전기기사3과목전기기기 핵심요약이론강의 들으면서 직접 요약하였습니다.꼭 필요한 내용만 담았습니다.1. 직류기중성축 : 발전기→회전방향, 전동기→반대방향유기기전력E=p phi {N} over {60} {Z} over {a} [V`]LEFT { eqalign{Z`:`총`도체수#a`:`병렬회로수} RIGHT }중권a=p, 대전류 저전압파권a=2, 소전류 고전압토크T= {PZ` phi I _{a}} over {2 pi a} [Nm]#`````= {P} over {omega } = {P} over {{2 pi N} over {60}} =9.55 {P} over {N} [Nm]#````=0.975 {P} over {N} [kgm]LEFT { T=K phi I _{a} =K _{2} I _{a} RIGHT }직류 발전기 특성분권발전기전기자 전류I _{a} =I _{f} +I 유기기전력E=V+I _{a} r _{a} 정격 전압V=I _{f} r _{f}직권발전기전기자 전류I _{a} =I _{f} =I 유기기전력E=V+I _{a} (r _{a} +r _{f} ) 정격 전압V _{0} =0전압변동률varepsilon = {V _{0} -V _{n}} over {V _{n}} TIMES 100[%`]varepsilon (+) : 타여자, 분권, 부족복권, 차동복권varepsilon (0) : 평복권varepsilon (-) : 과복권, 직권직류 전동기 특성분권 전동기전류I=I _{a} +I _{f} 역기전력E=V-I _{a} r _{a} 토크T PROPTO {1} over {N} PROPTO ILEFT { T=K phi I _{a} =K _{2} I _{a} RIGHT }직권 전동기전류I=I _{a} =I _{f} 역기전력E=V-I _{a} (r _{a} +r _{f} ) 토크T PROPTO {1} over {N ^{2}} PROPTO I ^{2}LEFT { T=K phi I _{a} =KI _{a} ^{`2} RIGHT }직류 분권전동기 속도제어N=k {E} over {phi } =k {V-I _{a} r _{a}} over {phi } [rpm]LEFT { E=k phi N=V-I _{a} r _{a} RIGHT } 전압제어워드레오너드 방식 : 광범위한 속도제어일그너 방식 : 부하급변 하는 곳계자제어저항제어2. 동기기동기속도N _{s} = {120} over {P} f[rpm]유도기전력E=4.44K _{w} fN phi [V`]분포권 계수(K _{d})K _{d} = {분포권`기전력`합} over {집중권`기전력`합} = {sin {pi } over {2m}} over {q`sin {pi } over {2mq}}LEFT { eqalign{q`=` {s} over {pm} `:`매극매상`슬롯수#s`:`슬롯수#p`:`극수#m`:`상수} RIGHT }단절권 계수(K _{p})K _{p} = {단절권`기전력`합} over {전절권`기전력`합} =sin {beta pi} over {2}LEFT { beta = {코일피치} over {극피치} RIGHT }권선법집중권(매극 매상 슬롯수 1)O O OO O O분포권고조파감소, 기전력파형 개선누설리액턴스 감소OOO단절권고조파제거, 기전력파형 개선동과 철 감소, 기계 길이 축소유기기전력E=4.44K _{w} fN phi [V`]단자전압V=root3 E기전력파형 정현파로 하는 방법매극매상 슬롯수 크게분포권, 단절권 사용스큐드 슬롯 사용공극 크게Y결선 사용동기발전기 출력비철극(원통)형 발전기 출력동기임피던스(Z _{s})E=V+I LEFT ( R _{a} +j LEFT ( X _{a} +X _{l} RIGHT ) RIGHT )#`````=V+I LEFT ( R _{a} +jX _{s} RIGHT )#`````=V+I LEFT ( jX _{s} RIGHT ) ````````````````````````````````````````````````````````````` LEFT { R _{a} < X _{s} RIGHT }LEFT { IX _{s} cos theta =E`sin delta RIGHT }P=VI`cos theta #`````=V {E`sin delta } over {X _{s}}#`````= {EV`sin delta } over {X _{s}} [W`]1상 :P= {EV} over {x _{s}} sin delta 3상 :P=3 {EV} over {x _{s}} sin delta비철극형 최대출력 :delta =90 DEG 철극형 최대출력 :delta =60 DEG전압변동률epsilon = {V _{0} -V _{n}} over {V _{n}} TIMES 100= {E-V} over {V} TIMES 100[%]V _{0} -V>0 : 유도부하(L)V _{0} -VP _{i}변압기 내부 고장호보브흐홀쯔 계전기(가스)비율차동계전기차동계전기4. 유도기회전속도N=(1-s) {120} over {P} f 2차 전류I _{2} = {E _{2}} over {sqrt {LEFT ( {r _{2}} over {s} RIGHT ) ^{2} +x _{2} ^{``2}}} [A]
