3상 변압기의 전력측정 예비보고서

I. 개요
3상에서 전력의 의미를 이해하고, 3상 변압기의 결선법에 대하여 알아본다. 변압기 극성 사이의 상관관계 및 왿�이결선과 델타결선의 상호변환 관계를 이해한다.

2. 관련이론
3상에서의 전력
3상 4선식은 그림1에 보인 것과 같이 3상 선로 3가닥과 배전용 변압기 2차측의 중성점에서 인출한 중성선로를 사용한다. 3상 부하는 중성선을 사용하지 않고 세 상선로를 통해 직접 운전되는데 평형일 경우 중성선에 전류가 흐르지 않으므로 3상 3선식과 이론적으로 동일한 동작을 한다. 일반적으로 3개 상에 분포된 단상부하가 모두 평형을 이루는 경우는 많지 않으므로 4선식과 3선식에서의 전력측정 방법은 달라지게 된다.
3상 4선식은 어느 한 상의 부하 임피던스가 변하더라도 해당 상의 전류에만 영향을 미친다. 즉 세 상이 독립적이다. 이 경우 전체 3상 전력을 구하기 위해서는 각각의 단상 전력을 측정하여 합해야 한다.
(a)에서는 중성점에 대한 3상 단자의 극성이 같아지므로 입력단 선간 전압의 페이서들 사이의 위상관계가 출력단에서도 그대로 유지된다. 반면 (b)에서는 1차측과 2차측에서 서로 반대 극성의 단자를 중성점으로 묶어줌으로써 3단자의 극성이 반전된다. 선간 전압의 페이서 역시 180도 반전된다.
(a)왿� 같이 같은 극성을 가진 단자가 3상 단자로 연결되면 1차측의 선간 전압의 위상 그대로 출력단 선간 전압의 위상으로 나타나지만 (b)에서처럼 출력단자를 반대 극성의 단자에서 인출하면 출력전압의 위상은 입력전압에 대하여 180도 반전된다. 그림5는 왿�이-델타 결선방식으로 1차 권선의 상전압이 선간 전압에 비해 30도 뒤지는 위상을 갖는다. (b)왿� 같이 결선을 하게 되면 2차측 전압이 1차측 전압에 비해 30도 정도 앞서게 된다. 전압의 비율은 1차 선간 전압이 1차 상전압의 √3배이다. 결선 방식에 따라 1차 입력전압과 2차 출력전압 사이에 30도 위상차가 나타나고, 2차측이 왿�이결선으로 선간 전압이 증가하게 되므로 전압비는 √3배 줄어든다.