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2014년08월17일 30번

[전력공학]
3상 배전선로의 말단에 지상역률 80%, 160kW인 평형 3상 부하가 있다. 부하점에 전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소가 되게 하려면 전력용 콘덴서의 필요한 용량[kVA]은? (단, 부하단 전압은 변하지 않는 것으로 한다.)

  • ① 100
  • ② 120
  • ③ 160
  • ④ 200
(정답률: 61%)

문제 해설

전력용 콘덴서를 접속하여 선로 손실을 최소화하려면, 부하의 지상역률을 100%로 만들어야 한다. 따라서, 전력용 콘덴서는 부하의 지상역률을 80%에서 100%로 만들어주는 역할을 해야 한다.

부하의 평균 전력은 160kW이므로, 각 상의 전력은 160/3 = 53.33kW이다. 부하의 지상역률이 80%이므로, 각 상의 효과전력은 53.33 x 0.2 = 10.67kW이다.

전력용 콘덴서는 부하의 지상역률을 100%로 만들어주는 역할을 해야 하므로, 각 상의 효과전력을 0으로 만들어주어야 한다. 따라서, 전력용 콘덴서의 용량은 각 상의 효과전력인 10.67kVAR을 상쇄시키는 용량이어야 한다.

각 상의 효과전력을 상쇄시키기 위해서는, 전력용 콘덴서의 용량은 각 상의 효과전력과 같은 10.67kVAR이어야 한다. 따라서, 전력용 콘덴서의 필요한 용량은 3상에서의 총 용량인 3 x 10.67 = 32.01kVAR이다.

하지만, 전력용 콘덴서는 용량이 정수값이어야 하므로, 가장 가까운 정수값인 32kVAR보다 조금 더 큰 33kVAR의 용량을 가진 전력용 콘덴서를 사용해야 한다.

따라서, 정답은 120이 아닌 100이다.
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