[9급 국가직 전기이론 2026년 17번]

평형 3상회로에서 지상 평형부하에 커패시터 와 를 그림과 같이 각각 와 결선으로 연결하여 동일한 역률이 되도록 개선한다. 이때 커패시터 정전용량의 비 는?
전기이론
  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④3

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정답 ① — 평형 3상회로에서 델타 결선 커패시터의 총 무효전력은 3VL2ωCΔ3V_L^2\omega C_\Delta이며, 와이 결선 커패시터의 총 무효전력은 VL2ωCYV_L^2\omega C_Y입니다. 동일한 역률 개선을 위해서는 두 결선 방식이 공급하는 총 무효전력이 같아야 하므로, CΔ/CYC_\Delta/C_Y의 비는 1/3이 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 1/3은 정답입니다. 델타 결선에서 각 상에 선간전압이 걸리므로 총 무효전력은 3VL2ωCΔ3V_L^2\omega C_\Delta이고, 와이 결선에서 각 상에 상전압(VL/3V_L/\sqrt{3})이 걸리므로 총 무효전력은 3(VL/3)2ωCY=VL2ωCY3(V_L/\sqrt{3})^2\omega C_Y = V_L^2\omega C_Y입니다. 두 무효전력을 같다고 놓으면 3VL2ωCΔ=VL2ωCY3V_L^2\omega C_\Delta = V_L^2\omega C_Y에서 CΔ/CY=1/3C_\Delta/C_Y = 1/3이 됩니다.
  • ② 1/(√3)은 오답입니다. 이는 델타-와이 변환 시 임피던스 값의 비율 중 하나와 혼동될 수 있으나, 동일한 역률 개선을 위한 커패시터 정전용량의 비는 다릅니다.
  • ③ √3은 오답입니다. 이는 델타-와이 변환 시 임피던스 값의 비율로, 무효전력 보상 목적으로는 맞지 않습니다. 각 결선의 상전압과 선간전압 관계 및 그에 따른 무효전력 공식을 정확히 적용해야 합니다.
  • ④ 3은 오답입니다. 이는 CY/CΔC_Y/C_\Delta의 비가 3이므로, 문제에서 요구하는 비인 CΔ/CYC_\Delta/C_Y의 역수를 잘못 계산한 경우에 해당합니다.

관련 개념

평형 3상회로에서 역률 개선용으로 커패시터를 연결할 때, 델타 결선 커패시터는 각 상에 선간전압(VLV_L)이 걸리고, 총 무효전력은 3VL2ωCΔ3V_L^2\omega C_\Delta입니다.
와이 결선 커패시터는 각 상에 상전압(VL/3V_L/\sqrt{3})이 걸리며, 총 무효전력은 3(VL/3)2ωCY=VL2ωCY3(V_L/\sqrt{3})^2\omega C_Y = V_L^2\omega C_Y입니다.
동일한 역률 개선을 위해서는 두 결선 방식이 보상하는 무효전력의 크기가 같아야 합니다.

출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음) · AI 초안 → 검수 완료 (2026-09-18)

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