제1장 수력 발전

문제 1❳ 유수가 갖는 에너지가 아닌 것은?

㈎. 위치 에너지                       ㈏. 수력 에너지

㈐. 속도 에너지                       ㈑. 압력 에너지

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문제 2❳ 유효 낙차 [eqn: 400 LEFT [ m RIGHT ]]의 수력 발전소가 있다. 펠톤 수차의 노즐에서 분출하는 물의 속도를 이론값의 0.95배로 한다면 물의 분출 속도는 몇 [eqn: LEFT [ m/sec RIGHT ]]인가?

㈎. 42             ㈏. 59.5           ㈐. 62.6           ㈑. 81.4

☞ v = [eqn: sqrt {2gH} TIMES eta] = [eqn: sqrt {2 TIMES 9.8 TIMES 400} TIMES 0.95] = [eqn: 84.11]

문제 3❳ 그림과 같이 ‘수류가 고체에 둘러 싸여 있고 A로부터 유입되는 수량과 B로부터 유출되는 수량이 같다,’고 하는 이름은?

㈎. 베르누이 정리

㈏. 연속의 정리

㈐. 토리첼리의 정리

㈑. 수두 이론

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문제 4❳ 다음은 수압관 내에서 평균 유속을 [eqn: V LEFT [ m/s RIGHT ]], 사용 유량을 [eqn: Q LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]라 하고 관의 직경을 [eqn: D LEFT [ m RIGHT ]]라고 하면 사용 유량 [eqn: Q]를 구하는 공식은?

㈎. [eqn: {pi } over {4} BULLET D ^{2} BULLET V LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]                 ㈏. [eqn: {4} over {pi } BULLET D ^{2} BULLET V LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]

㈐. [eqn: 4 pi BULLET D ^{2} LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]                     ㈑. [eqn: 4 pi BULLET D BULLET V LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]

☞ [eqn: Q] = [eqn: A BULLET V] = [eqn: {pi } over {4} BULLET D ^{2} BULLET V LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]

문제 5❳ 수압 철관의 안지름이 [eqn: 4 LEFT [ m RIGHT ]]인 곳에서의 유속이 약 [eqn: 4 LEFT [ m/s RIGHT ]]이었다. 안지름이 [eqn: 3.5 LEFT [ m RIGHT ]]인 곳에서의 유속은 약 몇 [eqn: LEFT [ m/s RIGHT ]]인가?

㈎. [eqn: 4.2 LEFT [ m/s RIGHT ]]        ㈏. [eqn: 5.2 LEFT [ m/s RIGHT ]]       ㈐. [eqn: 6.2 LEFT [ m/s RIGHT ]]        ㈑. [eqn: 7.2 LEFT [ m/s RIGHT ]]

☞ 유량이 일정할 때 유속은 지름의 제곱에 반비례하므로

[eqn: v _{2}] = [eqn: LEFT ( {4} over {3.5} RIGHT ) ^{2} TIMES 4] = 5.22

문제 6❳ 유역 면적이 [eqn: 4,000 LEFT [ km ^{2} RIGHT ]]인 어떤 발전 지점이 있다. 유역내의 연 강수량이 [eqn: 1,400 LEFT [ mm RIGHT ]]이고 유출 계수가 [eqn: 75 LEFT [ % RIGHT ]]라고 하면 그 지점을 통과하는 연평균 유량은 약 몇 [eqn: LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]인가?

㈎. 121            ㈏. 133            ㈐. 251            ㈑. 150

☞ [eqn: Q] = [eqn: {4,000 TIMES 1,400 TIMES 10 ^{3} TIMES 0.75} over {365 TIMES 24 TIMES 3,600}] = 133

문제 7❳ 유역 면적 [eqn: 365 LEFT [ km ^{2} RIGHT ]]의 발전 지점에서 연 강수량이 [eqn: 2,400 LEFT [ mm RIGHT ]]일 때 강수량의 [eqn: {1} over {3}]이 이용된다면 연 평균 수량[eqn: LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]은?

㈎. 5.26            ㈏. 7.26           ㈐. 9.26           ㈑. 11.26

☞ [eqn: Q] = [eqn: {365 TIMES 2,400 TIMES 10 ^{3} TIMES {1} over {3}} over {365 TIMES 24 TIMES 3,600}] = 9.26

문제 8❳ 일일의 평균 사용 유량이 [eqn: 35 LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]인 수력 지점에 조정지를 설치하여 첨두 부하시 5시간, 최대 [eqn: 65 LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]의 물을 사용하려고 한다. 이에 필요한 조정지의 유효 저수량은 몇 [eqn: LEFT [ m ^{3} RIGHT ]]인가?

