제127회 발송배전기술사
기출 31문제 · 모범답안 1문제
제1교시 (용어형)
※ 다음 13문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오. (각 10점)
- 1
유전율(Permittivity, ε)과 투자율(Permeability, μ)을 비교하여 설명하시오.
- 2
다음의 용어를 설명하시오. (1) 뇌충격전압파 (2) 트래킹 (3) 유전체손 (4) 유전체 역률
- 3
신재생발전기를 계통에 연계하기 위한 조건 중 무효전력 공급능력과 LVRT(Low Voltage Ride Through)에 대하여 설명하시오.
- 4
전력계통의 단락용량 증가에 대한 원인, 문제점 및 대책에 대하여 설명하시오.
- 5
동기발전기의 계통병입 조건과 동기검정기를 이용한 계통병입 절차에 대하여 설명하시오.
- 6
가공 송전선로에서 발생하는 진동의 종류를 구분하고, 갤러핑(Galloping)현상에 대하여 설명하시오.
- 7
유입변압기와 몰드변압기를 비교하여 설명하시오.
- 8
%임피던스와 %저항강하 및 %리액턴스강하의 관계식을 유도하고, %Z = 5%, X/R = 7인 변압기에 역율 0.8(지상)의 부하가 연결되어 있을 때 전압변동률(%)을 구하시오.
- 9
배전선로에서 사용되는 COS(Cut Out Switch)의 종류를 용단과정에 따라 분류하고 적용 시 고려해야 할 사항에 대하여 설명하시오.
- 10
전력계통보호에서 재폐로 계전기의 동작순서와 재폐로 시간에 대하여 설명하시오.
- 11
전력계통에서 양수발전소의 필요성과 물의 이용방식에 따른 종류를 설명하시오.
- 12
최근 재생에너지 확대에 따른 제주지역의 재생에너지 출력제어에 대한 문제점과 해결방안에 대하여 설명하시오.
모범답안 펼치기
제주지역 재생에너지 출력제어 문제점 및 해결방안
1. 정의
재생에너지 출력제어(Curtailment)란 태양광·풍력 발전량이 계통의 수용 가능 범위를 초과할 때, 계통 주파수·전압 안정성 유지를 위해 재생에너지 발전기의 출력을 강제로 감발하는 운영 조치이다.
2. 출력제어 발생 원인 (제주 계통 특성)
구분 내용 고립계통 육지와 HVDC 2회선(±200 kV, 400 MW)으로만 연계 — 계통 규모 소규모 재생에너지 비중 2024년 기준 설비용량 약 1,000 MW 초과, 최소부하 시 100% 초과 공급 가능 관성 부족 동기발전기 감소 → 계통 관성 저하 → 주파수 민감도 증가 예비력 제약 소규모 계통 특성상 주파수 조정 예비력(Spinning Reserve) 확보 필요 
3. 출력제어의 문제점
3-1. 기술적 문제
- 주파수 불안정: 관성 감소로 변화율(RoCoF)이 커져 보호계전기 오동작 위험
- 전압 불안정: 경부하 시 진상 무효전력 과잉 공급 → 모선 전압 과상승 ()
- 재폐로·보호협조: 인버터 기반 전원(IBR) 확대로 단락전류 감소 → 보호협조 곤란
3-2. 경제적·제도적 문제
- 출력제어 시 발전사업자 수익 손실 및 투자 회수 불확실성
- 2023년 제주 출력제어 횟수 연간 200회 이상, 제어량 누계 수백 GWh 수준(자료 공개 기준)
- REC(재생에너지공급인증서) 손실로 소규모 사업자 경영 악화
4. 해결방안
분류 방안 기대효과 계통 유연성 확대 ESS(배터리) 설치 — 주파수 조정·피크 저감 출력제어량 직접 흡수 수요반응(DR) 경부하 시 산업·상업 수요 유인 수급 불균형 완화 P2X 활용 잉여전력 → 수전해 수소 생산 에너지 저장·활용 HVDC 증설 3회선 추가 또는 용량 증대 잉여전력 육지 역송 스마트인버터 능동적 전압·무효전력 제어(KEC 512 준용) 전압 안정성 향상 가상관성 제공 인버터 VSM(가상동기기) 제어 적용 RoCoF 억제 출력예측 고도화 AI 기반 재생에너지 발전량 예측 정확도 향상 선제적 계통 운영
5. 실무 적용 시 유의사항
- 계통 관성 기준 설정: 제주 계통 최소 관성 요건(H값)을 명문화하여 신규 재생에너지 접속 기준에 반영 필요
- 보호계전기 재정정: IBR 확대에 따른 단락전류 감소를 반영하여 과전류계전기(51) 정정값 재검토
- 출력제어 보상 제도: 합리적 보상 체계 마련으로 사업자 투자 신뢰성 확보
- 에너지 섬(Energy Island) 대비: 수요 유연성·ESS 연계 없이 단순 접속 용량 확대는 근본 해결책이 될 수 없음
결론: 제주 출력제어 문제는 단순 설비 증설이 아니라 계통 유연성 확보 + 제도 개선 + 보호협조 재정비를 병행해야 근본적으로 해결 가능하며, 이는 향후 육지 계통의 재생에너지 고비중 전환 시에도 선행 사례로 적용 가능하다.
