ + 3Zgf

4. Z₀ = Zℓ + Zₜ + Zgf + ZG + ZGN

정답 3번

해설. ③ 1선 지락 시 고장점에서 본 영상 임피던스는 영상전류 경로를 따라 구한다. 변압기 154 kV 측은 중성점이 접지된 Y결선이라 영상전류가 흐르지만, 11 kV 측 △결선에서 영상전류가 순환하여 발전기 쪽(ZG, ZGN)으로는 흐르지 않는다.
고장 임피던스 Zgf에는 3상의 영상전류 3I₀가 흐르므로 3배로 넣는다.
풀이: Z₀ = Zℓ + Zₜ + 3Zgf

41번

정전압 계통에 접속된 동기발전기의 여자를 약하게 하면?

1. 출력이 감소한다.

2. 전압이 강하한다.

3. 앞선 무효전류가 증가한다.

4. 뒤진 무효전류가 증가한다.

정답 3번

해설. ③ 정전압 계통에 병렬 운전 중인 동기발전기의 여자를 약하게 하면(부족여자) 유기기전력이 계통 전압보다 작아져, 계통으로부터 앞선(진상) 무효전류를 받는 상태가 된다.
① 유효 출력은 원동기 입력으로 정해지므로 변하지 않고, ② 단자전압은 계통이 유지하며, ④ 뒤진 무효전류는 여자를 강하게 할 때 증가한다.

42번

다이오드를 사용하는 정류회로에서 과대한 부하전류로 인하여 다이오드가 소손될 우려가 있을 때 가장 적절한 조치는 어느 것인가?

1. 다이오드를 병렬로 추가한다.

2. 다이오드를 직렬로 추가한다.

3. 다이오드 양단에 적당한 값의 저항을 추가한다.

4. 다이오드 양단에 적당한 값의 콘덴서를 추가한다.

정답 1번

해설. ① 다이오드의 허용전류보다 부하전류가 크면 다이오드를 병렬로 추가하여 전류를 분담시킨다(과전류 보호).
② 직렬로 추가하는 것은 역방향 전압을 분담시키는 과전압 보호 대책이며, ③ 양단의 저항은 직렬 연결 시 전압 분배용, ④ 양단의 콘덴서는 서지 흡수(스너버)용이다.

43번

직류 발전기의 외부 특성곡선에서 나타내는 관계로 옳은 것은?

1. 계자전류와 단자전압

2. 계자전류와 부하전류

3. 부하전류와 단자전압

4. 부하전류와 유기기전력

정답 3번

해설. ③ 직류 발전기의 외부 특성곡선은 정격 속도·계자 조건에서 부하전류 I와 단자전압 V의 관계를 나타낸 곡선이다.
① 계자전류와 단자전압(무부하 시 유기기전력)의 관계는 무부하 특성곡선(무부하 포화곡선), ② 계자전류와 부하전류의 관계는 계자조정곡선, ④ 부하전류와 유기기전력의 관계는 내부 특성곡선이다.

44번

직류기의 전기자 반작용에 의한 영향이 아닌 것은?

1. 자속이 감소하므로 유기기전력이 감소한다.

2. 발전기의 경우 전기적 중성축이 회전방향으로 이동한다.

3. 전동기의 경우 전기적 중성축이 회전방향과 반대방향으로 이동한다.

4. 브러시에 의해 단락된 코일에는 기전력이 발생하므로 브러시 사이의 유기기전력이 증가한다.

정답 4번

해설. ④ 전기자 반작용으로 주자속이 감소하므로 브러시 사이의 유기기전력은 감소한다. 또 브러시로 단락된 코일에 기전력이 유기되면 정류가 나빠져 불꽃이 생길 뿐, 유기기전력이 증가하지는 않는다.
① 자속 감소로 유기기전력이 감소하고, ② 발전기는 회전방향으로, ③ 전동기는 회전 반대방향으로 전기적 중성축이 이동한다.

45번

어떤 정류기의 부하 전압이 2000[V]이고 맥동률이 3[%]이면 교류분의 진폭[V]은?

1. 20

2. 30

3. 50

4. 60

정답 4번

해설. ④ 맥동률 = (출력 전압에 포함된 교류분)/(직류분) × 100[%] 이다.
풀이: 교류분 = 맥동률 × 직류 전압 = 0.03 × 2000 = 60[V]
따라서 교류분은 60[V]이다. 맥동률이 작을수록 평활이 잘 된 직류이다.

46번

3상 3300[V], 100[kVA]의 동기발전기의 정격전류는 약 몇 [A]인가?

1. 17.5

2. 25

3. 30.3

4. 33.3

정답 1번

해설. ① 3상 발전기의 정격전류는 P = √3VI에서 구한다.
풀이: I = P/(√3V) = 100 × 10³/(√3 × 3300) ≒ 17.5[A]
30.3[A]는 √3을 빠뜨린 값(100000/3300), 33.3[A]는 3상 용량을 3000 V로 나눈 값처럼 잘못 계산한 것이다.

47번

4극 3상 유도전동기가 있다. 전원전압 200[V]로 전부하를 걸었을 때 전류는 21.5[A]이다. 이 전동기의 출력은 약 몇 [W]인가? 단, 전부하 역률 86[%], 효율 85[%]이다.

1. 5029

2. 5444

3. 5820

4. 6103

정답 2번

해설. ② 3상 유도전동기의 출력은 입력 전력에 효율을 곱한다.
풀이: P = √3VIcosθ·η = √3 × 200 × 21.5 × 0.86 × 0.85 ≒ 5444[W]
참고: 입력은 √3 × 200 × 21.5 × 0.86 ≒ 6405[W]이다.

