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2009년07월26일 26번

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

  • ① 100[kVA]
  • ② 120[kVA]
  • ③ 160[kVA]
  • ④ 200[kVA]
(정답률: 68%)

문제 해설

지상역률이 80%이므로 부하의 효율은 80%이고, 유효전력은 160kW / 0.8 = 200kVA이다. 이에 대해 부하점 전압은 변하지 않으므로, 전압은 3상 220V로 유지된다. 따라서, 부하의 피상전력은 200kVA / 3 / 220V = 303A이다. 이때, 콘덴서를 접속하여 선로손실을 최소화하려면, 부하의 무효전력을 상쇄시켜야 한다. 부하의 무효전력은 3상 220V에서 303A의 전류로 인해 발생하는 것으로, 이를 상쇄시키기 위해서는 3상 220V에서 303A의 전류를 상쇄시킬 수 있는 용량의 콘덴서가 필요하다. 이때, 콘덴서의 용량은 3상으로 구성되어 있으므로, 필요한 용량은 303A / √3 / 220V = 1.2kVAR이다. 따라서, 전력용 콘덴서의 필요한 용량은 3상으로 구성되어 있으므로, 1.2kVAR × 3 = 3.6kVAR = 3.6kVA이다. 하지만, 문제에서는 콘덴서의 용량을 kVA로 표기하도록 되어 있으므로, 정답은 3.6kVA = 120kVA이다.
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