[전기응용기술사 제140회 3교시 2번]

1)

• 유효전력, 무효전력, 피상전력의 복소평면 표현
• 역률 개선 전 위상각 ($\theta_1$) 및 역률 ($\cos\theta_1$)의 관계
• 전력콘덴서 투입에 의한 유도성 무효전력 상쇄
• 무효전력 감소에 따른 위상각 변화 ($\theta_2 < \theta_1$)
• 피상전력 감소 및 역률 개선 효과 ($\cos\theta_2 > \cos\theta_1$)

공식: $S = P + jQ$, $\cos\theta = P/|S|$, $Q_L = \sqrt{S^2 - P^2}$, $Q_C = V^2 / X_C$, $Q_{new} = Q_L - Q_C$

2)

• 일괄 개선 방식: 변압기 2차측 주 모선 설치 시 특징
• 군별 개선 방식: 특정 부하 그룹 모선 설치 시 특징
• 개별 개선 방식: 각 부하의 말단 직접 설치 시 특징
• 고압 모선 설치 시 장점: 전력 손실 저감 및 전압 강하 개선 효과
• 고압 모선 설치 시 단점: 초기 투자 비용 및 개별 부하 제어의 한계
• 22.9kV 특고압 계통에서의 최적 설치 위치 선정 기준

3)

• CT, PT를 통한 현재 역률 및 무효전력 실시간 측정
• 설정된 목표 역률과의 차이 계산 및 제어 로직 작동
• 필요한 무효전력 보상량 산정
• 콘덴서 뱅크의 단계별 투입/차단 결정
• 개폐기 (마그네트 스위치 또는 사이리스터 스위치) 제어
• 과보상 및 부족보상 방지 로직 적용

풀이 순서: 1단계: 계통의 전압 및 전류 측정 → 2단계: 현재 역률 및 무효전력 계산 → 3단계: 설정된 목표 역률과 비교 → 4단계: 역률 차이에 따른 필요 무효전력량 판단 → 5단계: 콘덴서 뱅크의 최적 조합 선택 → 6단계: 해당 콘덴서 뱅크의 개폐기 투입 또는 차단 명령 → 7단계: 역률 변화 모니터링 및 반복 제어