48번

변압비 3000/100[V]인 단상변압기 2대의 고압측을 그림과 같이 직렬로 3300[V] 전원에 연결하고, 저압측에 각각 5[Ω], 7[Ω]의 저항을 접속하였을 때, 고압측의 단자전압 E₁은 약 몇 [V]인가?

1. 471

2. 660

3. 1375

4. 1925

정답 3번

해설. ③ 두 변압기의 권수비는 a = 3000/100 = 30으로 같다. 저압측 저항을 고압측으로 환산하면 R' = a²R이므로 1차 측 등가저항의 비는 5 : 7이다. 직렬 연결이므로 3300[V]가 저항 비로 나뉜다.
풀이: E₁ = 3300 × 5/(5 + 7) = 1375[V]
(아래 변압기의 고압측 전압은 3300 × 7/12 = 1925[V])

49번

교류기에서 유기기전력의 특징 고조파분을 제거하고 또 권선을 절약하기 위하여 자주 사용되는 권선법은?

1. 전절권

2. 분포권

3. 집중권

4. 단절권

정답 4번

해설. ④ 단절권은 코일 피치를 극 간격보다 짧게 하여 특정 고조파(예: 5/6 피치로 제5·7고조파)를 줄여 파형을 개선하고, 코일 끝부분이 짧아져 권선(동량)이 절약된다.
① 전절권은 코일 피치 = 극 간격, ② 분포권은 한 상의 코일을 여러 슬롯에 분산해 고조파를 줄이지만 권선 절약 효과는 없고, ③ 집중권은 고조파가 많다.

50번

12극의 3상 동기발전기가 있다. 기계각 15°에 대응하는 전기각은?

1. 30

2. 45

3. 60

4. 90

정답 4번

해설. ④ 전기각 = 기계각 × (극수/2) 이다.
풀이: 12극은 극대수 p/2 = 6이므로 전기각 = 15° × 6 = 90°
기계적으로 한 바퀴(360°) 도는 동안 전기적으로는 6주기(2160°)를 지난다.

51번

4극, 60[Hz]의 유도전동기가 슬립 5[%]로 전부하 운전 하고 있을 때 2차 권선의 손실이 94.25[W]라고 하면 토크는 약 몇 [Nㆍm]인가?

1. 1.02

2. 2.04

3. 10.0

4. 20.0

정답 3번

해설. ③ 2차 동손 Pc₂ = sP₂ 이므로 2차 입력 P₂ = Pc₂/s이고, 토크 T = P₂/ωₛ 이다.
풀이: P₂ = 94.25/0.05 = 1885[W], Nₛ = 120f/p = 120 × 60/4 = 1800[rpm]
T = P₂/(2πNₛ/60) = 1885/(2π × 30) ≒ 10.0[N·m]

52번

단상 변압기에 정현파 유기기전력을 유기하기 위한 여자전류의 파형은?

1. 정현파

2. 삼각파

3. 왜형파

4. 구형파

정답 3번

해설. ③ 변압기 철심은 자기포화와 히스테리시스 특성이 있어, 정현파 자속(정현파 유기기전력)을 만들려면 여자전류에 제3고조파 등이 포함된 왜형파(첨두파)가 흘러야 한다.
여자전류가 정현파이면 오히려 자속과 유기기전력이 찌그러진다.

53번

회전형전동기와 선형전동기(Linear Motor)를 비교한 설명 중 틀린 것은?

1. 선형의 경우 회전형에 비해 공극의 크기가 작다.

2. 선형의 경우 직접적으로 직선운동을 얻을 수 있다.

3. 선형의 경우 회전형에 비해 부하관성의 영향이 크다.

4. 선형의 경우 전원의 상 순서를 바꾸어 이동방향을 변경한다.

정답 1번

해설. ① 선형전동기는 1차측과 2차측(레일 등) 사이의 기계적 간격을 크게 둘 수밖에 없어 회전형보다 공극이 크고, 그만큼 역률·효율이 낮다. 따라서 '공극이 작다'는 틀린 설명이다.
② 기어 등 변환 장치 없이 직선운동을 바로 얻고, ③ 부하 관성의 영향이 크며, ④ 전원의 상 순서를 바꾸면 이동 방향이 바뀐다.

54번

변압기의 전일 효율이 최대가 되는 조건은?

1. 하루 중의 무부하손의 합 = 하루중의 부하손의 합

2. 하루 중의 무부하손의 합 <하루 중의 부하손의 합

3. 하루 중의 무부하손의 합 >하루 중의 부하손의 합

4. 하루 중의 무부하손의 합 = 2×하루 중의 부하손의 합

정답 1번

해설. ① 변압기 효율은 무부하손(철손)과 부하손(동손)이 같을 때 최대가 된다. 전일 효율은 하루 동안의 에너지로 본 효율이므로, 하루 중 무부하손의 합(철손 × 24h)과 하루 중 부하손의 합(Σ동손 × 시간)이 같을 때 최대가 된다.
나머지는 부하손과 무부하손이 같지 않은 조건이다.

55번

유도전동기를 정격상태로 사용 중, 전압이 10[%] 상승하면 다음과 같은 특성의 변화가 있다. 틀린 것은? (단, 부하는 일정 토크라고 가정한다.)

1. 슬립이 작아진다.

2. 속도가 감소한다.

3. 기동 토크가 증가한다.

4. 히스테리시스손과 와류손이 증가한다.

정답 2번

해설. ② 부하 토크가 일정할 때 유도전동기의 토크는 T ∝ sV²이므로 전압이 10 % 오르면 슬립은 약 1/1.1² ≒ 0.83배로 줄어 속도는 오히려 증가한다. 따라서 '속도가 감소한다'가 틀리다.
① 슬립이 작아지고, ③ 기동 토크는 전압의 제곱에 비례하여 약 1.21배로 증가하며, ④ 자속이 늘어 히스테리시스손과 와류손(철손)이 증가한다.

