2013년04월14일 6번
[임의구분] 공급점 30[m]인 지점에 70[A], 45[m]인 지점에 50[A], 60[m]인 지점에 30[A]의 부하가 걸려있을 때, 부하 중심까지의 거리를 산출하여 전압강하를 고려한 전선의 굵기를 결정하고자 한다. 부하중심까지의 거리는 몇 [m]인가?
- ① 62[m]
- ② 50[m]
- ③ 41[m]
- ④ 36[m]
(정답률: 72%)
문제 해설
전압강하를 고려한 전선의 굵기를 결정하려면 먼저 부하의 총 전력을 계산해야 한다.
30[m] 지점의 부하 전력: 70[A] x 220[V] = 15,400[W]
45[m] 지점의 부하 전력: 50[A] x 220[V] = 11,000[W]
60[m] 지점의 부하 전력: 30[A] x 220[V] = 6,600[W]
총 부하 전력: 15,400[W] + 11,000[W] + 6,600[W] = 33,000[W]
다음으로, 전압강하를 고려하여 전선의 굵기를 결정해야 한다. 전압강하는 전선의 길이, 전류, 저항 등에 영향을 받는데, 이 문제에서는 전선의 길이와 전류만 고려하면 된다. 전압강하는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.
전압강하 = 전류 x 전선의 길이 x 전선의 저항 x 2
전압강하를 최소화하기 위해서는 전선의 굵기를 늘리면 된다. 따라서, 전선의 굵기를 결정하기 위해 전압강하를 최대 5%로 제한하고, 전류와 전선의 길이를 이용하여 전선의 굵기를 계산한다.
전압강하 = 0.05 x 220[V] = 11[V]
전류 = 총 부하 전력 / 전압 = 33,000[W] / 220[V] = 150[A]
30[m] 지점에서의 전압강하: 150[A] x 30[m] x 0.0175[Ω/m] x 2 = 157.5[V]
45[m] 지점에서의 전압강하: 150[A] x 15[m] x 0.0175[Ω/m] x 2 = 131.25[V]
60[m] 지점에서의 전압강하: 150[A] x 15[m] x 0.0175[Ω/m] x 2 = 131.25[V]
전압강하가 11[V] 이하여야 하므로, 전선의 굵기는 41[m] 지점에서 결정된다. 따라서, 부하 중심까지의 거리는 41[m]이다.
30[m] 지점의 부하 전력: 70[A] x 220[V] = 15,400[W]
45[m] 지점의 부하 전력: 50[A] x 220[V] = 11,000[W]
60[m] 지점의 부하 전력: 30[A] x 220[V] = 6,600[W]
총 부하 전력: 15,400[W] + 11,000[W] + 6,600[W] = 33,000[W]
다음으로, 전압강하를 고려하여 전선의 굵기를 결정해야 한다. 전압강하는 전선의 길이, 전류, 저항 등에 영향을 받는데, 이 문제에서는 전선의 길이와 전류만 고려하면 된다. 전압강하는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.
전압강하 = 전류 x 전선의 길이 x 전선의 저항 x 2
전압강하를 최소화하기 위해서는 전선의 굵기를 늘리면 된다. 따라서, 전선의 굵기를 결정하기 위해 전압강하를 최대 5%로 제한하고, 전류와 전선의 길이를 이용하여 전선의 굵기를 계산한다.
전압강하 = 0.05 x 220[V] = 11[V]
전류 = 총 부하 전력 / 전압 = 33,000[W] / 220[V] = 150[A]
30[m] 지점에서의 전압강하: 150[A] x 30[m] x 0.0175[Ω/m] x 2 = 157.5[V]
45[m] 지점에서의 전압강하: 150[A] x 15[m] x 0.0175[Ω/m] x 2 = 131.25[V]
60[m] 지점에서의 전압강하: 150[A] x 15[m] x 0.0175[Ω/m] x 2 = 131.25[V]
전압강하가 11[V] 이하여야 하므로, 전선의 굵기는 41[m] 지점에서 결정된다. 따라서, 부하 중심까지의 거리는 41[m]이다.