전기기사1과목전기자기학 핵심요약이론강의 들으면서 직접 요약하였습니다.전기자기학이 어려우신 분들, 과락만은 면하고 싶은 분들을 위한 맞춤형 요약집으로 꼭 필요한 내용만 담았습니다.벡터 해석내적 :A BULLET B= LEFT | A RIGHT | LEFT | B RIGHT | cos thetaLEFT { eqalign{i BULLET i=1#j BULLET j=1#k BULLET k=1} RIGHT } ``````````` LEFT { eqalign{i BULLET j=0#j BULLET k=0#k BULLET i=0} RIGHT }외적 :A TIMES B= LEFT | A RIGHT | LEFT | B RIGHT | sin thetakijLEFT { eqalign{i TIMES i=0#j TIMES j=0#k TIMES k=0} RIGHT }LEFT { eqalign{i TIMES j=k#j TIMES k=i#k TIMES i=j} RIGHT }LEFT { eqalign{j TIMES i=-k#k TIMES j=-i#i TIMES k=-j} RIGHT }ex)A=3i+2j-5k#B=5i-3j+4k##AㆍB=(3 TIMES 5)+(2 TIMES -3)+(-5 TIMES 4)#````````````````````=15-6-20#````````````````````=-11##A TIMES B= {pmatrix{i&j&k#3&2&-5#5&-3&4}}#`````````````````````= {pmatrix{2&-5#-3&4}} i- {pmatrix{3&-5#5&4}} j+ {pmatrix{3&2#5&-3}} k#`````````````````````=-7i-37j-19k벡터의 미분▽ : 나블라NABLA = {Partial } over {Partial x} i+ {Partial } over {Partial x} j+ {Partial } over {Partial x} k기울기, 경도(grad)gradV= NABLA V= {Partial V} over {Partial x} i+ {Partial V} over {Partial x} j+ {Partial V} over {Partial x} kLEFT { eqalign{전위경도(전위의`기울기)#``g=-gradV=- NABLA V=- {Partial V} over {Partial x} i- {Partial V} over {Partial x} j- {Partial V} over {Partial x} k} RIGHT }ex)V=x ^{2} yz,```(3,2,1)##NABLA V=gradV= {Partial V} over {Partial x} i+ {Partial V} over {Partial y} i+ {Partial V} over {Partial z} i#``````````````=(2xyz)i+(x ^{2} z)j+(x ^{2} y)k#``````````````=12i+9j+18k발산(div)d i v A= NABLA A= {Partial A _{x}} over {Partial x} + {Partial A _{y}} over {Partial y} + {Partial A _{z}} over {Partial z}ex)V=xy ^{2} i+yzj+xzk,```(3,2,1)##d i v V= {Partial V _{x}} over {Partial x} + {Partial V _{y}} over {Partial y} + {Partial V _{z}} over {Partial z}#``````````````=y ^{2} +z+x#``````````````=4+1+3#``````````````=8회전(rot, curl)NABLA TIMES A= LEFT ( {Partial } over {Partial x} i+ {Partial } over {Partial x} j+ {Partial } over {Partial x} k RIGHT ) TIMES LEFT ( A _{x} i+A _{y} j+A _{z} k RIGHT )#```````````````````````= {pmatrix{i&j&k#{Partial } over {Partial x}&{Partial } over {Partial y}&{Partial } over {Partial z}#A _{x}&A _{y}&A _{z}}}#```````````````````````= {pmatrix{{Partial } over {Partial y}&{Partial } over {Partial z}#A _{y}&A _{z}}} i- {pmatrix{{Partial } over {Partial x}&{Partial } over {Partial z}#A _{x}&A _{z}}} j+ {pmatrix{{Partial } over {Partial x}&{Partial } over {Partial y}#A _{x}&A _{y}}} k원통좌표계(r,`phi,`z)ex) 원통좌표계A=5r`sin phi a _{z},LEFT ( 2, {pi} over {2} ,`0 RIGHT )curlA= NABLA TIMES A#```````````````````= {pmatrix{a _{r}&a _{phi }&a _{z}#{Partial } over {Partial r}&{Partial } over {Partial phi }&{Partial } over {Partial z}#0&0&5r`sin phi }}#```````````````````= LEFT ( {Partial } over {Partial phi } 5r`sin phi RIGHT ) a _{r} - LEFT ( {Partial } over {Partial r} 5r`sin phi RIGHT ) a _{phi }#```````````````````= LEFT ( 5r`cos phi RIGHT ) a _{r} - LEFT ( 5`sin phi RIGHT ) a _{phi }#```````````````````=- LEFT ( 5`sin phi RIGHT ) a _{phi }#```````````````````=-5a _{phi }스토크스 정리(선적분 → 면적적분)int _{} ^{} {A} dl`= int _{} ^{} {rotA`ds}가우스 발산 정리(면적분 → 체적적분)int _{} ^{} {A} `ds`=` int _{} ^{} {d i v`A} dv쿨롱의 법칙 : 두 점전하 사이 작용하는 힘전계의 세기 : 전계내 임의의 점에 단위정전하(1C)을놓았을 때 단위정전하에 작용하는 힘전 계자 계전하Q[C]자극m[wb]유전율varepsilon = varepsilon _{0} varepsilon _{s} [F/m]##varepsilon _{0} =8.855 TIMES 10 ^{-12} [F/m]투자율mu = mu _{0} mu _{s} [H/m]##mu _{0} =4 pi TIMES 10 ^{-7} [H/m]쿨롱의 법칙F= {Q _{1} Q _{2}} over {4 pi varepsilon _{0} r ^{2}} [N]F= {m _{1} m _{2}} over {4 pi mu _{0} r ^{2}} [N]전계의세기E= {Q} over {4 pi varepsilon _{0} r ^{2}} [V/m]#E= {F} over {Q} [N/C`]자계의세기H= {m} over {4 pi mu _{0} r ^{2}} [AT/m]#H= {F} over {m} [AT/m`]전위V= {Q} over {4 pi varepsilon _{0} r} [V`]#V=Er[V`]자위U= {m} over {4 pi mu _{0} r} [AT`]전속밀도D= varepsilon E[C/m ^{2} ]자속밀도B= mu H[wb/m ^{2} ]역자성체 비투자율mu _{s}
전기기사 실기핵심요약1. 변전설비1. 변압기 결선단상3상 : 단상TR X2 (V결선)단상TR X3 (Y결선)단상TR X4 (V결선X2)(bank){bank : 변압기나 콘덴서의 결선상의 단위}1. 3상 변압기 결선1) Δ-Δ결선선간 전압과 상전압의 크기가 같다선전류는 상전류에 비해 크기가sqrt {3}배 이다장점제 3고조파가 Δ결선 내를 순환하므로 기전력의 파형이 왜곡되지 않는다변압기 1대 고장시 V결선으로 3상 공급 가능선전류는 상전류의sqrt {3}배이므로 대전류에 적합단점중성점을 접지할 수 없으므로 지락 사고의 검출이 곤란하다권수비가 다른 변압기를 결선하면 순환전류가 흐른다각 상의 임피던스가 다를 경우 3상 부하가 평형이 되어도 변압기의 부하 전류는 불평형이 된다Δ-Δ결선의 장점을 3가지 쓰시오Δ-Δ결선의 특징 5가지를 쓰시오(장단점 쓰기)2) Y-Y결선2종접지(E_2)2차측이 Y결선인 경우 접지 그릴것장점1차전압, 2차전압 사이 위상차가 없다1차, 2차 모두 중성점 접지할 수 있으며 고압의 경우 이상전압을 감소시킬 수 있다.