단상 시스템에 비한 삼상 시스템의 장점
현재 3상 교류 시스템은 전력 생성, 전력 송전, 배전 및 전동기에 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다.
3상 시스템은 단상 시스템과 비교하여 다음과 같은 장점이 있습니다:
3-ø 발전기의 무게 대비 출력 비율은 1-ø 발전기에 비해 높습니다. 즉, 동일한 양의 전력을 발생시키려면 3-ø 발전기의 크기가 1-ø 발전기에 비해 작습니다. 따라서 동일한 양의 전력을 발생시키는 발전기의 전체 비용이 감소합니다. 또한, 무게가 줄어들어 발전기의 운송과 설치가 편리해지고, 발전소에서 발전기를 수용하기 위한 공간도 줄어듭니다.
동일한 양의 전력을 송전하고 배전하는 경우, 3-ø 시스템에서는 1-ø 시스템보다 도체 소재의 요구량이 적습니다. 따라서 3-ø 송전 및 배전 시스템은 1-ø 시스템에 비해 경제적입니다.
단상 공급과 3상 공급으로 인해 발생하는 전력의 파형을 고려해보겠습니다. 단상 공급으로 인해 발생하는 전력의 파형은 그림 (C)에, 3상 공급으로 인해 발생하는 전력의 파형은 그림 (D)에 표시되어 있습니다.
위 그림 (C)와 (D)의 전력 파형에서 알 수 있듯이, 3상 시스템에서는 주기 내에서 순간적인 전력이 거의 일정하여 기계의 원활하고 진동 없는 작동이 가능합니다. 반면, 단상 시스템에서는 순간적인 전력이 주기적으로 변동하여 기계에 진동을 유발합니다.
3상 유도 전동기의 무게 대비 출력 비율은 단상 유도 전동기에 비해 높습니다. 즉, 동일한 양의 기계적 전력을 발생시키려면 3상 유도 전동기의 크기가 단상 유도 전동기에 비해 작습니다. 따라서 3상 유도 전동기의 전체 비용이 감소합니다. 또한, 무게가 줄어들어 유도 전동기의 운송과 설치가 편리해지고, 유도 전동기를 수용하기 위한 공간도 줄어듭니다.
3상 공급으로 인해 발생하는 자기 플럭스는 일정한 크기로 회전하는 성질이 있어 3상 유도 전동기는 자체적으로 시작됩니다. 반면, 단상 공급으로 인해 발생하는 자기 플럭스는 변동하는 성질이 있어 단상 유도 전동기는 자체적으로 시작되지 않습니다. 따라서 단상 유도 전동기를 자체적으로 시작시키기 위해 추가적인 조치를 취해야 하며, 이는 단상 유도 전동기의 비용을 증가시킵니다.
3상 모터는 더 나은 전력 인자를 가지고 있습니다.
3상 변압기의 무게 대비 출력 비율은 단상 변압기에 비해 높습니다. 즉, 동일한 양의 전력을 처리하려면 3상 변압기의 크기가 단상 변압기에 비해 작습니다. 따라서 변압기의 전체 비용이 감소합니다. 또한, 무게가 줄어들어 변압기의 운송과 설치가 편리해지고, 변압기를 수용하기 위한 공간도 줄어듭니다.
3상 변압기의 어느 하나의 와인딩에 결함이 발생하더라도, 나머지 두 개의 와인딩을 오픈 델타 구성으로 사용하여 3상 부하를 공급할 수 있습니다. 단상 변압기에서는 이러한 것이 불가능합니다. 3상 변압기의 이러한 능력은 3상 변압기의 신뢰성을 더욱 높입니다.
3상 시스템은 1-ø 부하를 공급할 수 있지만, 그 반대는 불가능합니다.
3상 공급에서 직류화된 DC는 리플 계수가 4%이고, 단상 공급에서 직류화된 DC는 리플 계수가 48.2%입니다. 즉, 3-ø 공급에서 직류화된 DC는 단상 공급에서 직류화된 DC보다 적은 리플을 포함합니다. 따라서 3-ø 공급에서 직류화된 DC의 필터 요구량이 줄어들어 변환기의 전체 비용이 감소합니다.
위 내용에서 알 수 있듯이 3상 시스템은 단상 시스템보다 경제적, 효율적, 안정적이고 편리합니다.
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