3상 전력 계산기

3상 전력 계산기는 평형 AC 시스템의 3상 전력, 선전류 또는 선간 전압을 계산합니다. 구하려는 수량을 선택하고 알려진 값과 역률을 입력하면 결과와 함께 유효 전력(kW), 피상 전력(kVA), 무효 전력(kVAR)을 포함한 전체 전력 상세 분석, 정비율 전력 삼각형, Y 및 델타 위상값, 애니메이션 3상 파형, 권장 동선 굵기 및 차단기 용량을 제공합니다.

3상 전력 공식

선간 전압(V_LL)과 선전류(I_L)로 지정된 평형 3상 부하의 경우 세 가지 전력 수량은 다음과 같습니다:

여기서 PF는 역률(0과 1 사이)이고 √3 ≈ 1.732입니다. 처음 두 공식을 변형하면 전류 I_L = P / (√3 × V_LL × PF) 또는 전압 V_LL = P / (√3 × I_L × PF)를 구할 수 있습니다.

계산 예시: 400 V에서 10 kW 모터

선간 전압 400 V, 역률 0.9에서 10 kW의 유효 전력을 전달하는 3상 모터의 경우:

피상 전력은 10 / 0.9 = 11.1 kVA이고, 무효 전력은 √(11.1² − 10²) ≈ 4.8 kVAR입니다. 3개의 선 각각에 약 16 A가 흐르므로 회로에는 일반적인 연속 부하 여유율을 고려하여 해당 전류에 맞는 도선과 차단기가 필요합니다.

전력 삼각형

유효 전력(P), 무효 전력(Q), 피상 전력(S)은 직각삼각형을 형성합니다. 유효 전력은 밑변, 무효 전력은 높이, 피상 전력은 빗변입니다. P와 S 사이의 각도는 φ이며 역률은 이 각도의 코사인 값입니다: PF = cos(φ) = P / S. 역률이 1.0이면 삼각형이 평평한 직선으로 축소되며(무효 전력 없음), 역률이 낮아지면 각도가 벌어지고 유용한 일을 하지 않고 순환하는 무효 전력이 증가합니다.

Y(스타) 결선 vs 델타 결선

3상 부하는 두 가지 방식 중 하나로 결선되며, 각 결선은 선간 수량과 권선별(위상) 수량을 서로 다르게 연결합니다:

Y 결선에서 선간 전압은 위상 전압의 √3배인 반면, 선전류와 위상 전류는 같습니다. 델타 결선에서는 선간 전압과 위상 전압이 같은 반면, 선전류는 위상 전류의 √3배입니다. 중요한 점은 두 방식 모두 전체 전력이 동일하다는 것이며, 권선당 전압과 전류만 달라지므로 모터 권선 및 변압기 탭의 크기를 산정할 때 고려됩니다.

kW vs kVA vs kVAR

3상 전류 도표 (역률 = 0.9)

주어진 유효 전력 및 선간 전압에 대한 상당 대략적인 선전류:

3상 전력에서 √3을 사용하는 이유

평형 3상 시스템에서 3개의 선간 전압은 120° 위상차가 나는 위상 전압의 벡터 차이이므로 각 선간 전압은 위상 전압의 √3배(약 1.732배)가 됩니다. 엔지니어가 실제로 측정하는 선간 수량(선간 전압 및 선전류)으로 총전력을 산출할 때 이 √3 계수가 나타납니다. 부하가 3개의 도선에 분산되기 때문에 각 선에는 동일한 전력의 단상 회로보다 적은 전류가 흐릅니다. 따라서 3상 배전은 구리를 적게 사용하고 더 원활한 전력을 공급하므로 산업 및 상업 시설에서 주로 사용됩니다.

이 계산기 사용 방법

1. 계산할 항목 선택: 전력, 선전류 또는 선간 전압을 선택합니다. 양식에는 구하려는 항목에 필요한 입력란만 표시됩니다.
2. 알려진 값 입력: 이미 알고 있는 두 가지 수량을 입력합니다. 전력을 입력할 때는 단위(kW, W, kVA, VA 또는 hp)를 선택합니다.
3. 역률 입력: 일반적인 혼합 부하는 약 0.9, 모터는 0.8~0.85, 히터와 같은 순수 저항 부하는 1.0을 입력합니다.
4. 계산하기 클릭: 결과, 전체 전력 삼각형, Y 및 델타 위상값, 권장 전선 굵기 및 차단기 용량을 확인합니다.

자주 묻는 질문

3상 전력의 공식은 무엇인가요?

선간 전압을 사용하는 평형 3상 시스템에서 유효 전력은 P = √3 × 선간 전압 × 선전류 × 역률(P = 1.732 × V × I × PF)입니다. 피상 전력은 S = 1.732 × V × I 이며, 무효 전력은 Q = √(S² − P²)입니다.

전력으로부터 3상 전류를 어떻게 계산하나요?

전력 공식을 변형하여 전류를 구합니다: I = P / (√3 × 선간 전압 × 역률), 또는 kVA 단위의 피상 전력을 이미 알고 있는 경우 I = S / (1.732 × V) 입니다.

3상 전력에서 루트 3을 사용하는 이유는 무엇인가요?

평형 3상 시스템에서 선간 전압은 위상 전압의 루트 3배(약 1.732배)입니다. 3개의 모든 상에서 공급되는 전력을 합산하고 선간 수량으로 표현하면 1.732 계수가 나타납니다.

3상에서 kW와 kVA의 차이점은 무엇인가요?

kW는 유효 전력으로, 실제 유용한 일을 하는 전력입니다. kVA는 피상 전력으로, 회로가 전달하는 총 전력입니다. 두 값은 역률로 연결됩니다: kW = kVA × 역률. 차이점은 일을 하지 않고 순환하는 무효 전력(kVAR)입니다.

Y(스타) 결선과 델타 결선의 차이점은 무엇인가요?

Y(스타) 결선에서는 선간 전압이 위상 전압의 √3배인 반면 선전류와 위상 전류는 같습니다. 델타 결선에서는 선간 전압과 위상 전압이 같은 반면 선전류는 위상 전류의 √3배입니다. 총전력은 두 결선 방식 모두 동일합니다.

400 V에서 10 kW 3상 부하는 몇 암페어인가요?

역률이 0.9일 때 피상 전력은 10 / 0.9 = 11.1 kVA이므로, 선전류는 선당 11111 / (1.732 × 400) = 16.0 A입니다.

추가 자료

• 3상 전력 - 위키백과
• 교류 전력 (유효, 무효, 피상) - 위키백과
• 역률 - 위키백과