선전압은 상전압의sqrt {3}배이므로 절연이 용이하여 고전압에 유리단점제 3고조파 전류의 통로가 없으므로 기전력 파형이 제 3고조파를 포함한 왜형파가 된다중성점을 접지하면 제 3고조파 전류가 흘러 통신선에 유도 장해를 일으킨다부하의 불평형에 의하여 중성점 전위가 변동하여 3상 전압이 불평형을 일으키므로 거의 사용하지 않는다3) Y-Δ or Δ-Y결선① Y-Δ 결선(전압감소 → 강압용)② Δ-Y 결선(전압증가 → 승압용)장점Y결선의 중성점 접지할 수 있다Y결선의 선전압은 상전압의sqrt {3}배이므로 절연이 용이Δ결선이 있어 제 3고조파의 장해가 적다단점중성점 접지로 인한 유도장해 발생1, 2차 간 위상차 30° → 1상 고장 시 송전 불능2. 특수한 변압기 결선1) V결선(PΔ, PY = 3K, PV =sqrt {3}K)75[kVA]252525이용률 ={sqrt {3} K} over {2K} TIMES 100=86.6[%] 출력비 500, 750, 10001. 수용률[%]최대 수용전력을 설비용량으로 나눈 값의 백분율 값수용률= {최대수용전력[kW`]} over {설비용량[kW`]} TIMES 100[%]2. 부하율[%]평균 수용전력을 최대 수용전력으로 나눈 값의 백분율값부하율= {평균수용전력[kW`]} over {최대수용전력[kW`]} TIMES 100[%]평균전력`=` {사용전력량[kW`]} over {시간[h]} h=24 (일 부하율)h=24×30 (월 부하율)h=24×365 (연 부하율)부하율↑ → 평균전력APPROX 최대전력부하율이 낮은 경우첨두부하 설비 증가설비 이용률 저하(효율↓)605010050부하율={50} over {60} TIMES 100=80[%] 부하율={50} over {100} TIMES 100=50[%]3. 부등률전기기기를 동시에 사용하는 정도최대 전력의 분산지표부등률= {각`수용가의`최대`수용전력의`합[kW`]} over {합성`최대`전력[kW`]} GEQ 1100806040206 12 18 24부등률 ={80+60} over {140} `=`1100806040206 12 18 24부등률 ={80+60} over {120} `>`14. 변압기 냉각방식1. 표기법첫 번째 글자 : 내부 냉각매체(매질)A : 공기O : 광유, 절연유로 인화점 300°C 이하K : 난연성 절연유로 인화점 300°C 초과G : Gas(SF6)두 번째 글자 : 내부 냉각매체 순환방식N : 자연순환(Natural)F : 강제순환(Forec)D : 직접 강제순환(Direct Forced)세 번째 글자 : 외부 냉각매체(매질)A : 공기W : 물네 번째 글자 : 외부 냉각매체 순환방식N : 자연순환F : 강제순환2. 변압기 냉각방식 종류AN :건식 자냉식AF : 건식 풍냉식ONAN : 유입 자냉식ONAF :유입 풍냉식ONWF : 유입 수냉식OFAN : 송유 자냉식OFAF : 송유 풍냉식OFWF : 송유 수냉식3. 변압기 과부하 운전 조건1) 주위 온도 저하로 인한 과부하2) 부하율 저하로_{a} +I _{b} +I _{c} != 0I _{0} = {1} over {3} LEFT ( I _{a} +I _{b} +I _{c} RIGHT )3) 접지형 계기용 변압기(GPT) : 대지전압 기준지락사고 시 영상전압 검출지락된 상 : 0[V]건전상 :sqrt {3}배 상승① 결선조건1차측 : Y결선 접지2차측 : 개방 Δ결선대지전압 기준 →{6600} over {sqrt {3}} / {110} over {sqrt {3}}a상 지락시1차측a상0[V]b상{6600} over {sqrt {3}} TIMES sqrt {3} =6600[V`]c상{6600} over {sqrt {3}} TIMES sqrt {3} =6600[V`]2차측a상0[V]L1 소등b상{110} over {sqrt {3}} TIMES sqrt {3} =110[V`]L2 더 밝아짐c상{110} over {sqrt {3}} TIMES sqrt {3} =110[V`]L3 더 밝아짐2차측 영상전압V _{0} = {110} over {sqrt {3}} TIMES 3=190.53[V`]7. 변압기 시험단락 : 전압X, 전류O, Z=0개방 : 전압O, 전류X, Z=∞1. 