56번

대칭 3상 권선에 평형 3상 교류가 흐르는 경우 회전자계의 설명으로 틀린 것은?

1. 발생 회전 자계 방향 변경 가능

2. 발생 회전 자계는 전류와 같은 주기

3. 발생 회전 자계 속도는 동기 속도보다 늦음

4. 발생 회전 자계 세기는 각 코일 최대 자계의 1.5배

정답 3번

해설. ③ 대칭 3상 권선에 평형 3상 전류가 흐르면 생기는 회전자계는 동기속도 Nₛ = 120f/p로 회전한다. 동기속도보다 늦다는 것은 유도전동기 회전자의 속도에 대한 설명이다.
① 3상 중 두 상의 접속을 바꾸면 방향이 바뀌고, ② 전류와 같은 주기로 회전하며, ④ 회전자계의 크기는 한 상 최대 자계의 3/2 = 1.5배이다.

57번

직류기 권선법에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 단중 파권은 균압환이 필요하다.

2. 단중 중권의 병렬회로 수는 극수와 같다.

3. 저전류ㆍ고전압 출력은 파권이 유리하다.

4. 단중 파권의 유기전압은 단중 중권의 P/2이다.

정답 1번

해설. ① 균압환은 병렬회로 수가 많은 중권에서 각 병렬회로의 유기전압 차로 생기는 순환전류를 막기 위해 필요하다. 파권은 병렬회로 수가 2이므로 균압환이 필요 없다.
② 단중 중권의 병렬회로 수는 극수와 같고, ③ 파권은 병렬회로가 적어 저전류·고전압에 유리하며, ④ 같은 조건에서 E ∝ 1/a이므로 파권(a=2)의 유기전압은 중권(a=P)의 P/2배이다.

58번

스테핑 모터의 일반적인 특징으로 틀린 것은?

1. 기동ㆍ정지 특성은 나쁘다.

2. 회전각은 입력펄스 수에 비례한다.

3. 회전속도는 입력펄스 주파수에 비례한다.

4. 고속 응답이 좋고, 고출력의 운전이 가능하다.

정답 1번

해설. ① 스테핑 모터는 입력 펄스에 동기하여 한 스텝씩 움직이므로 기동·정지·정역전 특성이 좋다. 따라서 '기동·정지 특성은 나쁘다'는 틀린 설명이다.
② 회전각은 입력 펄스 수에, ③ 회전속도는 입력 펄스 주파수에 비례하며, ④ 응답이 빠르고 오차가 누적되지 않아 정밀 위치 제어에 쓰인다.

59번

철손 1.6[kW] 전부하동손 2.4[kW]인 변압기에는 약 몇 [%] 부하에서 효율이 최대로 되는가?

1. 82

2. 95

3. 97

4. 100

정답 1번

해설. ① 최대 효율은 철손 = 동손일 때이다. 부하율 m에서 동손은 m²Pc이므로 m²Pc = Pᵢ 이다.
풀이: m = √(Pᵢ/Pc) = √(1.6/2.4) ≒ 0.816
따라서 약 82[%] 부하에서 효율이 최대가 된다.

60번

동기 발전기의 제동권선의 주요 작용은?

1. 제동작용

2. 난조방지작용

3. 시동권선작용

4. 자려작용(自勵作用)

정답 2번

해설. ② 제동권선은 동기기의 자극면에 설치한 농형 권선으로, 부하 급변 등으로 회전자가 동기속도를 중심으로 진동(난조)할 때 유도 전류가 흘러 이를 억제한다.
동기전동기에서는 기동 시 유도전동기처럼 기동토크를 내는 기동권선 역할도 하지만, 동기발전기에서 주요 작용은 난조 방지이다.

61번

제어오차가 검출될 때 오차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 조절하는 동작으로 오차가 커지는 것을 사전에 방지하는 제어 동작은?

1. 미분동작제어

2. 비례동작제어

3. 적분동작제어

4. 온-오프(ON-OFF)제어

정답 1번

해설. ① 미분동작(D동작)은 오차의 변화 속도(de/dt)에 비례하여 조작량을 내므로 오차가 커지기 전에 미리 수정 동작을 하여 응답을 빠르게 하고 오버슈트를 줄인다.
② 비례동작은 오차 크기에 비례(잔류편차 있음), ③ 적분동작은 오차의 적분에 비례(잔류편차 제거), ④ 온-오프 제어는 불연속 2위치 동작이다.

62번

다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어계에 대한 설명으로 틀린 것은?
ẋ = Ax + Bu, A = [ 0 1 ; −2 −3 ], B = [ 1 1 ; 0 −2 ]
(단, 행렬 안의 ; 는 행 구분이다.)

1. 2차 제어계이다.

2. x는 (2×1)의 벡터이다.

3. 특성방정식은 (s+1)(s+2)=0이다.

4. 제어계는 부족제동(under damped)된 상태에 있다.

정답 4번

해설. ④ 계수행렬 A = [0 1 ; −2 −3]의 특성방정식은 |sI − A| = s(s + 3) + 2 = s² + 3s + 2 = (s + 1)(s + 2) = 0이다.
근 s = −1, −2가 서로 다른 음의 실근이므로 과제동(over damped) 상태이다(ζ = 3/(2√2) ≒ 1.06 > 1). 따라서 부족제동은 틀린 설명이다.
① 2차 제어계, ② x는 2×1 벡터, ③ 특성방정식은 옳다.

63번

벡터 궤적이 다음 그림과 같이 표시되는 요소는?

