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건축설비기사 전기소방설비 · 교류전력과 3상 교류회로

AC Power & Three-Phase

건축 수전은 대부분 3상 교류로 들어오며, 실제 일을 하는 유효전력, 자계와 전계를 오가는 무효전력, 설비 용량의 기준인 피상전력이 전력 삼각형을 이루고 cosφ = P/S가 역률이다. 역률이 낮으면 같은 일을 하는 데 전류가 커져 변압기와 간선 용량이 낭비되고, Y 결선은 선간전압이 상전압의 √3배, Δ 결선은 선간전압과 상전압이 같다. 그림 왼쪽은 피상전력 100 kVA 기준의 전력 삼각형, 오른쪽은 고른 결선의 선간 · 상전압 관계예요. 역률 슬라이더를 옮기면 삼각형 모양이 바뀌고, Y · Δ 버튼으로 결선을 바꾸면 전압 · 전류 관계가 다시 적혀요.

전력과 3상의 역할

📐 건축 수전에서 보는 전력
①유효전력 P는 실제 일로 바뀌는 전력이다 [kW] (펌프 · 조명 등)
②무효전력 Q는 자계 · 전계를 오가는 전력이다 [kvar]
③피상전력 S는 설비 용량의 기준이며, S = √(P² + Q²) [kVA]예요
④3상은 같은 전력을 보낼 때 단상보다 도체 전류와 동량이 적게 든다

역률 슬라이더와 Y · Δ 전환

0.85
💡 관찰
①S = 100 kVA 기준 P ≈ 85 kW, Q ≈ 53 kvar
②Y 결선: V_L=380 V, V_ph≈219 V
③전류 관계: I_L = I_ph
④역률을 올리면 Q가 줄고, 같은 P에 필요한 S와 전류가 줄어 수전 용량에 여유가 생겨요

핵심 공식

단상 전력
P = V I cosφ
유효전력, cosφ = 역률
3상 전력
P = √3 VL IL cosφ
선간전압 · 선전류 기준
Y 결선 전압
VL = √3 Vph
Δ 결선에서는 VL = Vph

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①전력 삼각형 P · Q · S와 역률 cosφ = P/S
②3상 전력 P = √3 V_L I_L cosφ
③Y: V_L=√3 V_ph, I_L=I_ph
④Δ 결선은 V_L = V_ph, I_L = √3 I_ph이고, 역률 개선은 Q를 보상하는 일이다
📝 대표 기출 유형
①역률과 피상전력으로 유효 · 무효전력 나누기
②Y · Δ 결선의 전압 · 전류 관계
③3상 전력과 선전류 계산(수전 용량)
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