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전기산업기사 역상분 — 대칭좌표법 세 성분의 정의와 복원식

역상분 세트는 정상분·역상분·영상분의 정의 매칭, b상 복원 공식, 영상분의 존재 조건을 묻는다.

2026-10-22 기준 · 전기산업기사 대시보드

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시험에 이렇게 나온다

출제기준 단원 「역상분」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.

묻는 꼴문제 수무엇을 묻나
공통 성분 용어 선택1각 상에 공통인 성분의 이름을 고른다
세 상 동일 성분 고르기1크기·위상이 같은 성분을 고른다
b상 대칭분 복원식1Ib를 I0·I1·I2와 연산자로 쓴다

뜻

대칭좌표법은 불평형 3상을 세 균형 성분으로 나눈다 — 정상분은 a→b→c 순서로 120°씩 어긋난 정회전 성분, 역상분은 그 반대 방향으로 120°씩 어긋난 역회전 성분, 영상분은 세 상에 크기도 위상도 똑같이 들어 있는 공통 성분이다. '각 상에 공통인 성분'을 묻는 문제의 답은 언제나 영상분이고 — 정상분·역상분은 상마다 120°씩 어긋나 있어 공통일 수 없으며, '공통분'이라는 용어는 대칭좌표법에 존재하지 않는다.

영상분은 합의 평균이고 귀환 경로가 필요하다 — I₀=(Ia+Ib+Ic)/3로, 연산자 없이 세 상 전류를 더해 3으로 나눈 값이다(예: Ia=15+j2, Ib=−20−j14, Ic=−3+j10A면 합 −8−j2를 3으로 나눠 −2.67−j0.67A). 세 상이 같은 위상이라 합이 상쇄되지 않으므로 중성선·접지점을 통해서만 돌아온다 — 그래서 접지식 회로에는 영상분이 존재하고, 비접지 3선식 Y부하는 돌아갈 길이 없어 키르히호프 전류법칙상 Ia+Ib+Ic=0이 항상 성립해 I₀=0이다. '접지 있음→영상분 있음, 비접지 3선식→없음'으로 뒤집어 외운다.

복원 공식은 연산자 a의 배치로 외운다 — a=1∠120°(곱하면 위상이 120° 앞으로)라 하면 Ia=I0+I1+I2, Ib=I0+a²I1+aI2, Ic=I0+aI1+a²I2다. b상은 a상보다 120° 늦으므로 같은 방향으로 도는 정상분에 a²(−120° 회전), 반대로 도는 역상분에 a가 붙고, c상은 그 반대다. 거꾸로 분해할 때는 1/3이 곱해진다 — 정상분 I1=(Ia+aIb+a²Ic)/3, 역상분 I2=(Ia+a²Ib+aIc)/3이니 '정상 a·a², 역상 a²·a'로 구분한다.

발전기 기본식이 세트를 닫는다 — 균형 3상 기전력은 정상분에만 존재하므로 V1=Ea−Z1I1이고 기전력이 없는 영상분·역상분은 내부 임피던스 강하만 남아 V0=−Z0I0, V2=−Z2I2다 — '정상만 Ea'를 골라내면 된다. 정상분 전압 계산은 V1=(Va+aVb+a²Vc)/3에 회전부터 적용한다 — Va=220V, Vb=200∠−140°V, Vc=220∠100°V면 aVb=200∠−20°, a²Vc=220∠−20°가 되어 V1≈217∠−13°V처럼 허수부가 음인 답이 나온다.

예제

① 영상분 — I0=(Ia+Ib+Ic)/3, 세 상의 산술평균. ② b상 복원 — Ib=I0+a²I1+aI2 (a=1∠120°).

대표 기출 3문항

대칭 좌표법에서 사용되는 용어 중 각상에 공통인 성분을 표시하는 것은?

  1. 영상분
  2. 정상분
  3. 역상분
  4. 공통분
정답과 해설 보기

정답 ① · 대칭좌표법에서 영상분(zero-sequence)은 각 상에 공통으로 존재하는 성분으로, V0=13(Va+Vb+Vc)V_0=\dfrac{1}{3}(V_a+V_b+V_c)로 정의된다. 오답 소거: 정상분은 상회전 방향과 동일한 성분(V1V_1), 역상분은 반대 방향 성분(V2V_2)이며 '공통분'이라는 용어는 존재하지 않는다.

각 상에 공통인 성분은 영상분으로 V₀=(Va+Vb+Vc)/3이며 지락사고 해석의 핵심이다.

대칭 좌표법에서 사용되는 용어 중 3상에 공통된 성분을 표시하는 것은?

  1. 공통분
  2. 정상분
  3. 역상분
  4. 영상분
정답과 해설 보기

정답 ④ · 대칭좌표법에서는 불평형 3상량을 정상분(I1I_1), 역상분(I2I_2), 영상분(I0I_0)으로 분해합니다. 이 중 영상분은 각 상에 크기와 위상이 모두 동일하게 존재하는 성분으로, 3상에 공통으로 나타납니다(중성선 또는 접지 전류와 관련).

대칭좌표법에서 3상에 크기·위상이 모두 같은 공통 성분은 영상분(I0)이다.

3상 대칭분 전류를 I0, I1, I2라 하고 선전류를 Ia, Ib, Ic라고 할 때 Ib는 어떻게 되는가?

  1. I0+I1+I2
  2. I0+a2I1+aI2
  3. I0+aI1+a2I2
  4. 1/3(I0+I1+I2
정답과 해설 보기

정답 ② · 대칭분(영상 I0I_0, 정상 I1I_1, 역상 I2I_2)으로부터 각 선전류를 복원하는 공식은 Ia=I0+I1+I2I_a=I_0+I_1+I_2, Ib=I0+a2I1+aI2I_b=I_0+a^2I_1+aI_2, Ic=I0+aI1+a2I2I_c=I_0+aI_1+a^2I_2 입니다(단, a=1∠120°a=1\angle120°). b상은 a상 기준으로 −120°-120°만큼 뒤처지므로 정상분에는 a2a^2, 역상분에는 aa를 곱합니다.

b상 복원 공식 Ib=I0+a²I1+aI2 (a=1∠120°), 정상분에 a²·역상분에 a.

자주 묻는 물음

세 상에 공통인 성분은?
영상분이다. 크기와 위상이 세 상 모두 같은 성분이고 지락 해석의 핵심이다.
비접지 3선식 Y부하의 영상전류는?
0이다. 돌아갈 경로가 없어 Ia+Ib+Ic=0이 항상 성립하기 때문이다.
b상 전류의 복원식은?
Ib=I0+a²I1+aI2이다. 정상분에 a², 역상분에 a가 붙는다.
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