- 13
초내열 알루미늄 피복 인바심 알루미늄 합금연선(STACIR/AW)의 특성을 설명하고, 강심 알루미늄 연선(ACSR) A480(R)과 A480(C)의 차이 및 용도를 설명하시오.
제2교시 (논술형)
※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)
- 1
스마트한 전력수요관리를 위한 수요반응(DR, Demand Response)의 종류를 설명하고 에너지 공급자 효율향상 의무화제도(EERS, Energy Efficiency Resource Standard)에 대하여 설명하시오.
- 2
수소에너지 제조기술, 저장기술 및 이용기술을 설명하고, 수소 생산방식별 종류를 설명하시오.
- 3
가상발전소(VPP, Virtual Power Plant)의 필수 구성요소, 시스템 구성 및 종류에 대하여 설명하시오.
- 4
분산전원의 연계위치, 용량 및 역률이 배전계통의 전압변동에 미치는 영향에 대하여 설명하시오.
- 5
지중송전선로의 케이블 고장점 탐지방법을 5가지 설명하시오.
- 6
다음 회로에 대한 영상, 정상 및 역상 임피던스를 구하고, 각각의 등가 회로를 작성하시오.
제3교시 (논술형)
※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)
- 1
전력설비 건설사업 관리의 감리업무와 관련한 다음 사항을 설명하시오. (1) 안전관리에 대한 감리원의 역할과 업무내용 (2) 품질관리에 대한 중점품질관리 대상과 방법 (3) 통합감리 기준
- 2
전력케이블에 적용하는 단절연을 설명하고 유전율이 다른 물질(유전율 )로 단절연이 적용된 경우에 대하여 설명하시오.
- 3
전력계통에 설치되는 직렬리액터, 분로(병렬)리액터, 한류리액터 및 소호리액터의 사용 목적과 특징에 대하여 각각 설명하시오.
- 4
발전기 회전자 권선의 층간단락 확인 방법을 운전 중인 경우와 정지중인 경우로 구분하여 설명하시오.
- 5
육상풍력과 해상풍력 개발 시 환경친화적 풍력발전이 되기 위해 고려해야 할 사항과 환경훼손을 최소화하기 위한 방안에 대하여 설명하시오.
- 6
발전소에서 발전전압을 송전전압으로 승압하기 위하여 설치하는 주변압기에 대한 다음 사항을 설명하고 주변압기의 적정 용량을 산정하시오. (1) 발전기의 역률 변동에 따른 발전기와 주변압기 사이의 무효전력 흐름 (2) 주변압기 용량 산정 기준과 산정 시 고려해야 할 사항 (3) 다음 조건에서 주변압기의 적정 용량을 산정하시오. [조건] ① 터빈 보증 출력: 854MW ② 발전기 정격: 22kV±5%, 950MVA, 역률범위: 지상 0.9 ∼ 진상 0.95 ③ 소내 부하(소내보조변압기 입력): 52MVA(지상역률 0.85) ④ 주변압기 누설리액턴스: 14%±7.5%, 철손 및 동손: 0.3%(전부하 시)
제4교시 (논술형)
※ 다음 6문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각 25점)
- 1
향후 확대될 신재생에너지 전원에 따른 안정적 전력계통을 위해 정부에서 추진하고 있는 「전력계통 혁신방안」에 대한 기존 전력계통의 특징과 전력계통 혁신 추진방안에 대하여 설명하시오.
- 2
계통에 연계되어 운전되는 발전기의 기술 규격 결정 시 고려되어야 할 항목과 각 항목이 계통 운용에 미치는 영향에 대하여 설명하시오.
- 3
한국전기설비 규정에서 정하는 저압전로의 계통 접지 방식을 보호도체 및 중성선의 접속 방식에 따라 구분하여 설명하시오.
- 4
전기공급 약관에서 정하는 고조파에 대한 허용치를 설명하고, 3상이 평형인 상태에서 이 평형 전류에 포함된 제5고조파 전류가 역상분임을 증명하시오.
- 5
V2G(Vehicle To Grid) 기술에 대하여 설명하시오.