단락 시험 회로도→ 동손(임피던스 와트)(P _{c}) : 75°C 기준임피던스 전압(V _{s})변압기 2차측 단락 후 1차측 전압을 서서히 올려 1차측 정격전류와 단락전류가 같아질 때의 전압전압변동률(varepsilon )I _{s} = {100} over {%Z} TIMES I _{n} → %Z 도출%저항강하p= {I _{n1} r _{21}} over {V _{1n}} TIMES 100#````= {I _{n1} ^{``````2} `r _{21}} over {V _{1n} I _{n1}} TIMES 100#````= {P _{c}} over {P _{n}} TIMES 100LEFT { eqalign{P _{n} `:`정격용량#P _{c} `:`동손} RIGHT }%임피던스 강하%Z= {I _{n1} Z _{21}} over {V[m]#k`:`여유계수#eta `:`효율} RIGHT }ex) 양수량 Q=6[m3/min], 총양정 H=7.5[m]를 양수하는 데 필요한 구동용 전동기의 출력P[kW](단, 펌프효율 η=75%, 여유계수k=1.1)P`=` {QH} over {6.12 eta } TIMES k`=` {6 TIMES 7.5} over {6.12 TIMES 0.75} TIMES 1.1`=`10.78[kW``]2) 권상기용 전동기 용량(P[kW])P`=` {mv} over {6.12 eta } TIMES k[kW``]LEFT { eqalign{v`:`무게[t o n]#v`:`권상속도[m/min]#k`:`여유계수#eta `:`효율} RIGHT }3) 3상 유도전동기 표준 용량[kW]0.20.40.751.52.23.75.57.5111518.52030372. 유도전동기 기동 방식1) 농형 유도전동기 기동 방식전전압기동(직입기동) : 5[kW] 이하Y-Δ기동 : 5~15[kW]기동 보상기법 : 15[kW] 이상리액터 기동법2) 권선형 유도전동기 기동 방식2차 저항 기동법2차 임피던스 기동법게르게스법※ 직류 전동기 속도 제어법N=k {V-I _{a} R _{a}} over {phi} 1. 계자 제어법2. 전압 제어법1) 워드레오나드 방식2) 일그너 방식(대용량 부하)3. 저항 제어법3. 부하산정1. 설비용량 산정1) 표준부하① 건축물 종류에 따른 표준부하(P)종류표준부하[VA/m ^{2} ]공장, 공회당, 사원, 교회영화관, 연회장10기숙사, 여관, 호텔, 병원학교, 음식점, 대중 목욕탕20주택, 아파트, 사무실, 은행상점, 이발소, 미장원30② 건축물 중 별도 계산할 부분의 표준부하(Q)건축물의 부분표준부하[VA/m ^{2} ]복도, 계단, 세면장, 창고다락5강당, 관람석10③ 표준 부하에 따라 산출한 수치에 별도로 가산하여야 할 [VA] 수(C)주택, 아파트(1세대마다)에 대해 500~1000[VA]상점 진열창 폭 1[m]에 대해 300[VA]옥외 광고등, 전광사인, 네온사인등의 [VA] 역률 개선에 의한 전기요금 경감2. 역률 개선용 콘덴서 설비의 부속장치 및 용도1) 직렬 리액터(SR : Series Reactor)5고조파 제거5 omega L= {1} over {5 omega C} ``` -> ``` omega L= {1} over {25 omega C} =0.04 {1} over {omega C}이론상 : 4[%]실제 : 6[%] → 주파수변동이 되거나 경제적으로 유리2) 방전코일(DC : Discharge Coil)인체의 감전 방지5. 예비전원 설비1. 자가발전 설비1) 발전기 용량전동기 부하인 경우P _{G} = LEFT ( {1} over {e} -1 RIGHT ) X _{d} P _{s} [kVA]LEFT { eqalign{e`:`허용`전압강하(소수점)#X _{d} `:`발전기`과도`리액턴스(소수점)#P _{s} `:`기동용량[kVA]} RIGHT }ex) 부하가 유도 전동기이며 기동 용량이 1000[kVA]이고 기동 시 허용전압강하는 20[%]이며, 발전기의 과도 리액턴스가 25[%]이다. 이 전동기를 운전할 수 있는 자가 발전설비의 최소용량은 몇[kVA]인지를 계산하시오P _{G} = LEFT ( {1} over {e} -1 RIGHT ) X _{d} P _{s}#``````````= LEFT ( {1} over {0.2} -1 RIGHT ) 0.25 TIMES 1000#``````````=1000[kVA]답 : 1000[kVA]2) 발전기 병렬운전 조건기전력의 크기가 같을 것 → 무효순환전류기전력의 위상이 같을 것 → 유효횡류기전력의 주파수가 같을 것기전력의 파형이 같을 것상회전방향이 같을 것2. 무정전 전원 장치(UPS)선로의 정전이나 입력전원에 이상상태가 발생하였을 경우에도 정상적으로 전력을 부하측에 공급하는 장치1) 구성① 정류장치(컨버터) : 교류를 직류로 변환② 축전지 : 직류전력을 저장② 역변환 장치(인버터) : 직류를 교류로 변환2) UPS의 블록 다이어그램(빈칸문제)UPS : 무정전 전원 공급장치CVCF : 정기피뢰기