22년 2회 전력공학 9번

9. 배전선로의 역률 개선에 따른 효과로 적합하지 않은 것은?
    ① 선로의 전력손실 경감       ② 선로의 전압강하의 감소
    ③ 전원측 설비의 이용률 향상  ④ 선로 절연의 비용 절감

(풀이)
교류를 사용하는 전기에는 역률이라는 개념이 나오는데요.
직류전기에는 역률의 개념이 없어요.
역률은 쉽게 생각해서 전기적인 효율로 생각하시면 좋을 듯 해요.
L이나 C관련 부하를 사용하게 되면 전압과 전류의 위상차가 발생을 하는데요.
이 위상차에 COS의 값을 넣어 계산하는 것이 역률이라는 거죠.
즉, 전압과 전류의 위상이 같은 위치에 있으려 할 때, 우리는 역률이 좋다 나쁘다를 평가할 수가 있는 거예요.
이 같은 위치에 서는 것을 동일한 상위치에 있다해서 동상이라고 표현하는데요. 동상에 가까울수록 즉, 역률  값이 100%에 가까워질수록 일반적으로 역률은 좋아진다고 할 수 있겠습니다.
단순히 전압의 크기와 전류의 크기만을 곱한 VA값을 우리는 피상전력이라고 하는데 여기에 역률을 곱하면 kW라고 부르는 유효전력, 무효율을 곱하면 kVar라고 부르는 무효전력이 됩니다.
역률을 개선하면, 전체적으로 부하측 전압이 조금 상승한다고 생각하면 좋은데요.
같은 용량의 부하에서 전압이 상승하게 되면, 부하전류가 줄어들겠습니다. P=VI이니까요.
즉, 전력손실 PL=I^2R에서 I가 줄어드니, 전력손실이 줄어들고요. 전압강하 e=IR에서 I가 줄어드니, 전압강하도 줄어들거예요.
그리고, 전체적으로 전류가 줄어드니, 변압기나 전원측 설비의 여유가 늘어나고, 이용률도 향상 될 겁니다.
추가적으로 한전에서 전력요금의 할증을 주어 수용가에서는 전력요금납부에 도움을 줄 수도 있어요.
그러나, 전압이 상승한다는 것은 그만큼 설비의 절연 비용이 상승할 수 있다는 것을 의미합니다.
그리고 역률이 경부하 시 운영상에 관리가 잘 안되면, 송전단  전압보다 수전단 전압이 높아지는 페란티 현상이 발생할 수 있어요.
따라서 정답은 4번 입니다.