아주호기심있는카멜레온
- 전기기사·기능사자격증Q. 변압기에서 여자전류는 왜 발생하며 실제 설비에서는 어떤 영향을 주나요?전기기사 전기기기 과목에서 변압기를 공부하다 보면 무부하 상태에서도 여자전류가 흐른다고 배우는데, 부하가 연결되지 않았는데도 왜 전류가 흐르는지 잘 이해되지 않습니다. 일반적으로 전류는 부하가 있어야 흐른다고 생각하기 쉬운데, 변압기는 2차측이 개방되어 있어도 1차측에 일정 전류가 흐른다고 해서 신기했습니다. 이 여자전류가 철심에 자속을 만들기 위해 필요하다고 하는데, 실제로는 어떤 과정으로 전류가 흐르는 것인지 궁금합니다. 또한 여자전류는 정상 부하전류보다 작다고 하지만, 철손이나 무부하손과 연결된다고 해서 실제 변압기 효율에도 영향을 주는 것인지 알고 싶습니다. 여자전류에는 자화전류와 철손전류가 있다고 하는데 두 개의 차이도 궁금합니다. 실무적으로는 대용량 변압기를 투입할 때 여자돌입전류가 매우 크게 흐른다고 하는데, 이것이 보호계전기 오동작이나 차단기 선정과 어떤 관계가 있는지도 자세히 알고 싶습니다. 전기기사 실기에서 나오는 변압기 시험과 실제 현장 운전 개념까지 연결해서 이해하고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 전기설비에서 접지저항이 낮아야 하는 이유는 무엇인가요?전기설비기술기준이나 전기기사 실기에서 접지공사를 공부하다 보면 접지저항을 낮게 유지해야 한다고 배우는데, 단순히 낮을수록 좋다는 말만으로는 실제 의미가 잘 와닿지 않습니다. 전기기기 외함에 누전이 발생하면 접지선을 통해 전류가 대지로 흐른다고 하는데, 이때 접지저항이 낮은 것과 높은 것이 어떤 차이를 만드는지 궁금합니다. 또한 접지저항이 낮아야 차단기나 누전차단기가 빨리 동작한다고 하는데, 왜 고장전류가 충분히 흘러야 보호장치가 동작하는지도 알고 싶습니다. 낙뢰나 이상전압이 들어왔을 때 피뢰기와 접지가 함께 작동한다고 하는데, 접지저항이 높으면 피뢰기 보호 효과도 떨어지는지 궁금합니다. 실제 현장에서 접지저항을 낮추기 위해 접지봉을 여러 개 박거나 접지극을 깊게 묻는 이유, 토양 상태와 수분이 접지저항에 영향을 주는 이유도 자세히 알고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 수변전설비에서 CT와 PT는 왜 필요하고 어떤 주의점이 있나요?전기기사 실기에서 수변전설비 단선결선도를 보면 CT와 PT가 거의 항상 나오는데, 각각 전류와 전압을 낮춰서 계기나 계전기에 보내는 장치라고만 알고 있습니다. 그런데 왜 전류계나 전압계, 보호계전기를 고압 회로에 직접 연결하지 않고 굳이 CT와 PT를 사용하는지 궁금합니다. CT는 큰 전류를 작은 전류로 바꾸고, PT는 높은 전압을 낮은 전압으로 바꾼다고 하는데, 이것이 계측과 보호에 어떤 장점을 가지는지도 알고 싶습니다. 또한 CT 2차측은 개방하면 위험하고, PT 2차측은 단락하면 위험하다고 배우는데 그 이유가 잘 이해되지 않습니다. 실제 현장에서는 CT 2차측을 단락해두고 작업한다는 말도 들었는데 왜 그렇게 하는지도 궁금합니다. 보호계전기, 전력량계, 전류계, 전압계가 CT와 PT를 통해 어떻게 설비 상태를 감시하고 차단기 동작과 연결되는지도 자세히 알고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 전력용 콘덴서를 설치하면 역률이 개선되는 원리는 무엇인가요?전기기사에서 역률 개선 문제를 풀다 보면 전력용 콘덴서 용량을 구하는 문제가 자주 나오는데, 공식은 외우더라도 실제 원리가 잘 이해되지 않습니다. 공장이나 건물에는 전동기, 변압기 같은 유도성 부하가 많아서 역률이 낮아진다고 하는데, 왜 이런 부하들은 무효전력을 많이 필요로 하는지 궁금합니다. 역률이 낮으면 같은 유효전력을 사용해도 전류가 커진다고 하는데, 이것이 전선 손실, 전압강하, 변압기 용량, 전기요금과 어떻게 연결되는지도 알고 싶습니다. 