3상과 단상 10분만에 이해하기

 

전기공부를 하면 단상과 3상을 듣다 듣다 너무 헷갈려서 결국 과년도 문제를 외워버리곤 합니다. 분명 이해를 하고 넘어갔는데 또 까먹고 √3 (루트3) 이 왜 나왔다 사라지는지 조차 모르는 분들이 많습니다.

 

 

현장에 계시다면 단상과 3상에서  √3 (루트3)  이 왜 나오는지 물어보세요. 제대로 설명하는 사람은 별로 없습니다. 

 

 

하지만 전기자격증으로 취득하고 전기를 업으로 하실거면 단상과 3상의 차이는 반드시 내 입으로 설명할 수 있어야 합니다. 암기 아닌 학습을 하시고 직접 스스로를 가르쳐보는 시간을 가져보세요.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 목차 

 

 

• 3가지의 면상
• 단상 전력은 
• 3상 전력은
• 내가 사는 집에는 단상이 들어온다.

 

 

 

 

 

 

  3가지의 면상

 

얼굴이 울상이네 , 웃는 상이네 , 죽을상이네 면상좀 보자 라는 말을 할 때의 상은 서로 상(相) 자 입니다. 나무 목(木)과 눈 목(目) 을 합쳐 서로 바라본다는 의미 입니다. 3상의 상도 같은 의미입니다.

 

 

3상과 단상에서 상은 하나의 형태를 뜻합니다.  즉 3상은 3가지의 형태, 단상은 하나의 형태 라고 해석하시면 됩니다. 

 

 

"어떻게 생겼는지 면상좀 보자. 3상이네" 이런 맥락이겠군요

 

 

 

 

 

• 3상은 3가지의 형태라고 해석된다. 고로 3상전력은 3가지의 전력으로 해석된다.

 

 

 

 

 

 단상 전력은 

 

코일을 감아놓고 자석을 돌리면 하나의 전기가 발생합니다. 그 이유는 렌쯔의 법칙 , 앙페르의 오른손 법칙 , 패러데이 법칙으로 알 수 있습니다. 

 

 

하지만 여기서 120 도 씩 위상차이를 두고 코일을 배치한다음 자석을 돌리면 어떻게 될까요 ?

 

 

 

 

 

 

 

 3상전력은 

 

 

이제는 코일을 3개배치하여 그 안에 자석을 돌립니다. 그랬더니 3가지의 전기가 발생하게됩니다. 풍력발전 , 수력발전 , 원자력발전 , 화력발전 등 회전을 시켜 전기를 얻는 방식은 모두 이러한 방식을 가지고 있습니다. 바로이것이 3상의 시작입니다.

 

 

내가 사는 집 , 공장 , 오피스텔 등 모든 건물이 이 3가닥의 전선을 받습니다.  아파트의 경우 수변전실을 통해 , 주택같은 경우 전봇대에 달려있는 주상변압기로 전압을 낮추어 받게됩니다. 

 

 

 

 

여기서 120도의 위상차를 두고 회전시켰더니 3가지의 전기가 나오는 것입니다. 3상전기는 이렇게 만들어 지고 태양광 태양열을 제외하곤 모든교류전기가 3상으로 만들어집니다.

 

 

 

 

그렇게 발전소로 부터 3가닥의 선이 발전소로 부터 전기가 만들어져 내가사는 집까지 오게 됩니다. 전봇대를 한번 처다보세요 3가닥의 선이 지나가고 있습니다. 제일 위에 있는 선은 가공지선 으로서 낙뢰로 부터 선로를 보호합니다.

 

 

그렇다면 4상 5상 6상도 하면 될건데 왜 굳이 3상이냐 ? ,  이론적인 걸 떠나서 단상인 2선보다 3상인 3선이 효율이 약 15%가 더 좋습니다.

 

 

두번재로 2상보다 3상이 좋은데 3상 위로 4상부터는 효율이 더 좋지 못하다는 것입니다. 4상만 되더라도 철탑과 전봇대에 선이 1개더 추가되는데 이는 천문학적인 비용이 발생합니다.

 

 

어차피 4상 5상 6상보다 3상이 효율과 비용이 더 좋은데 굳이 전선을 늘릴필요가 없습니다.

 

 

 

 

• 굳이 3상을 쓰는 이유

3상은 단상보다 효율이 좋고 4상 5상 6상 보다 비용도 저렴하고 효율도 좋다.  4상만 되어도 선이 1선 더 늘어나므로 천문학적인 비용이 발생할 것이다. 

 

 

• 전봇대를 보면 4개의 선이 보인다. 아래의 3개의 선이 3상교류전선이며, 아파트 , 공장 , 주택단지로 공급된다. 

 

 

 

 

 

 

 내가 사는 집에는 단상이 들어온다. 

 

발전소로 부터 3개의 전류를 받는것 까지 이해하셨을 겁니다. 이제 아파트 같은 경우 수변전설비로 다시 받아 변압기를 통해 380V로 낮춰줘야 합니다.

 

 

내 집 콘센트에 전봇대 위로 지나가는 22,900V 를 받을 수는 없기 때문입니다.

 

 

 

 

그런데 변압기를 통해 22,900V 를 380V로 낮췄는데 그게 Y 결선입니다. Y 결선은 선간전압(3상) 이 380V 이며 상전압(단상) 은 220V 가 됩니다. 그럼 220V 로 바꿔줍니다.

 

 

 

 

 

 

아래에 보면 L1 L2 L3 중에 하나와 중선선(흰색) 을 분기하여 220V 을 만들어 냅니다. 이러한 방식으로 내가 사는집에 220V가 들어 오는 것입니다. 여기서 220V가 단상이 되는것입니다.

 

 

 

 

 

• 3상 전력 380V

L1 L2 L3  모두 연결

 

• 단상 전력 220V

L1 + 중성선 

L2 + 중성선

 

L3 + 중성선

 

 

 

 

 

 

 

글을 마치며

 

 3상과 단상의 차이는 원리만 알면 간단합니다. 하지만 공부하지 않는다면 큰 사고를 칠 수도 있습니다. 만약 중성선을 잘못 건드리면 몇백 ~ 몇천만원의 피해가 발생합니다.

 

 

왜냐하면 220V가 사용 될려면 무조건 중성선과 연결되어 있어야 하기 때문입니다. 일종의 단상의 심장이라 할수 있습니다. 항상 안전에 유의하시고 , 부족한 글이지만 암기아닌 이해를 하시길 바랍니다.

 

 

내 입으로 설명하기 전까지 절대 학습은 되지않습니다. 스스로를 가르쳐 보는 시간을 가지시길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.