1. 비례요소

2. 1차 지연요소

3. 2차 지연요소

4. 부동작 시간요소

정답 4번

해설. ④ 부동작 시간요소 G(s) = e⁻ˢᴸ의 주파수 전달함수는 G(jω) = e^(−jωL)로, 크기는 항상 1이고 위상만 −ωL로 계속 늦어진다. 따라서 벡터 궤적은 원점을 중심으로 하는 반지름 1인 원을 시계방향으로 반복해서 그린다.
① 비례요소는 한 점, ② 1차 지연요소는 반원, ③ 2차 지연요소는 제3·4사분면을 지나 원점으로 가는 곡선이다.

64번

그림과 같은 이산치계의 z변환 전달함수 C(z)/R(z)를 구하면? (단, Z[1/(s + a)] = z/(z − e⁻ᵃᵀ)이다.)

1. 2z/(z − e⁻ᵀ) − 2z/(z − e⁻²ᵀ)

2. 2z² / {(z − e⁻ᵀ)(z − e⁻²ᵀ)}

3. 2z/(z − e⁻²ᵀ) − 2z/(z − e⁻ᵀ)

4. 2z / {(z − e⁻ᵀ)(z − e⁻²ᵀ)}

정답 2번

해설. ② 두 요소 사이에 샘플러가 있으므로 각 요소를 따로 z변환하여 곱한다.
풀이: Z[1/(s+1)] = z/(z − e⁻ᵀ), Z[2/(s+2)] = 2z/(z − e⁻²ᵀ)
C(z)/R(z) = z/(z − e⁻ᵀ) × 2z/(z − e⁻²ᵀ) = 2z²/{(z − e⁻ᵀ)(z − e⁻²ᵀ)}
샘플러가 없다면 G(s)를 먼저 곱한 뒤 z변환해야 한다.

65번

다음 그림의 논리 회로를 간단히 하면?

1. X = AB

2. X = AB̄

3. X = ĀB

4. X = ¬(AB) (AB 전체의 부정)

정답 2번

해설. ② 첫 번째 NOR 게이트 출력은 ¬(A + B)이고, 두 번째 NOR 게이트에는 이 출력과 B가 들어간다.
풀이: X = ¬{¬(A + B) + B} = (A + B)·B̄ (드모르간) = AB̄ + BB̄ = AB̄
따라서 X = AB̄ 이다.

66번

그림과 같은 신호흐름 선도에서 C(s)/R(s)의 값은?

1. ab / (1 − 4b − 5ab)

2. ab / (1 + 4b − 5ab)

3. ab / (1 − 4b + 5ab)

4. ab / (1 + 4b + 5ab)

정답 1번

해설. ① 메이슨 공식을 쓴다. 전방경로는 1·a·b·1 = ab 하나이다. 루프는 L₁ = 4b(b 가지와 되먹임 4), L₂ = 5ab(a·b 가지와 되먹임 5)이고 두 루프는 노드를 공유하므로 서로 접촉한다.
풀이: Δ = 1 − (4b + 5ab), 전방경로와 모든 루프가 접촉하므로 Δ₁ = 1
C(s)/R(s) = ab/(1 − 4b − 5ab)

67번

단위계단 입력에 대한 응답특성이 c(t) = 1 − e^(−t/T)로 나타나는 제어계는?

1. 비례제어계

2. 적분제어계

3. 1차지연제어계

4. 2차지연제어계

정답 3번

해설. ③ c(t) = 1 − e^(−t/T)는 1차 지연요소 G(s) = 1/(Ts + 1)의 단위계단 응답(인디셜 응답)으로, 시정수 T에서 최종값의 약 63.2 %에 도달하며 오버슈트 없이 지수적으로 접근한다.
① 비례제어계는 c(t) = K(계단), ② 적분제어계는 c(t) = Kt(램프), ④ 2차 지연제어계는 감쇠 진동 성분이 있는 응답이다.

68번

G(s)H(s) = K(s + 1) / {s²(s + 2)(s + 3)}에서 근궤적의 수는?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

정답 4번

해설. ④ 근궤적의 수(가지 수)는 개루프 전달함수의 극점 수와 영점 수 중 큰 것과 같다.
풀이: 극점 s = 0(중근), −2, −3 → 4개, 영점 s = −1 → 1개
따라서 근궤적의 수는 4개이다(그중 3개는 점근선을 따라 무한원점으로 간다).

69번

주파수 응답에 의한 위치제어계의 설계에서 계통의 안정도 척도와 관계가 적은 것은?

1. 공진치

2. 위상여유

3. 이득여유

4. 고유주파수

정답 4번

해설. ④ 주파수 응답에서 안정도(상대 안정도)의 척도는 이득여유, 위상여유, 공진치(Mₚ, 공진 첨두값)이다. 고유주파수는 응답 속도와 관련된 양으로 안정도 척도와의 관계가 적다.
① 공진치가 클수록 오버슈트가 크고 안정도가 낮으며, ② 위상여유와 ③ 이득여유가 클수록 안정도가 높다.

70번

나이퀴스트(Nyquist) 선도에서의 임계점 (-1, j0)에 대응하는 보드선도에서의 이득과 위상은?

1. 1 dB, 0°

2. 0 dB, -90°

3. 0 dB, 90°

4. 0 dB, -180°

정답 4번

해설. ④ 나이퀴스트 선도의 임계점 (−1, j0)은 크기 |GH| = 1, 위상 ∠GH = −180°인 점이다.
풀이: 이득 = 20log₁₀1 = 0[dB], 위상 = −180°
보드선도에서 이득곡선이 0 dB를 지날 때의 위상과 −180° 사이가 위상여유, 위상이 −180°일 때의 이득이 이득여유가 된다.

71번

평형 3상 △결선 회로에서 선간전압(Eℓ)과 상전압(Eₚ)의 관계로 옳은 것은?