또한 콘덴서를 설치하면 진상 무효전력을 공급해서 지상 무효전력을 보상한다고 하는데, 이 표현이 구체적으로 어떤 의미인지 궁금합니다. 콘덴서를 너무 많이 설치하면 진상역률이 되어 오히려 문제가 생긴다고 하는데, 과보상 시 어떤 문제가 생기는지도 알고 싶습니다. 실제 설비에서는 콘덴서를 부하 가까이에 설치하는 것이 좋은지, 저압반이나 변압기 2차측에 일괄 설치하는 것이 좋은지도 자세히 알고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 전력공학에서 송전전압을 높이면 왜 전력손실이 줄어드나요?전력공학에서 발전소에서 만든 전기를 먼 거리까지 보낼 때 송전전압을 높이는 이유를 배우는데, 단순히 고전압으로 보내면 손실이 줄어든다고만 외우다 보니 정확한 원리가 궁금합니다. 같은 전력을 보내는 상황에서 전압을 높이면 전류가 줄어든다고 하는데, 왜 전류가 줄어들면 송전손실이 크게 줄어드는지 알고 싶습니다. 전선에서 발생하는 손실은 전류의 제곱에 비례한다고 하는데 이것이 실제 송전선 설계에서 얼마나 중요한지도 궁금합니다. 또한 송전전압을 무조건 높이면 좋은 것인지도 궁금합니다. 전압을 높이면 절연 비용, 철탑 높이, 애자 크기, 코로나 현상 같은 문제가 생긴다고 하는데, 그럼 실제로는 어떤 기준으로 송전전압을 결정하는지도 알고 싶습니다. 변압기를 이용해 발전소에서는 승압하고 수용가 근처에서는 강압하는 이유도 함께 설명해주시면 좋겠습니다. 전기기사 실기나 필기에서 나오는 송전손실, 전압강하, 경제전압 개념과 연결해서 이해하고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 회로이론에서 임피던스와 리액턴스는 왜 필요한 개념인가요?전기기사 회로이론을 공부하다 보면 직류에서는 저항만 생각하면 되는데, 교류에서는 임피던스와 리액턴스라는 개념이 나오면서 갑자기 어려워집니다. 저항은 전류의 흐름을 방해하는 성질이라고 알고 있는데, 리액턴스도 전류를 방해한다면 둘이 정확히 어떻게 다른지 궁금합니다. 특히 코일은 유도성 리액턴스, 콘덴서는 용량성 리액턴스를 가진다고 하는데, 왜 코일과 콘덴서는 저항처럼 전력을 소비하는 것이 아니라 전압과 전류의 위상차를 만든다고 하는지도 이해가 잘 되지 않습니다. 또 임피던스를 복소수로 표현하는 이유도 궁금합니다. 단순히 크기만 계산하면 될 것 같은데 왜 실수부와 허수부로 나누고, 위상각까지 고려해야 하는지 알고 싶습니다. 실제 전기설비에서는 임피던스가 전압강하, 단락전류, 역률, 보호장치 선정 등과 연결된다고 하는데, 회로이론에서 배우는 임피던스 개념이 실무적으로 어떤 의미를 가지는지도 자세히 알고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 전기자기학에서 전계와 전위의 관계는 어떻게 이해해야 하나요?전기기사 전기자기학을 공부하다 보면 전계와 전위라는 개념이 계속 나오는데, 두 개념이 서로 연결되어 있다는 것은 알겠지만 정확히 어떻게 다른지 헷갈립니다. 전계는 전하가 힘을 받는 공간이고, 전위는 단위 전하가 가진 위치에너지라고 배우는데 실제 문제에서는 전위차를 이용해 전계를 구하거나, 전계를 적분해서 전위를 구하는 식으로 나오다 보니 단순 암기로는 이해가 잘 되지 않습니다. 특히 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전하가 이동한다고 하는데, 이것이 전계 방향과 어떤 관계가 있는지도 궁금합니다. 또 전압이라는 것도 결국 전위차라고 하는데, 회로이론에서 말하는 전압과 전기자기학에서 말하는 전위가 같은 개념인지도 알고 싶습니다. 실제 전기설비에서는 전계와 전위를 직접 눈으로 볼 수 없는데, 고전압 설비나 케이블 절연, 피뢰기, 접지 같은 내용에서 왜 이 개념이 중요한지도 궁금합니다. 전기기사 공부를 할 때 전계와 전위를 단순 공식이 아니라 실제 의미 중심으로 이해하려면 어떻게 접근하는 것이 좋을까요?
