2014년03월02일 34번

[전력공학]
선간전압 3300V, 피상전력 330kVA, 역률 0.7인 3상 부하가 있다. 부하의 역률을 0.85로 개선하는데 필요한 전력용콘덴서의 용량은 약 몇 kVA 인가?

① 62
② 72
③ 82
④ 92

(정답률: 38%)

문제 해설

부하의 현재 역률은 0.7이고, 개선해야 할 역률은 0.85이므로, 역률을 개선하기 위해 필요한 리액티브 전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

리액티브 전력 = 피상전력 x (cosθ1 - cosθ2)
= 330kVA x (cos(acos0.7) - cos(acos0.85))
= 330kVA x (0.766 - 0.525)
= 79.83kVAR

여기서, cosθ1은 현재 부하의 역률(cosθ1 = 0.7)이고, cosθ2는 개선해야 할 역률(cosθ2 = 0.85)이다.

따라서, 필요한 전력용콘덴서의 용량은 리액티브 전력과 동일하게 79.83kVAR이다. 그러나 이는 부하의 피상전력이므로, 전류와 전압을 고려하여 전력용콘덴서의 용량을 계산해야 한다.

전류 = 피상전력 / (3 x 전압 x 역률)
= 330kVA / (3 x 3300V x 0.7)
= 105.82A

전압용콘덴서의 용량 = 리액티브 전력 / (3 x (2π x 60Hz) x 전압^2)
= 79.83kVAR / (3 x (2π x 60Hz) x (3300V^2))
= 0.000064F

전류용콘덴서의 용량 = 전압용콘덴서의 용량 x 전압 / (2π x 60Hz x 전류)
= 0.000064F x 3300V / (2π x 60Hz x 105.82A)
= 0.00000028F

따라서, 전력용콘덴서의 용량은 전압용콘덴서와 전류용콘덴서의 용량을 합한 값인 다음과 같다.

전력용콘덴서의 용량 = (전압용콘덴서의 용량 + 전류용콘덴서의 용량) x 1000
= (0.000064F + 0.00000028F) x 1000
= 0.06428kVAR
≈ 64kVAR

따라서, 정답은 "64"가 되며, 보기에 없는 값이다.

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