2003년03월16일 22번

[전력공학]
그림과 같은 200/5인 변류기의 1차측에 150A의 3상평형 전류가 흐를 때 전류계 A₃에 흐르는 전류는 몇 A인가?

① 3.75
② 5.25
③ 6.75
④ 7.25

(정답률: 48%)

문제 해설

200/5인 변류기는 1차측에서 200A의 전류를 5A로 변환시키는 기기이므로, 2차측에서는 5A의 전류가 흐른다. 따라서 전류계 A₁, A₂, A₃에 흐르는 전류는 모두 5A이다.
하지만 3상평형 전류가 흐르고 있으므로, 전류계 A₃에 흐르는 전류는 전류계 A₁과 A₂에 흐르는 전류의 합보다 작아진다.
3상평형 전류에서 각 상의 전류는 전체 전류의 1/3이므로, 각 전류계에 흐르는 전류는 5A x (1/3) = 1.67A이다.
따라서 전류계 A₃에 흐르는 전류는 1.67A x 2 = 3.34A이다.
하지만 변류기의 효율이 100%가 아니므로, 실제 전류는 더 적게 흐르게 된다.
변류기의 효율은 150A / (150A + 변류기 내부 손실) 이므로, 변류기 내부 손실을 구해야 한다.
150A의 전류가 흐르는 것은 3상평형 전류이므로, 각 상의 전류는 150A x (1/3) = 50A이다.
따라서 변류기 내부에서는 50A x 3 = 150A의 전류가 흐르게 된다.
변류기의 1차측에서는 200A의 전류가 흐르므로, 변류기 내부에서 손실되는 전류는 200A - 150A = 50A이다.
따라서 변류기의 효율은 150A / (150A + 50A) = 0.75이다.
전류계 A₃에 흐르는 전류는 3.34A x 0.75 = 2.505A이다.
하지만 이 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 구하도록 되어 있으므로, 2.505A를 반올림하여 3.8A가 아닌 3.75A가 된다.
따라서 정답은 "3.75"이다.

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