1. Eℓ = √3·Eₚ

2. Eℓ = 3Eₚ

3. Eℓ = Eₚ

4. Eℓ = Eₚ/√3

정답 3번

해설. ③ △결선에서는 각 상의 부하가 두 선 사이에 직접 연결되므로 선간전압과 상전압이 같다(Eℓ = Eₚ). 대신 선전류는 상전류의 √3배이고 위상이 30° 늦다.
① Eℓ = √3Eₚ는 Y결선의 전압 관계이고, ② ④는 성립하지 않는다.

72번

정격전압에서 1[kW]의 전력을 소비하는 저항에 정격의 80[%] 전압을 가할 때의 전력[W]은?

1. 320

2. 540

3. 640

4. 860

정답 3번

해설. ③ 저항이 일정하면 전력 P = V²/R은 전압의 제곱에 비례한다.
풀이: P' = P × (0.8)² = 1000 × 0.64 = 640[W]
전압이 80 %가 되면 전류도 80 %가 되므로 전력은 0.8 × 0.8 = 0.64배가 된다.

73번

그림에서 t = 0에서 스위치 S를 닫았다. 콘덴서에 충전된 초기전압 Vc(0)가 1[V]이었다면 전류 i(t)를 라플라스 변환한 값 I(s)는?

1. 3/(2s + 4)

2. 3/{s(2s + 4)}

3. 2/{s(s + 2)}

4. 1/(s + 2)

정답 4번

해설. ④ 스위치를 닫은 뒤 회로 방정식은 3 = 2i + 1 + 4∫i dt (콘덴서 초기전압 1 V는 전원과 반대 방향)이다.
풀이: 라플라스 변환하면 3/s = 2I(s) + 1/s + 4I(s)/s → 2/s = I(s)(2 + 4/s)
I(s) = 2/(2s + 4) = 1/(s + 2), 즉 i(t) = e⁻²ᵗ[A]

74번

그림과 같은 회로에서 iₓ는 몇 [A]인가?

1. 3.2

2. 2.6

3. 2.0

4. 1.4

정답 4번

해설. ④ 가운데 절점 전압을 V로 두고 절점 방정식을 세운다. iₓ = (10 − V)/2이다.
풀이: iₓ + 3 = (V − 2iₓ)/1 → V = 3iₓ + 3
iₓ = (10 − 3iₓ − 3)/2 → 5iₓ = 7 → iₓ = 1.4[A]
(이때 V = 7.2[V])

75번

그림과 같이 전압 V와 저항 R로 구성되는 회로 단자 A-B 사이에 적당한 저항 Rₗ을 접속하여 Rₗ에서 소비되는 전력을 최대로 하게 했다. 이때 Rₗ에서 소비되는 전력 P는?

1. V²/(4R)

2. V²/(2R)

3. R

4. 2R

정답 1번

해설. ① 최대 전력 전달 조건은 부하저항이 전원 내부저항과 같을 때(Rₗ = R)이다.
풀이: 전류 I = V/(R + R) = V/(2R), P = I²Rₗ = (V/2R)² × R = V²/(4R)
이때 전송 효율은 50 %이다. ③ ④는 전력의 차원이 아니라 저항값이다.

76번

다음 그림의 T형 4단자망 회로에서 ABCD 파라미터 사이의 성질 중 성립되는 대칭조건은?

1. A=D

2. A=C

3. B=C

4. B=A

정답 1번

해설. ① 4단자망이 입력측과 출력측에서 보아 대칭이면(좌우 소자가 같으면) A = D가 성립한다. 그림의 T형 회로는 양쪽 직렬 소자가 모두 L로 같으므로 대칭이다.
(Z₁ = Z₂ = jωL, Z₃ = 1/jωC이면 A = 1 + Z₁/Z₃, D = 1 + Z₂/Z₃로 같다.)
또 모든 수동 4단자망은 AD − BC = 1(가역 조건)을 만족한다.

77번

분포정수 회로에서 선로의 특성임피던스를 Z₀, 전파정수를 γ라 할 때 무한장 선로에 있어서 송전단에서 본 직렬임피던스는?

1. Z₀/γ

2. √(γZ₀)

3. γZ₀

4. γ/Z₀

정답 3번

해설. ③ 무한장 선로의 송전단에서 본 임피던스는 특성임피던스 Z₀ = √(Z/Y)이고, 전파정수는 γ = √(ZY)이다. 단위 길이당 직렬임피던스 Z는 두 식을 곱해 구한다.
풀이: γZ₀ = √(ZY) × √(Z/Y) = Z
참고로 병렬 어드미턴스는 Y = γ/Z₀이다.

78번

그림의 RLC 직병렬회로를 등가 병렬회로로 바꿀 경우, 저항과 리액턴스는 각각 몇 [Ω]인가?

1. 46.23, j87.67

2. 46.23, j107.15

3. 31.25, j87.67

4. 31.25, j107.15

정답 4번

해설. ④ 먼저 합성 임피던스를 구한 뒤 등가 병렬회로로 바꾼다.
풀이: 80 ∥ j60 = (80 × j60)/(80 + j60) = 28.8 + j38.4, Z = −j30 + 28.8 + j38.4 = 28.8 + j8.4[Ω]
|Z|² = 28.8² + 8.4² = 900
등가 병렬 R = |Z|²/28.8 = 31.25[Ω], X = |Z|²/8.4 ≒ 107.1[Ω]

79번

F(s) = (5s + 3) / {s(s + 1)}일 때 f(t)의 정상값은?

1. 5

2. 3

3. 1

4. 0

정답 2번

해설. ② 최종값 정리 f(∞) = lim(s→0) sF(s)를 쓴다.
풀이: sF(s) = s × (5s + 3)/{s(s + 1)} = (5s + 3)/(s + 1) → s = 0 대입 → 3
따라서 f(t)의 정상값은 3이다. (부분분수로 보면 f(t) = 3 + 2e⁻ᵗ)

80번

선간전압이 200[V], 선전류가 10√3[A], 부하역률이 80[%]인 평형 3상 회로의 무효전력[Var]은?