- 전기기사·기능사자격증Q. 전기기사 실기에서 절연저항 측정은 왜 중요한지 알고 싶습니다전기설비 점검 시 절연저항을 측정하는 것이 중요하다고 하는데, 단순히 절연이 잘 되어 있는지 확인하는 것 이상의 의미가 있는지 궁금합니다. 절연저항이 낮다는 것이 어떤 상태를 의미하는지, 그리고 어느 정도 값이면 문제가 있다고 판단하는지도 알고 싶습니다. 또한 절연저항이 시간이 지나면서 낮아지는 이유가 무엇인지 궁금합니다. 습기나 온도, 먼지 등이 영향을 준다고 하는데 실제로 어떤 원리로 절연 성능이 떨어지는지도 알고 싶습니다. 실무에서는 절연저항을 어떻게 측정하고, 측정 결과를 어떻게 활용하는지도 자세히 알고 싶습니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 전기기사 실기에서 발전기 동기화 조건은 무엇이며 왜 중요한지 알고 싶습니다발전기를 전력계통에 연결할 때 동기화가 필요하다고 하는데, 단순히 전압만 맞추면 되는 것인지 아니면 다른 조건도 필요한지 궁금합니다. 실기 문제에서는 전압, 주파수, 위상, 위상각이 모두 맞아야 한다고 하는데, 이 조건들이 왜 필요한지 이해가 잘 되지 않습니다. 만약 이 조건이 맞지 않은 상태에서 발전기를 계통에 연결하면 어떤 문제가 발생하는지도 궁금합니다. 특히 위상이 맞지 않으면 큰 사고가 발생할 수 있다고 하는데, 이것이 어떤 원리로 발생하는지도 알고 싶습니다. 실제 발전소에서는 동기화를 어떻게 수행하는지, 자동으로 이루어지는지도 궁금합니다.
- 전기기사·기능사자격증Q. 전기기사 실기에서 무효전력은 왜 필요하며 실제로 어떤 역할을 하는지 알고 싶습니다전기공학을 공부하다 보면 유효전력과 무효전력이라는 개념이 나오는데, 유효전력은 실제 일을 하는 전력이라고 이해가 되지만 무효전력은 실제 일을 하지 않는 전력이라고 해서 왜 필요한지 잘 이해가 되지 않습니다. 단순히 쓸모없는 전력이라면 줄이면 되는 것 아닌가 하는 생각도 들지만, 실제로는 전동기나 변압기 같은 설비에서는 반드시 필요하다고 합니다. 그렇다면 무효전력은 구체적으로 어떤 역할을 하는 것인지 궁금합니다. 또한 무효전력이 많아지면 왜 역률이 나빠지고 전류가 증가하는지도 이해가 잘 되지 않습니다. 실기 문제에서는 콘덴서를 이용해 무효전력을 보상한다고 하는데, 이 보상이 실제로 어떤 원리로 이루어지는지도 알고 싶습니다. 실무에서는 무효전력을 어떻게 관리하고, 왜 중요한 요소로 취급하는지도 자세히 알고 싶습니다.