AC 배전 시스템에는 단상, 2상 및 3상 시스템의 세 가지 범주가 있습니다. 주거 환경에서 흔히 사용되는 단상 회로는 일반적으로 단일 AC 소스를 다양한 부하에 연결하는 2선 시스템을 사용합니다. 이 회로는 램프, TV, 전자레인지와 같이 120V 및 240V에서 작동하는 표준 가전 제품을 지원합니다. 1895년에 설치된 최초의 발전기인 나이아가라 폭포 수력 발전소는 2상 발전기였으며 니콜라 테슬라가 설계했습니다. 2상 공급 시스템은 덜 일반적이며 3선 시스템은 서로 90도 위상이 다른 2개의 전압 소스를 통합합니다.
3상 4선 시스템은 산업 응용 분야에서 가장 널리 사용됩니다. 이 시스템은 진폭과 주파수가 동일하지만 서로 120도의 위상차를 갖는 3개의 AC 소스로 구성됩니다. 이러한 시스템의 부하는 Y(별) 구성 또는 델타(Δ) 구성으로 연결될 수 있습니다.
3상 회로의 장점은 효율성과 안정성에 있습니다. 단상 시스템보다 낮은 맥동으로 전력을 공급하므로 더 부드러운 전력 전달이 가능하고 진동이 최소화됩니다. 이는 유도 전동기와 같은 산업 기계에 중요한 요소입니다. 또 다른 이점은 주어진 양의 전력을 전송하는 데 필요한 도체 재료의 양이 줄어들어 3상 시스템이 단상 시스템보다 비용 효율적이라는 점입니다.
Y로 연결된 3상 시스템의 선간 및 상 전압과 전류 간의 관계는 다음과 같습니다.
Δ 연결 시스템의 경우:
이 방정식은 선간 전압과 전류 사이의 관계를 각 상의 전류와 보여줍니다. 이는 3상 시스템에서 총 전력을 계산할 때 필수적입니다. Y 및 Δ 연결 모두에 대한 총 전력은 다음을 사용하여 찾을 수 있습니다.
여기서 ϕ 는 전력 전송 효율에 영향을 미치는 역률 각도입니다.
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