3상 전력 계산

개요

3상 전력은 전 세계적으로 AC 발전, 송전, 배전의 표준 방법입니다. 단상 시스템과 비교하여 3상은 일정한 순시 전력(제로 크로싱 없음)을 전달하고, 동일한 전력 전송에 더 적은 도체 재료가 필요하며, 자체 시동 모터를 가능하게 합니다. 이는 산업, 상업, 유틸리티 규모 전기 시스템의 중추입니다.

3상 시스템은 120° 오프셋된 세 개의 전압 파형을 사용합니다. 성형(와이) 또는 델타 구성으로 연결될 수 있으며, 각각 고유한 전압 및 전류 관계가 있습니다.

주요 공식

유효(유효) 전력

평형 3상 시스템이 전달하는 총 유효 전력:

$P = \sqrt{3}\; V_{L}\; I_{L}\; \cos\phi$

여기서 $V_L$과 $I_L$은 각각 선간 전압과 선 전류이고, $\phi$는 전압과 전류 사이의 위상각입니다.

피상 전력

$S = \sqrt{3}\; V_{L}\; I_{L}$

무효 전력

$Q = \sqrt{3}\; V_{L}\; I_{L}\; \sin\phi$

역률 관계

$\cos\phi = \frac{P}{S}$

상당 등가

성형(와이) 연결 부하의 경우:

$P_{phase} = V_{phase}\; I_{phase}\; \cos\phi$

$V_L = \sqrt{3}\; V_{phase}$ 및 $I_L = I_{phase}$.

알려진 전력으로부터의 전류

$I_L = \frac{P}{\sqrt{3}\; V_L\; \cos\phi}$

변수

성형 vs 델타 연결

일반적인 시스템 전압

일반적인 역률 값

계산기 — 3상 유효 전력

계산기 — 전력으로부터의 선 전류

제동 마력

모터 축 출력은 종종 제동 마력으로 표현됩니다. 전기 입력 전력은 기계적 출력과 비교하기 전에 역률과 모터 효율 모두에 대해 보정되어야 합니다.

복원된 원본 소스 표

다음 표는 완전한 참조 데이터를 보존하기 위해 원본 소스 페이지에서 복원되었습니다.

3상 역률

공학 참고 사항

• 일정한 전력 전송: 단상과 달리 3상은 맥동하지 않는 순시 전력을 전달하여 모터의 진동을 줄이고 더 작은 플라이휠 질량을 허용합니다.
• 평형 부하가 중요합니다: 위 공식은 평형 조건(3상 모두 동일한 임피던스)을 가정합니다. 불평형 시스템은 대칭 성분 분석이 필요합니다.
• 역률 보정: 유틸리티는 종종 낮은 역률에 패널티를 부과합니다. 부하 또는 배전반의 커패시터 뱅크는 플랜트 역률을 1에 가깝게 높여 전류 소모와 손실을 줄일 수 있습니다.
• 중성선 도체 크기 결정: 비선형 부하(예: 스위칭 전원 공급 장치)가 있는 성형 연결 시스템에서 3차 고조파 전류가 중성선에 합산됩니다. 중성선 도체는 상 도체 용량 이상으로 정격되어야 할 수 있습니다.
• 모터 기동 전류: 유도 모터는 직입 기동 중 정격 전류의 5–8배를 소모합니다. 소프트 스타터 또는 가변 주파수 드라이브는 이 돌입 전류를 제한하고 부분 부하에서 역률 최적화도 가능하게 합니다.
• 와이어 크기 결정 및 감소: 3상 회로를 설계할 때 도체 크기 결정, 주변 온도 감소, 단락 보호에 대해 항상 해당 NEC/IEC 표준을 적용하세요.

참고 자료

• 원본 소스 — Engineering ToolBox: 3상 전력