개념 한 쪽
평형 3상 회로에서 같은 임피던스를 Δ결선에서 Y결선으로 바꾸면 전압은 1/√3배, 소비전력은 1/3배가 된다. Δ결선의 선전류는 상전류의 √3배이다. 선간전압·선전류·역률로 3상 소비전력을 구하는 계산도 묻는다.
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출제기준 단원 「평형 3상 회로」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| Y결선 상전류·선전류 관계 | 1 | Y결선에서 상전류와 선전류가 어떤 관계인지 |
| Y·Δ결선 선전류 계산 | 1 | 상전압과 부하 임피던스로 Y·Δ결선의 선전류 구하기 |
| 선간전압·선전류·역률 소비전력 계산 | 1 | 선간전압, 선전류, 역률로 3상 소비전력 계산 |
2016년 CBT 전환 이전 시험에도 나왔습니다(2009년 3회 · 2010년 2회 · 2012년 4회).
평형 3상 회로는 세 상의 전압·전류 크기가 같고 위상이 120°씩 다른 회로이다. 같은 임피던스를 Δ에서 Y로 다시 결선하면 각 상에 걸리는 전압이 1/√3배로 줄어 소비전력은 그 제곱인 1/3배가 된다.
Y결선에서는 선전류와 상전류가 같다. 상전압 200V, 1상 임피던스 Z = 8 + j6Ω이면 임피던스 크기가 10Ω이므로 선전류는 20A이다.
Δ결선에서는 선간전압과 상전압이 같고 선전류가 상전류의 √3배이다. 상전압 200V, Z = 6 + j8Ω이면 상전류는 20A이고 선전류는 20√3A이다.
Δ결선에서 상전류가 150V ÷ |9 + j12| = 10A이면 선전류는 10√3A이다. Δ결선의 선전류는 상전류보다 30° 뒤지고, 상전류는 선전류보다 30° 앞선다.
3상 소비전력은 P = √3×선간전압×선전류×역률로 구한다. 선간전압 13,200V, 선전류 800A, 역률 0.8이면 약 14.63MW다.
상전압 200V, Z = 3 + j4Ω인 Δ결선에서 상전류는 200 ÷ 5 = 40A이고, 선전류는 40√3 ≈ 69.3A이다.
상전압 150V, Z = 9 + j12Ω인 Δ결선에서 상전류는 10A이고, 선전류는 10√3A이다.
④ 전력 계산형 — P=√3×선간전압×선전류×역률이다. 13,200V·800A·0.8이면 약 14.63MW다.
2009년 3회전원과 부하가 다같이 결선된 3상 평형 회로가 있다. 상 전압이 200[V], 부하 임피던스 인 경우 선전류는 몇 인가?
정답 ① · 정답 근거: Y결선 평형회로에서 선전류=상전류이며, Z==10[Ω]이므로 선전류 IL=Vp/Z=200/10=20[A]. 오답 소거: 20/, 20, 10A는 Y결선의 전압-전류 관계를 잘못 적용한 값이다.
Y결선에서는 선전류와 상전류가 같으므로, 상전압 200V를 임피던스 크기 10Ω으로 나눈 20A가 정답이다.
2012년 4회평상 3상 Y결선에서 상전류 Ip와 선전류 Il과의 관계는?
정답 ③ · Y(성형)결선에서는 각 상의 전류가 그대로 선로로 흐르므로 선전류와 상전류는 같습니다: . 다만 전압은 두 상전압의 벡터차이가 되어 가 됩니다.
Y결선은 상전류가 그대로 선로로 흐르므로 Il=Ip이고, 전압만 Vl=√3Vp가 된다.
2010년 2회선간전압이 13200V, 선전류가 800A, 역률 80% 부하의 소비전력은?
정답 ③ · 3상 전력 공식은 입니다. 선간전압 , 선전류 , 역률 을 대입하면 가 됩니다.
3상 유효전력 P=√3·V·I·cosθ=1.732×13200×800×0.8≈14632kW → ③
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