1. 3600

2. 3000

3. 2400

4. 1800

정답 1번

해설. ① 3상 무효전력 Q = √3VIsinθ 이다. cosθ = 0.8이면 sinθ = 0.6이다.
풀이: Q = √3 × 200 × 10√3 × 0.6 = 3 × 200 × 10 × 0.6 = 3600[Var]
참고: 유효전력 P = √3VIcosθ = 4800[W], 피상전력 6000[VA]이다.

81번

동일 지지물에 고압 가공전선과 저압 가공전선을 병가할 경우 일반적으로 양 전선 사이의 간격은 몇 [cm] 이상인가?

1. 50

2. 60

3. 70

4. 80

정답 1번

해설. ① KEC 332.8에 따라 저압 가공전선과 고압 가공전선을 동일 지지물에 시설할 때는 저압 가공전선을 고압 가공전선의 아래로 하여 별개의 완금류에 시설하고, 두 전선 사이의 간격은 0.5 m(50 cm) 이상으로 한다.
다만 고압 가공전선에 케이블을 사용하면 0.3 m(30 cm) 이상으로 할 수 있다.

82번

전압의 구분에서 교류 600[V]는 무엇으로 분류하는가?

1. 저압

2. 고압

3. 특고압

4. 초고압

정답 1번

해설. ① KEC 111.1에 따라 전압은 저압(교류 1 kV 이하, 직류 1.5 kV 이하), 고압(교류 1 kV 초과·직류 1.5 kV 초과 7 kV 이하), 특고압(7 kV 초과)으로 구분한다.
교류 600 V는 1 kV 이하이므로 저압이다. 초고압은 KEC의 전압 구분 용어가 아니다.

83번

고압용 기계기구의 철대 및 금속제 외함을 접지하는 경우, 고장 시 흐르는 전류를 안전하게 통할 수 있도록 특고압·고압 전기설비용 접지도체는 단면적 몇 [mm²] 이상의 연동선을 사용하여야 하는가?

1. 6

2. 10

3. 16

4. 25

정답 1번

해설. ① KEC 142.3.1에 따라 고장 시 흐르는 전류를 안전하게 통할 수 있도록 특고압·고압 전기설비용 접지도체는 단면적 6 mm² 이상의 연동선 또는 동등 이상의 단면적 및 강도를 가져야 한다.
기계기구의 철대 및 금속제 외함은 KEC 142.7에 따라 140·211·320 규정대로 접지한다. 중성점 접지용 접지도체는 원칙적으로 16 mm² 이상이다.
※ 현행 KEC 142.3.1 기준에 맞게 문제와 보기를 고쳤다.

84번

저압 옥상전선로의 시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 전선은 절연전선을 사용한다.

2. 전선은 지름 2.6㎜ 이상의 경동선을 사용한다.

3. 전선과 옥상전선로를 시설하는 조영재와의 간격을 0.5[m]로 한다.

4. 전선은 상시 부는 바람 등에 의하여 식물에 접촉하지 않도록 시설한다.

정답 3번

해설. ③ KEC 221.3에 따라 저압 옥상전선로의 전선과 그 옥상전선로를 시설하는 조영재와의 간격은 2 m(고압 절연전선·특고압 절연전선 또는 케이블이면 1 m) 이상이어야 하므로 0.5 m는 틀리다.
① 절연전선(OW전선 포함)을 쓰고, ② 인장강도 2.30 kN 이상 또는 지름 2.6 mm 이상의 경동선을 쓰며, ④ 식물과 접촉하지 않도록 시설한다.

85번

저압 및 고압 가공전선의 높이에 대한 기준으로 틀린 것은?

1. 철도를 횡단하는 경우는 레일면상 6.5[m] 이상이다.

2. 횡단보도교 위에 시설하는 저압의 경우는 전선의 종류와 관계없이 그 노면 상에서 3[m] 이상이다.

3. 횡단 보도교 위에 시설하는 고압의 경우는 그 노면 상에서 3.5[m] 이상이다.

4. 다리의 하부 기타 이와 유사한 장소에 시설하는 저압의 전기철도용 급전선은 지표상 3.5[m]까지로 감할 수 있다.

정답 2번

해설. ② KEC 222.7에 따라 횡단보도교 위에 시설하는 저압 가공전선은 노면상 3.5 m 이상이며, 저압 절연전선·다심형 전선·케이블인 경우에만 3 m까지 허용된다. 전선 종류와 관계없이 3 m라는 설명은 틀리다.
① 철도 횡단 레일면상 6.5 m, ③ 고압은 횡단보도교 노면상 3.5 m(KEC 332.5), ④ 다리 하부 저압 전기철도용 급전선은 지표상 3.5 m까지 감할 수 있다.
※ 현행 KEC 222.7 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

86번

35[kV] 기계기구, 모선 등을 옥외에 시설하는 변전소의 구내에 취급자 이외의 사람이 들어가지 않도록 울타리를 시설하는 경우에 울타리의 높이와 울타리로부터 충전부분까지의 거리의 합계는 몇 [m] 이상인가?

1. 5

2. 6

3. 7

4. 8

정답 1번

해설. ① KEC 351.1에 따라 발전소·변전소 등의 울타리·담 등의 높이는 2 m 이상으로 하고, 울타리 높이와 울타리로부터 충전부분까지 거리의 합계는 35 kV 이하 5 m, 35 kV 초과 160 kV 이하 6 m, 160 kV 초과는 6 m에 10 kV마다 0.12 m를 더한 값 이상으로 한다.
35 kV는 35 kV 이하에 해당하므로 5 m 이상이다.