㈎. 9,000           ㈏. 540,000       ㈐. 648,000        ㈑. 900,000

☞ [eqn: V] = [eqn: LEFT ( Q _{p} -Q RIGHT ) BULLET T TIMES 3,600 LEFT [ m ^{2} RIGHT ]] = [eqn: LEFT ( 63-35 RIGHT ) TIMES 5 TIMES 3,600] = [eqn: 504,000 LEFT [ m ^{2} RIGHT ]]

문제 9❳ 유효 낙차 [eqn: 100 LEFT [ m RIGHT ]], 최대 사용 유량 [eqn: 20 LEFT [ m ^{3} /sec RIGHT ]]인 발전소의 최대 출력은 약 몇 [eqn: LEFT [ kW RIGHT ]]인가? 단, 수차 및 발전기의 합성 효율은 [eqn: 85 LEFT [ % RIGHT ]]라 한다.

㈎. 14,160         ㈏. 16,660         ㈐. 24,990         ㈑. 33,320

☞ [eqn: P] = [eqn: 9.8 TIMES 20 TIMES 100 TIMES 0.85] = [eqn: 16,600]

문제 10❳ 유효 낙차 [eqn: 100 LEFT [ m RIGHT ]], 최대 사용 유량 [eqn: 20 LEFT [ m ^{3} /sec RIGHT ]], 수차 효율 [eqn: 70 LEFT [ % RIGHT ]]의 수력 발전소의 연간 발전 전력량은 약 몇 [eqn: LEFT [ kW RIGHT ]]정도 되는가? 단, 발전기의 효율은 [eqn: 85 LEFT [ % RIGHT ]]라고 한다.

㈎. [eqn: 2.5 TIMES 10 ^{7}]        ㈏. [eqn: 5 TIMES 10 ^{7}]          ㈐. [eqn: 10 TIMES 10 ^{7}]         ㈑. [eqn: 20 TIMES 10 ^{7}]

☞ [eqn: P] = [eqn: 9.8 TIMES 20 TIMES 100 TIMES 0.7 TIMES 0.85 TIMES 24 TIMES 365] = [eqn: 102,159,120] = [eqn: 10 TIMES 10 ^{7}]

문제 11❳ 총 낙차 [eqn: 300 LEFT [ m RIGHT ]], 사용 수량 [eqn: 20 LEFT [ m ^{3} /s RIGHT ]]인 수력 발전소의 발전기 출력은 약 몇 [eqn: LEFT [ MW RIGHT ]]인가? 단, 수차 및 발전기 효율은 각각 [eqn: 90 LEFT [ % RIGHT ]], [eqn: 98 LEFT [ % RIGHT ]]이고 손실 낙차는 총낙차의 [eqn: 6 LEFT [ % RIGHT ]]라 한다.

㈎. 49             ㈏. 52             ㈐. 77             ㈑. 87

☞ [eqn: P] = [eqn: 9.8QH` eta] = [eqn: 9.8 TIMES 20 TIMES LEFT ( 300 TIMES 0.94 RIGHT ) TIMES 0.90 TIMES 0.98] = [eqn: 48,750 LEFT [ kW RIGHT ]] = [eqn: 49 LEFT [ MW RIGHT ]]

문제 12❳ 조정지 용량 100,000[eqn: LEFT [ m ^{3} RIGHT ]], 평균 유효 낙차 [eqn: 100 LEFT [ m RIGHT ]]인 수력 발전소가 있다. 조정지 전용량을 사용하여 발생시킬 수 있는 전력량은 약 몇 [eqn: LEFT [ kWh RIGHT ]]인가? 단, 수차 및 발전기의 종합 효율은 [eqn: 75 LEFT [ % RIGHT ]]로 하고 유효 낙차는 거의 일정하다고 본다.

㈎. 20,000         ㈏. 25,000         ㈐. 30,000         ㈑. 50,000

☞ [eqn: P] = [eqn: 9.8QH` eta] = [eqn: 9.8 TIMES 100,000 TIMES 100 TIMES 0.75 LEFT [ kWs RIGHT ]] = [eqn: 20,416 LEFT [ kWh RIGHT ]]

문제 13❳ 평균 유효 낙차 [eqn: 48 LEFT [ m RIGHT ]]의 저수지식 발전소에 있어서 [eqn: 1,000 LEFT [ m ^{3} RIGHT ]]의 저수량이면 몇 [eqn: LEFT [ kWh RIGHT ]]의 전력량에 해당하는가? 단, 수차 및 발전기의 종합 효율은 [eqn: 85 LEFT [ % RIGHT ]]이다.

