3상4선식(380/220)과 3상3선식(220V)의 부하용량 계산법

질문: 3상4선식(380/220)과 3상3선식(220V)의 부하용량 계산법좀 알려주세요
3상4선식 380/220V  차단기 100A에 걸수 있는 단상부하용량과 3상3선식 220V 차단기 100A에 걸수 있는 단상부하용량은 얼마인가요?   3상4선식에서 부하용량은 P3=1.732*V*I=1.732*380*100=65,817W =66kW가 나오는데요 그러면 각상당 대략 22KW 정도 부하를 걸수가 있는걸로 생각됩니다 P3=3*E*I=3*220*100=66kW이므로  맞아떨어집니다.   3상3선식은 P=1.732*V*I=1.732*220*100=38,105W=38kW 가 나옵니다 그렇다면 3상3선식은  각상(R,S,T)당  몇 kW 정도 부하를 걸수가 있을까요? 3상3선식 220V 차단기 100A에 걸수 있는 단상부하용량은 얼마인가요? 쉽다고 생각했는데 쉬운문제가 아니더군요. 고수님의 가르침을 바랍니다..
답변: re: 3상4선식(380/220)과 3상3선식(220V)의 부하용량 계산법좀 알려주세요
우선 질문자님의 계산은 맞습니다. 3상3선식은  각상(R,S,T)당  몇 kW 정도 부하를 걸수가 있을까요? 우선 Y결선과 △결선시의 각각의 전압 및 전류특성을 확실하게 개념정리 할 필요가 있습니다. Y결선에서는 R, S, T로 구분하는 선을 상(phase)의 개념으로 보아도 무방합니다. (그러나 220V부하가 아닌 380V부하는 다른 차원인 선으로 해석해야 함)   하지만 △결선에서는 R, S, T로 구분하는 선을 상(Phase)의 개념으로 보면 곤란합니다. 즉 △결선에서는 R, S, T를 상이 아닌 선(line)의 개념으로 보셔야 합니다. 아래 Y결선 그림을 보면서 설명드려 보겠습니다. Y결선의 경우 부하"갑"에 연결된 전원은 A변압기에서 발생한 전압원입니다. 또한 B변압기와 C변압기에서 발생한 전압원은 부하"갑"이나 선R에 아무런 영향을 미치지 아니합니다. 따라서 선R-선N간에 연결된 부하"갑"에 흐르는 전류는 A변압기에 그대로 흐르게 됩니다. A변압기 전류는 R선의 전류와 같고 부하"갑"의 전류와도 같으므로 R선에 흐르는 전류를 상(Phase)의 의미로 해석할 수 있습니다.     다음은 △결선의 그림입니다.   △결선의 경우 부하"갑"에 연결된 전원은 A변압기에서 발생한 전압원과 B, C변압기가 직렬 연결된 벡터합 전압원이 병렬 연결되어 있습니다. 즉 B변압기와 C변압기에서 발생한 전압원은 부하"갑"이나 선R에 분명하게 영향을 미치고 있습니다. A변압기의 전압위상은 B, C변압기가 직렬 연결된 벡터합 전압원과 동상이기에 변압기 3대를 직렬 삼각형으로 묶어도 쇼트가 나지 않는 것입니다. 따라서 선R-선S간에 연결된 부하"갑"에 흐르는 전류는 A변압기에 2/3가 흐르며, B, C변압기에 1/3이 흐르게 됩니다. A변압기 전류는 R선의 전류와 같지 않고, 부하"갑"의 전류와도 같지 않습니다. 또한 위 그림에서 “갑”의 부하만 있고 “을”과 “병”이 없다면 R선의 전류는 부하“갑”의 전류와 같지만 부하“병”이 있을 때에는 달라집니다. 그런 경우 선R에는 부하“갑”의 전류와 부하“병”의 전류가 벡터합이 되어 흐릅니다. 그러므로 R선에 흐르는 전류를 상(Phase)의 의미로 해석할 수 없습니다. 3상3선식은  각상(R,S,T)당  몇 kW 정도 부하를 걸수가 있을까요? 라는 질문을 3상3선식은  각 상(R-S, S-T, T-R)당  몇 kW 정도 부하를 걸 수가 있을까요? 라고 해야 할 것입니다. 3개의 상에서 부하“갑” 1개만 연결할 경우에 선R과 선S에 최대 100A의 전류를 흘려야 하므로 220V × 100A = 22,000W입니다. 부하 “갑”, “을”, “병”을 각 상에 연결하여 선 R, S, T에 최대 100A의 전류를 흘려야 하고, 이때의 전류는 상전류가 아닌 선전류가 됩니다. 3개의 각 부하(평형부하)에 흐르는 상전류는 선전류의 1/√3 이므로 각 상당 부하전력은 220V × (100A / √3) = 약 12,701.7W입니다. 검산하여 볼까요? 12,701.7 × 3 = 약 38,105W 부하가 1상에만 있을 경우에 최대부하는 22,000W 이고, 부하가 3상 모두 있을 경우 각상별 최대부하는 약 12,702W입니다.   ※ 참고사항  구 분 전 압 전 류 비 고 Y결선 선간전압 = √3상전압 선전류 = 상전류   △결선 선간전압 = 상전압 선전류 = √3상전류

 

 

 

구분	전압	전류
Y결선	선간전압 = √3상전압	선전류 = 상전류
△결선	선간전압 = 상전압	선전류 = √3상전류