전력공학~전주 이야기니까... 대부분 3상이 많이 나오네. √3의 이유

전력공학은 simple하게 말하면, 전주(전봇대) 이야기다.

신재생을 하고 있는 작금 전봇대 이야기는 빼 놓을 수 없다. 태양광의 경우 용량의 한계로 인해 가공전선을 많이 사용하고, 우리 회사가 또 추진하고 있는 수소연료전지 같은 경우 지중전선을 많이 이용한다.

변전소 곁이면 모르겠으나 그 큰 용량을 22.9kv로 가는 것도 한계가 있고, 일반 배선을 발전소를 위해 굳이 만드는 것도 한전에 부담이 가기 때문이다. 여기다 민원문제를 생각한다면, 말이 많아 지기 때문에 지중전선을 사용하는데, 이 지중전선 방식에는 직매식, 관로식, 전력구식(암거식, 공동구식) 등이 있는데, 대부분 증설을 잘 안하기 때문에 직매식을 많이 사용 할 것으로 생각된다. 가격도 싸고.

가공전선은 대부분 3상을 많이 쓴다. 그 이유는

21. 3상 전력의 공식은 왜 √3 배인가? : 네이버 블로그 (naver.com)

21. 3상 전력의 공식은 왜 √3 배인가?

21. 3상 전력의 공식은 왜 √3 배인가? 3상 전력의 공식(3상 전력 공식의 도출) 3상 전력의 공식은 다음의 ...

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단상과 달리 3상은 위상각의 차이가 있어 그만큼 효율적으로 전력을 이용 할 수 있기 때문이다. 예를 들어 와이결선의 경우 전류는 일정하고 상전압 = 선간전압 / √3의 관계를 가진다.

즉, 이 말은 더 적은 전압으로 멀리 전달 할 때는 더 큰 전압으로 보낼 수 있다 해석 할 수 있다.

단상이

이런 주파수의 형태를 띄고 있다면, 3상은

이런 형태의 주파수를 띄고 있다.(물론 3상이니만큼 한상(선) 더 추가 되어야 한다.)

이 그림만 봐도, 한번에 하나를 날리는 것보다는 한번에 √3의 힘이 들더라도 3개를 보내는 것이 더 효율적이다. 3상의 이 주파수 차이가 120도 인데, 이 위상 차를 상전압 = 선간전압 / √3으로 나타냈다.

물론 델타결선이라고 삼각형 처럼 생긴 애가 있는데, 이 경우 반대로 선간전압 = 상전압이고, 전류에 √3 차이를 나타낸다.

아니, 왜 선로정수, 코로나 현상, 송전특성, 퍼센트임피던스, 고장계산 얘기는 안하고 3상 이야기만 주구장창 하는데요?

전봇대 이야기는 3상이 주를 이루고 있다.

그리하야 이 기본적인 내용을 알고 공부하면 헷갈리지 않고 공부 할 수 있다.

예를 들어?

3상의 전력손실 공식은? p=2*I^2R이요... 이 것은 단상이고, 3상은 p=3*I^2R이다.

상이 3개니까... 근디 I는 3상에서 얼마일까? I=P/V요!... 3상이라니까... I=P/√3V(선간전압) 이고, 이를 전력손실 공식에 넣으면, 참 여러가지 나온다. 참고로 코사인이 첨가 되어야 하는데,

코사인은 역률을 의미한다.

그리고 사인 / 코사인 = 탄젠트 이 관계를 알면 좋다.

여튼 이 말고도, 퍼센트 임피던스나 리엑턴스에도 이 내용이 나오는데,

문제에 전압에 별 언급이 없다면, 공식에 이용시 기존 전압을 √3으로 나눠야 정격전압이 나온다. 그것말고도 3상 차단기 용량 설정 할 때도 √3*정격전압*정격차단전류=3상 차단기 용량 이 공식이 나오는데, 이에 대한 설명은 '왜 √3배인가?' 에서 설명이 잘 되 있으니 참고바란다.