㈎. 111            ㈏. 122            ㈐. 133           ㈑. 144

☞ [eqn: P] = [eqn: 9.8QH` eta] = [eqn: 9.8 TIMES 1,000 TIMES 48 TIMES 0.85 LEFT [ kWs RIGHT ]] = [eqn: 39,9840÷3,600] = [eqn: 111 LEFT [ kWh RIGHT ]]

문제 14❳ 기초와 양안(兩岸)의 암반이 양호항 협곡에 적당한 댐은?

㈎. 중력 댐        ㈏. 중공 댐         ㈐. 록 필드 댐     ㈑. 아치 댐

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문제 15❳ 수력 발전소의 낙차를 취하기 위한 방법이 아닌 것은?

㈎. 댐식           ㈏. 수로식          ㈐. 역 조정지식    ㈑. 유역 변경식

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문제 16❳ 전력 계통의 경부하시 또는 다른 발전소의 발전 전력에 여유가 있을 때 이 잉여 전력을 이용하여 전동기로 펌프를 돌려 물을 상부 저수지에 저장하였다가 이 물을 이용하여 발전하는 발전소는?

㈎. 조력 발전소                       ㈏. 양수식 발전소

㈐. 유역 변경식 발전소                ㈑. 수로식 발전소

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문제 17❳ 양수 발전의 주된 목적으로 옳은 것은?

㈎. 연간 발전량을 증가시키기 위하여

㈏. 연간 평균 전력 손실을 줄이기 위하여

㈐. 연간 발전 비용을 줄이기 위하여

㈑. 연간 수력 발전량을 증가시키기 위하여

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문제 18❳ 유량의 크기를 구분할 때 갈수량이란?

㈎. 하천의 수위 중에서 1년을 통해서 355일간은 이보다 내려가지 않는 수위 때의 물의 량

㈏. 하천의 수위 중에서 1년을 통해서 275일간은 이보다 내려가지 않는 수위 때의 물의 량

㈐. 하천의 수위 중에서 1년을 통해서 185일간은 이보다 내려가지 않는 수위 때의 물의 량

㈑. 하천의 수위 중에서 1년을 통해서 95일간은 이보다 내려가지 않는 수위 때의 물의 량

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문제 19❳ 그림과 같은 유황 곡선을 가진 수력 지점에서 최대 사용 수량 OC로 1년간 계속 발전하는데 필요한 저수지의 용량은?

㈎. 면적 OCPAB

㈏. 면적 OCDEBA

㈐. 면적 DEB

㈑. 면적 PCD

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문제 20❳ 수력 발전소의 댐(dam)의 설계 및 저수지 용량 등을 결정하는데 사용되는 가장 적합한 것은?

㈎. 유량도         ㈏. 유황 곡선     ㈐. 수위-유량 곡선 ㈑. 적산 유량 곡선

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문제 21❳ 수조에 대한 설명으로 옳은 것은?

㈎. 무압 수로의 종단에 있으면 조압 수조, 압력 수로의 종단에 있으면 헤드 탱크라 한다.

㈏. 헤드 탱크의 용량은 최대 사용 수량의 1~2시간에 상당하는 크기로 설계된다.

㈐. 조압 수조는 부하 변동에 의하여 생긴 압력 터널 내의 수격압이 압력 터널에 침입하는 것을 방지한다.

㈑. 헤드 탱크는 수차의 부하가 급증할 때에는 물을 배제하는 기능을 가지고 있다.

☞ 압력 수로 종단에 설치 : 조압 수조(헤드 탱크)

용량은 1~2분에 상당하는 크기로 설계한다.

문제 22❳ 수력 발전소에서 조압 수조의 설치 목적은?

㈎. 토사의 제거                      ㈏. 수격 작용 완화

㈐. 부유물의 제거                    ㈑. 부하의 조절

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문제 23❳ 조압 수조(서지 탱크)의 설치 목적에 해당되는 것은?

㈎. 수압관의 보호                    ㈏. 수차의 보호

㈐. 조속기의 보호                    ㈑. 여수의 처리

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문제 24❳ 수력 발전소에서 이용되는 서지 탱크의 설치 목적이 아닌 것은?

