전압비 a인 단상변압기 3대를 1차 △결선, 2차 Y결선으로 하고 1차에 선간전압 V(V)를 가했을 때 무부하 2차 선간전압(V)은?
정답과 해설 보기
정답 ③ · 권수비(전압비)가 인 단상변압기의 1차/2차 상전압비는 입니다. 1차 △결선이므로 각 변압기의 1차 상전압 = 선간전압 입니다.
1차 △는 상전압=선간전압이고 2차 Y는 선간=√3×상전압이므로 √3·V/a이다.
개념 한 쪽
전기산업기사 단상변압기의 3상 결선 — V결선 출력 √3P·이용률 86.6%·△결선 대비 57.7%
단상변압기로 3상을 만드는 결선 문항은 숫자 세 개로 정리된다 — V결선 출력은 1대 용량의 √3배, 설비 기준 이용률은 86.6%, △결선과 견준 출력비는 57.7%. 여기에 △-△의 성질과 V결선 승압기의 전압 계산이 더해진다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「단상변압기의 3상 결선」의 공개 문제 14개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| V결선 출력 계산 | 4 | √3 × 1대 용량(50√3·173kVA)과 2뱅크 확장(3460kVA) |
| 이용률·△ 복귀 | 3 | 이용률 86.6% 선정과 V 출력에서 1대 용량 역산 후 △(173.2kVA) |
| V결선 승압기 전압 | 2 | E₂ = E₁(1+e₂/e₁) 대입(6510V) |
| △-△ 성질·결선 분류 | 2 | 틀린 설명(상전압 1/√3)과 3상3선 결선 아닌 것(T 결선) |
| 전압비·부하 응용 | 3 | △-Y 선간전압 √3V/a·병렬 권수비(10)·V결선으로 전동기 급전 시 1대 용량 |
가장 자주 묻는 것은 V결선 출력 계산입니다.
뜻
3상 3선식 변압기 결선은 △결선, Y결선, V결선으로 분류한다(T·스코트 결선은 3상-2상 변환용이라 여기 속하지 않는다). 단상변압기 2대를 V자로 걸어 3상을 얻는 것이 V결선이다 — △결선 3대 중 1대가 고장 났을 때 남은 2대로 임시 운전을 이어가는 용도가 대표적이다.
V결선의 출력·이용률은 세 값이 한 세트다. 출력은 변압기 1대 용량의 √3배 — 100kVA 3대 △결선에서 1대 고장 후 V결선이면 √3 × 100 ≈ 173kVA, 50kVA면 50√3kVA, 1000kVA 4대를 2뱅크 V결선으로 돌리면 2 × √3 × 1000 ≈ 3460kVA다. 설치 용량(2대) 기준 이용률은 √3P/2P = 86.6%이고, △결선(3대) 출력과 견주면 √3P/3P = 57.7%로 떨어진다 — 이용률과 출력비를 바꿔 놓은 보기가 오답의 단골이다. 거꾸로 V결선 2대가 100kVA까지 배전한다면 1대 용량은 100/√3 ≈ 57.7kVA이고, 여기에 같은 1대를 더해 △결선 3대가 되면 3 × 57.7 ≈ 173.2kVA까지 늘어난다.
V결선 승압기의 전압은 E₂ = E₁(1 + e₂/e₁)로 잰다 — 6300V 전원에 1차 6600V·2차 220V 단상변압기 2대를 V결선하면 6300 × (1 + 220/6600) ≈ 6510V다.
△-△결선의 성질도 묻는다 — 상전압과 선간전압이 같아(1/√3 관계는 Y결선) 권수비가 곧 선간전압비가 되지만 중성점 접지는 불가능하고, 제3고조파 순환전류가 결선 내부에만 흘러 통신장애 염려가 없으며, 1대 고장 시 V결선으로 운전을 계속할 수 있다. 전압비 계산은 결선에 √3를 곱해 이동한다 — 1차 △·2차 Y면 2차 선간전압은 √3 × (V/a)이고, △-Y 군과 Y-△ 군을 병렬로 쓰려면 등가 선간 권수비를 맞춰야 해서 A 군 권수비 30에 대해 B 군은 10이 필요하다.
공식 교재로 짚기
학습목표: 단상·2상(스코트·V결선)·3상 변압기의 구별과 용도를 설명할 수 있다.
스코트변압기(3상→2개의 단상)와 V결선 변압 기(2개의 단상→3상)가 있다.
NCS 학습모듈 1901050103 변압기 설계 · 5-2. 변압기 분류
예제
① V결선 출력 — 100kVA 1대 기준: √3 × 100 ≈ 173kVA(△ 300kVA 대비 57.7%). ② 이용률 — √3P/2P = 86.6%. ③ 승압기 — 6300 × (1 + 220/6600) ≈ 6510V.
대표 기출 3문항
동일한 용량 2대의 단상 변압기를 V결선하여 3상으로 운전하고 있다. 단상 변압기 2대의 용량에 대한 3상 V 결선시 변압기 용량의 비인 변압기 이용률은 약 몇 % 인가?
- 57.7
- 70.7
- 80.1
- 86.6
정답과 해설 보기
정답 ④ · V결선(2대 단상 변압기로 3상 운전)의 이용률은 설치된 변압기 용량 대비 실제 3상 출력의 비로 , 즉 약 86.6%입니다. 반면 출력비(결선 대비)는 로 다른 값이니 혼동하지 말아야 합니다.
V결선 이용률은 √3/2≈86.6%, Δ결선 대비 출력비는 1/√3≈57.7%로 구분한다.
용량이 50kVA인 단상 변압기 3대를 △결선하여 3상으로 운전하는 중 1대의 변압기에 고장이 발생하였다. 나머지 2대의 변압기를 이용하여 3상 V결선으로 운전하는 경우 최대 출력은 몇 kVA 인가?
- 30√3
- 50√3
- 100√3
- 200√3
정답과 해설 보기
정답 ② · 단상 변압기 3대로 △결선 운전 중 1대가 고장나면 나머지 2대로 V결선 운전을 하게 된다. V결선의 최대 출력은 변압기 1대 용량의 배이다: 따라서 정답은 이다.
V결선 최대출력은 변압기 1대 용량의 √3배: √3×50=50√3 kVA.
자주 묻는 물음
- V결선의 최대 출력은?
- 변압기 1대 용량의 √3배입니다. 100kVA 1대 기준 약 173kVA입니다.
- V결선의 이용률과 △결선 대비 출력비는?
- 이용률(설치 2대 기준)은 √3/2 ≈ 86.6%, △결선 출력 대비로는 √3/3 ≈ 57.7%입니다. 두 값이 바뀐 보기가 오답으로 나옵니다.
- △-△결선에 대한 설명 중 틀린 것은?
- "상전압이 선간전압의 1/√3배"입니다. △결선은 두 값이 같고, 1/√3 관계는 Y결선의 성질입니다.
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
전기산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.