전기공사산업기사 3상 전력 — 2전력계법과 선전류

2전력계법은 3상 3선식 회로의 전력을 전력계 두 개로 측정하는 방법이다. 두 전력계의 지시값을 대수합으로 더한 값이 전 전력이 되므로 P=W₁+W₂로 계산한다. 지시값이 500W와 300W이면 전 전력은 800W로 구한다. 역률에 따라 한쪽 지시가 작아지고, 역률이 0.5보다 낮으면 한쪽이 음수인 역지시가 되기도 한다.

유도전동기의 유입 선전류는 출력과 입력을 구분하는 데서 출발한다. 출력을 1HP=746W로 환산한 뒤 효율로 나누어 입력 전력을 구한다. 이어서 3상 입력 공식 P=√3×선간전압×선전류×역률에 대입해 선전류를 계산한다. 출력 10HP인 전동기가 선간전압 200V 환경에서 효율 90%와 역률 85%로 운전될 때 출력은 7,460W이고 입력은 약 8,289W이며 선전류는 약 28A가 된다. 효율을 곱하거나 √3과 역률을 빠뜨리면 다른 값으로 어긋난다.

Y결선에서는 선간전압을 상전압의 √3배로 계산하고 선전류는 상전류와 같은 값으로 처리한다. Δ결선에서는 선간전압을 상전압과 같은 값으로 보고 선전류를 상전류의 √3배로 계산한다. Y결선에서 상전압이 100V이면 선간전압은 약 173V가 된다. Δ결선에서 임피던스가 3+j4Ω이고 선간전압이 100V이면 임피던스 크기는 5Ω이며 상전류는 20A이고 선전류는 약 34.64A로 구한다.

평형 3상 부하를 등가 Y회로로 바꾸면 한 상의 저항을 P=3I²R로 구할 수 있다. 선전류가 20A이고 소비전력이 4kW이면 R=4000÷(3×20²)로 계산하여 약 3.3Ω을 얻는다. 이 유형은 선간전압과 역률이 없어도 전류와 전력만으로 풀린다.

대칭 다상 교류의 회전자계는 대칭 조건이면 원형이 되고 각속도도 일정하다. 대칭 2상은 위상차가 90°이고 대칭 3상은 120°이며, 어느 두 코일의 상순을 바꾸면 회전 방향이 역전된다. 두 코일의 전류 크기가 다르거나 위상차가 직각이 아니면 비대칭이 되어 타원형 회전자계가 나타난다. 환상결선에서는 선전류를 2×상전류×sin(180°/m)로 구하고, 6상이면 계수가 1이 되어 선전류와 상전류가 120A로 같아진다.