㈎. 흡출관을 보호하기 위함이다.

㈏. 부하의 변동시 수격압을 경감시킨다.

㈐. 유량을 조절한다.

㈑. 수격압이 압력 수로에 미치는 것을 방지한다.

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문제 25❳ 조압 수조 중 수심이 깊을 때 사용하는 수조는?

㈎. 제수공 조압 수조                 ㈏. 수실 조압 수조

㈐. 차동 조압 수조                   ㈑. 단동 조압 수조

☞ 차동 조압 수조 : 설치 면적이 작고 서징(surging)이 빨리 사라진다.

문제 26❳ 취수구에 제수문을 설치하는 목적은?

㈎. 낙차를 높인다.                   ㈏. 홍수위를 낮춤

㈐. 유량 조정                        ㈑. 모래를 배제한다.

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문제 27❳ 다음 중 수차의 특유 속도를 나타내는 식은? 단, [eqn: N] : 정격 회전수[eqn: LEFT [ rpm RIGHT ]], [eqn: H] : 유효 낙차[eqn: LEFT [ m RIGHT ]], [eqn: P] : 유효 낙차 [eqn: H LEFT [ m RIGHT ]]에서의 최대 출력[eqn: LEFT [ kW RIGHT ]]이다.

㈎. [eqn: N TIMES {sqrt {P}} over {H ^{{5} over {4}}}]                         ㈏. [eqn: N TIMES {root {3} of {3}} over {H ^{{1} over {4}}}]

㈐. [eqn: N TIMES {P} over {H ^{{3} over {2}}}]                         ㈑. [eqn: N TIMES {P} over {H ^{{1} over {4}}}]

☞

문제 28❳ 어느 수차의 정격 회전수가 [eqn: 450 LEFT [ rpm RIGHT ]]이고 유효 낙차가 [eqn: 220 LEFT [ m RIGHT ]]일 때 출력은 [eqn: 6,000 LEFT [ kW RIGHT ]]이었다. 이 수차의 특유 속도는 약 몇 [eqn: LEFT [ m BULLET kW RIGHT ]]인가?

㈎. 35[eqn: LEFT [ m BULLET kW RIGHT ]]   ㈏. 38[eqn: LEFT [ m BULLET kW RIGHT ]]   ㈐. 41[eqn: LEFT [ m BULLET kW RIGHT ]]    ㈑. 47[eqn: LEFT [ m BULLET kW RIGHT ]]

☞ 특유 속도 [eqn: N _{s}] = [eqn: N {P ^{{1} over {2}}} over {H ^{{5} over {4}}}]에서 164 = [eqn: {n10,000 ^{{1} over {2}}} over {81 ^{{5} over {4}}}]     [eqn: n] = [eqn: 398.52]

문제 29❳ 유효 낙차 [eqn: 81 LEFT [ m RIGHT ]], 출력 [eqn: 10,000 LEFT [ kW RIGHT ]], 특유 속도 [eqn: 164 LEFT [ rpm RIGHT ]]인 수차의 회전 속도는 약 몇 [eqn: LEFT [ rpm RIGHT ]]인가?

㈎. 185           ㈏. 215           ㈐. 350            ㈑. 400

☞ 특유 속도 [eqn: N _{s}] = [eqn: N {P ^{{1} over {2}}} over {H ^{{5} over {4}}}]에서 164 = [eqn: N {100} over {243}]   그러므로 [eqn: n] = [eqn: 398]

문제 30❳ 수력 발전소에서 사용되는 수차 중 [eqn: 15 LEFT [ m RIGHT ]] 이하의 저낙차에 적합하여 조력 발전용으로 알맞는 수차는 어느 것인가?

㈎. 카플란 수차                       ㈏. 펠톤 수차

㈐. 프란시스 수차                     ㈑. 튜블러 수차

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문제 31❳ 특유 속도가 큰 수차일수록 발생하는 현상으로 옳은 것은?

㈎. 경부하에서 효율의 저하가 심하다.

㈏. 저낙차에는 사용할 수 없다.

㈐. 회전자의 주변 속도가 대단히 작아진다.

㈑. 회전수가 커진다.

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문제 32❳ 특유 속도가 가장 작은 수차는?