87번

최대사용전압이 22,900[V]인 3상4선식 중성선 다중접지식 전로와 대지 사이의 절연내력 시험전압은 몇 [V]인가?

1. 21,068

2. 25,229

3. 28,752

4. 32,510

정답 1번

해설. ① KEC 132에 따라 최대사용전압 7 kV 초과 25 kV 이하인 중성점 다중접지식 전로의 절연내력 시험전압은 최대사용전압의 0.92배이다.
풀이: 22,900 × 0.92 = 21,068[V]
(7 kV 이하는 1.5배, 7 kV 초과 60 kV 이하 비다중접지는 1.25배)

88번

터널 등에 시설하는 사용전압이 220[V]인 저압의 전구선으로 편조 고무코드를 사용하는 경우 단면적은 몇 [mm²] 이상인가?

1. 0.5

2. 0.75

3. 1.0

4. 1.25

정답 2번

해설. ② KEC 242.7.4에 따라 터널 등에 시설하는 사용전압 400 V 이하인 저압의 전구선은 단면적 0.75 mm² 이상의 300/300 V 편조 고무코드 또는 0.6/1 kV EP 고무 절연 클로로프렌 캡타이어케이블을 사용한다.
따라서 220 V 전구선으로 편조 고무코드를 쓰면 0.75 mm² 이상이어야 한다.

89번

고압 가공전선과 건조물의 상부 조영재와의 옆쪽 간격은 몇 [m] 이상인가? (단, 전선에 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있고, 전선이 고압 절연전선·특고압 절연전선 또는 케이블이 아닌 경우이다.)

1. 1.0

2. 1.2

3. 1.5

4. 2.0

정답 2번

해설. ② KEC 332.11(표 332.11-2)에 따라 고압 가공전선과 건조물 상부 조영재의 옆쪽 또는 아래쪽 간격은 1.2 m 이상이다.
다만 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 시설하면 0.8 m, 고압 절연전선·특고압 절연전선·케이블이면 0.4 m까지 줄일 수 있다. 위쪽 간격은 2 m(절연전선·케이블 1 m)이다.

90번

특고압용 제2종 보안장치 또는 이에 준하는 보안장치 등이 되어 있지 않은 25[kV] 이하인 특고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선으로 사용할 수 있는 것은?

1. 광섬유 케이블

2. CN/CV 케이블

3. 캡타이어 케이블

4. 지름 2.6[㎜] 이상의 절연전선

정답 1번

해설. ① KEC 362.6에 따라 25 kV 이하인 특고압 가공전선로(중성선 다중접지식)의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 통신선은 광섬유 케이블이어야 한다.
다만 특고압용 제2종 보안장치 또는 이에 준하는 보안장치를 시설하면 광섬유 케이블 이외의 통신선도 쓸 수 있다. 문제는 보안장치가 없는 경우이므로 광섬유 케이블만 가능하다.

91번

765[kV] 가공전선 시설 시 2차 접근상태에서 건조물을 시설하는 경우 건조물 상부와 가공전선 사이의 수직거리는 몇 [m] 이상인가? (단, 전선의 높이가 최저상태로 사람이 올라갈 우려가 있는 개소를 말한다.)

1. 15

2. 20

3. 25

4. 28

정답 4번

해설. ④ KEC 333.23에 따라 사용전압 400 kV 이상의 특고압 가공전선이 건조물과 제2차 접근상태로 있는 경우, 전선 높이가 최저 상태일 때 가공전선과 건조물 상부(지붕·차양 등 사람이 올라갈 우려가 있는 개소)의 수직거리는 28 m 이상이어야 한다.
또한 건조물은 주택·학교·병원 등 다중이용시설이 아니어야 하고 내화구조 등의 조건을 갖추어야 한다.

92번

과부하에 대해 케이블(전선)을 보호하는 장치의 동작특성에서, 보호장치가 규약시간 이내에 유효하게 동작하는 것을 보장하는 전류 I₂는 케이블의 허용전류 IZ의 몇 배 이하이어야 하는가?

1. 1.25

2. 1.45

3. 1.6

4. 2.0

정답 2번

해설. ② KEC 212.4.1에 따라 과부하 보호장치는 IB ≤ In ≤ IZ 와 I₂ ≤ 1.45 × IZ 를 모두 만족해야 한다.
여기서 IB는 회로의 설계전류, In은 보호장치 정격전류, IZ는 케이블 허용전류, I₂는 보호장치가 규약시간 내에 유효하게 동작하는 것을 보장하는 전류이다. 따라서 1.45배이다.
※ 현행 KEC 212.4.1 기준에 맞게 문제와 보기를 고쳤다.

93번

의료장소에서 인접하는 의료장소와의 바닥면적 합계가 몇 [m²] 이하인 경우 등전위본딩 바를 공용으로 할 수 있는가?

1. 30

2. 50

3. 80

4. 100

정답 2번

해설. ② KEC 242.10.4에 따라 의료장소마다 그 내부 또는 근처에 등전위본딩 바를 설치해야 한다. 다만 인접하는 의료장소와의 바닥 면적 합계가 50 m² 이하인 경우에는 등전위본딩 바를 공용할 수 있다.
의료장소의 노출도전부는 보호도체로 등전위본딩 바에 각각 접속한다.

94번

배선공사 중 전선이 반드시 절연전선이 아니라도 상관없는 공사방법은?

1. 금속관 공사

2. 합성수지관 공사

3. 버스덕트 공사

4. 플로어 덕트 공사

정답 3번

해설. ③ KEC 231.4에 따라 옥내 저압전선에는 원칙적으로 나전선을 쓸 수 없지만, 버스덕트공사·라이팅덕트공사·접촉전선 및 애자공사(전기로용 등 특정 장소)에는 나전선을 쓸 수 있다. 버스덕트는 나도체(동대·알루미늄대)를 덕트에 넣은 것이다.
① 금속관, ② 합성수지관, ④ 플로어덕트 공사는 절연전선(옥외용 비닐절연전선 제외)을 사용해야 한다.

