교류전력과 3상 교류회로

AC Power & Three-Phase

건축 수전은 대부분 3상 교류로 들어와요. 유효·무효·피상전력이 부하와 역률을 설명해요. 역률이 낮으면 같은 일을 해도 전류가 커져 변압기·간선 용량을 낭비해요. Y 결선은 선간전압이 상전압의 √3배, 델타 결선은 선간=상전압이 기본 관계예요. 역률과 결선 방식을 바꿔 전력 삼각형과 전압 관계를 확인해 봐요.

전력과 3상의 역할

📐 건축 수전에서 보는 전력

①유효전력 P: 실제 일로 바뀌는 전력 [kW] (펌프·조명 등)

②무효전력 Q: 자계·전계에 왕복하는 전력 [kvar]

③피상전력 S: 설비 용량의 기준 [kVA], S=√(P²+Q²)

④3상은 단상보다 동일 전력에서 도체 전류·동량이 유리하다

역률 슬라이더와 Y·Δ 토글

역률 cosφ0.85

💡 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

④역률↑ → Q↓, 같은 P에 필요한 S·전류가 줄어 수전 용량이 여유로워진다

핵심 공식

단상 전력

P = V I cosφ

유효전력, cosφ = 역률

3상 전력

P = √3 V_L I_L cosφ

선간전압·선전류 기준

Y 결선 전압

V_L = √3 V_ph

Δ 결선에서는 V_L = V_ph

시험 포인트

🎯 시험 포인트

①P·Q·S 전력 삼각형, cosφ=P/S

②3상 P=√3 V_L I_L cosφ

③Y: V_L=√3 V_ph, I_L=I_ph

④Δ: V_L=V_ph, I_L=√3 I_ph · 역률개선은 Q 보상

📝 대표 기출 유형

①역률·피상전력으로 유효·무효 분리

②Y·Δ 전압·전류 관계 변환

③3상 전력·선전류 계산(수전 용량)