㈎. 프로펠러 수차                     ㈏. 프란시스 수차

㈐. 펠턴 수차                         ㈑. 카플란 수차

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문제 33❳ 특유 속도를 선정할 때 그 한계를 표시하는 식으로 [eqn: N _{s} ` LEQ ` {13,000} over {H+20} +50]이 사용되는 수차는?

㈎. 펠턴 수차                         ㈏. 프란시스 수차

㈐. 프로펠러 수차                     ㈑. 카플란 수차

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문제 34❳ 낙차 [eqn: 290 LEFT [ m RIGHT ]], 회전수 [eqn: 500 LEFT [ rpm RIGHT ]]인 수차를 [eqn: 225 LEFT [ m RIGHT ]]의 낙차에서 사용할 때 회전수는 몇 [eqn: LEFT [ rpm RIGHT ]]으로 하면 적당한가?

㈎. 400           ㈏. 440            ㈐. 480           ㈑. 520

☞ [eqn: N] = [eqn: LEFT ( {225} over {290} RIGHT ) ^{{1} over {2}} TIMES 500] = [eqn: 440]

문제 35❳ 유효 낙차 [eqn: 50 LEFT [ m RIGHT ]]에서 출력 [eqn: 7,500 LEFT [ kW RIGHT ]]의 수차가 있다. 유효 낙차가 [eqn: 2.5 LEFT [ m RIGHT ]] 낮아졌을 때 출력은 몇 [eqn: LEFT [ kW RIGHT ]]가 되는가? 단, 수구 개도는 일정하고 효율의 변화는 무시하기로 한다.

㈎. 6,650          ㈏. 6,755         ㈐. 6,850          ㈑. 6,945

☞ [eqn: P] = [eqn: LEFT ( {47.5} over {50} RIGHT ) ^{{3} over {2}} TIMES 7,500] = [eqn: 6,945]

문제 36❳ 수력 발전 설비에서 흡출관을 사용하는 목적은?

㈎. 압력을 줄이기 위하여

㈏. 속도 변동률을 줄이기 위하여

㈐. 물의 유선을 일정하게 하기 위하여

㈑. 낙차를 늘리기 위하여

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문제 37❳ 흡출관이 필요하지 않는 수차는?

㈎. 펠톤 수차                         ㈏. 프란시스 수차

㈐. 카플란 수차                       ㈑. 사류 수차

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문제 38❳ 카플란 수차에서 없으면 안 될 것은?

㈎. 백워터 브레이크                  ㈏. 디플렉터

㈐. 흡출관                           ㈑. 수압 조정기

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문제 39❳ 부하 변동이 있을 경우 수차(또는 증기 터빈) 입구의 밸브를 조작하는 기계식 조속기의 각 부의 동작 순서는?

㈎. 평속기 [eqn: ->] 복원 기구 [eqn: ->] 배압 밸브 [eqn: ->] 서보 전동기

㈏. 배압 밸브 [eqn: ->] 평속기 [eqn: ->] 서보 전동기 [eqn: ->] 복원 기구

㈐. 평속기 [eqn: ->] 배압 밸브 [eqn: ->] 서보 전동기 [eqn: ->] 복원 기구

㈑. 평속기 [eqn: ->] 배압 밸브 [eqn: ->] 복원 기구 [eqn: ->] 서보 전동기

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문제 40❳ 수차 발전기가 난조를 일으키는 원인은?

㈎. 발전기의 관성 모멘트가 크다.

㈏. 발전기의 자극에 제동 권선이 있다.

㈐. 수차의 속도 변동률이 적다.

㈑. 수차 조속기가 예민하다.

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문제 41❳ 수차의 조속기가 너무 예민하면?

㈎. 탈조를 일으키게 된다.             ㈏. 수압 상승률이 크게 된다.

㈐. 속도 변동률이 작게 된다.          ㈑. 전압 변동이 작게 된다.

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문제 42❳ 수력 발전소의 수차 발전기를 정지시키고자 다음과 같이 조작하였다. 동작 순서가 옳은 것은?

① 주변(main valve)을 닫음과 동시에 제수문을 닫는다.

② 여자기의 여자 전압을 내려 발전기의 전압을 내린다.

③ 주개폐기를 열어 무부하로 한다.

④ 조속기의 유압 조정 장치를 핸들에 옮겨 니들 밸브 또는 가이드 변을 닫아 수차를 정지시키고 곧 주변을 닫는다.

㈎. ① - ② - ③ - ④               ㈏. ④ - ③ - ② - ①

㈐. ② - ④ - ① - ③               ㈑. ③ - ② - ④ - ①

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