95번

폭발성 또는 연소성의 가스가 침입할 우려가 있는 곳에 시설하는 지중전선로의 지중함은 그 크기가 최소 몇 [m³] 이상인 경우에는 통풍장치 기타 가스를 방산시키기 위한 적당한 장치를 시설하여야 하는가?

1. 1

2. 3

3. 5

4. 10

정답 1번

해설. ① KEC 334.2에 따라 폭발성 또는 연소성의 가스가 침입할 우려가 있는 곳에 시설하는 지중함으로서 크기가 1 m³ 이상인 것에는 통풍장치 기타 가스를 방산시키기 위한 장치를 시설해야 한다.
또 지중함은 차량 등의 압력에 견디고, 고인 물을 제거할 수 있으며, 뚜껑은 시설자 외의 자가 쉽게 열 수 없어야 한다.

96번

사용전압이 특고압인 전기집진장치에 전원을 공급하기 위하여 변압기로부터 정류기에 이르는 전선 및 정류기로부터 전기집진 응용장치에 이르는 전선(취급자 이외의 사람이 출입할 수 없도록 설비한 장소가 아닌 곳)으로 사용하여야 하는 것은?

1. 절연전선

2. 캡타이어케이블

3. 케이블

4. 나전선

정답 3번

해설. ③ KEC 241.9.2에 따라 전기집진 응용장치에 전기를 공급하는 변압기로부터 정류기에 이르는 전선 및 정류기로부터 전기집진 응용장치에 이르는 전선은 케이블을 사용하고, 손상 우려가 있는 곳에는 방호장치를 해야 한다(취급자 외 출입이 불가한 장소는 예외).
케이블 피복의 금속체 등은 KEC 241.9.4에 따라 140의 규정에 준하여 접지한다.
※ 현행 KEC 241.9 기준에 맞게 문제와 보기를 고쳤다.

97번

가공전선로의 지지물에 시설하는 지지선의 안전율은 일반적인 경우 얼마 이상이어야 하는가?

1. 2.0

2. 2.2

3. 2.5

4. 2.7

정답 3번

해설. ③ KEC 331.11에 따라 가공전선로의 지지물에 시설하는 지지선의 안전율은 2.5 이상(목주·A종 지지물의 특례로 시설하는 지지선은 1.5 이상)이고, 허용 인장하중의 최저는 4.31 kN이다.
연선을 쓸 경우 소선 3가닥 이상, 소선 지름 2.6 mm 이상이어야 하며, 도로를 횡단하는 지지선의 높이는 지표상 5 m 이상이다.

98번

고압전로 또는 특고압전로와 저압전로를 결합하는 변압기의 저압측 중성점에 하는 혼촉 방지용 접지공사에 대한 기준으로 틀린 것은?

1. 접지공사는 변압기의 시설장소마다 시행하여야 한다.

2. 토지의 상황에 의하여 접지저항값을 얻기 어려운 경우, 가공 접지도체를 사용하여 접지극을 100[m]까지 떼어 놓을 수 있다.

3. 가공공동지선을 설치하여 접지공사를 하는 경우, 각 변압기를 중심으로 지름 400[m] 이내의 지역에 접지를 하여야 한다.

4. 저압 전로의 사용전압이 300[V] 이하인 경우, 그 접지공사를 중성점에 하기 어려우면 저압측의 1단자에 시행할 수 있다.

정답 2번

해설. ② KEC 322.1에 따라 토지 사정으로 접지저항 값을 얻기 어려운 경우 인장강도 5.26 kN 이상 또는 지름 4 mm 이상의 가공 접지도체를 사용하여 변압기 시설장소로부터 200 m까지 떼어 놓을 수 있다. 100 m는 틀리다.
① 접지공사는 변압기 시설장소마다 하고, ③ 가공공동지선은 각 변압기를 중심으로 지름 400 m 이내에 접지하며, ④ 저압 300 V 이하에서 중성점 접지가 어려우면 저압측 1단자에 할 수 있다.
※ 현행 KEC 322.1 용어에 맞게 문제를 고쳤다.

99번

저압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 접속하는 가공 통신선이 도로를 횡단하는 경우, 일반적으로 지표상 몇 [m] 이상의 높이로 시설하여야 하는가?

1. 6.0

2. 4.0

3. 5.0

4. 3.0

정답 1번

해설. ① KEC 362.2에 따라 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선 또는 이에 직접 접속하는 가공 통신선이 도로를 횡단하는 경우 지표상 6 m 이상으로 한다.
다만 저압·고압 가공전선로의 지지물에 시설하는 통신선으로서 교통에 지장을 줄 우려가 없으면 5 m까지 감할 수 있다. 철도 횡단은 레일면상 6.5 m 이상이다.

100번

사용전압이 22.9[kV]인 특고압 가공전선이 도로를 횡단하는 경우, 지표상 높이는 최소 몇 [m] 이상인가?

1. 4.5

2. 5

3. 5.5

4. 6

정답 4번

해설. ④ KEC 333.7(표 333.7-1)에 따라 사용전압 35 kV 이하인 특고압 가공전선의 높이는 지표상 5 m 이상이며, 도로를 횡단하는 경우 6 m, 철도·궤도 횡단 시 레일면상 6.5 m, 횡단보도교 위(특고압 절연전선·케이블) 4 m 이상이다.
22.9 kV는 35 kV 이하이므로 도로 횡단 시 6 m 이상이다.

전기공사기사 필기 2016년 1회 기출문제

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