단상 전력
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
단상 전력은 전력 전송 방식 중 하나로, 1개의 교류 전압을 사용하여 전력을 공급한다. 19세기 후반에 개발되었으며, 초기에는 교류 발전기 발명에 기초하여 발전했다. 단상 전력은 주로 전동기 부하가 작고 드문 시골 지역이나 가정 및 소규모 상업 건물에서 사용되며, 대형 건물이나 공장 등에서는 삼상 전력을 주로 사용한다. 단상 전력은 2선식 또는 3선식 배전 방식으로 제공되며, 접지를 통해 안전성을 확보한다.
더 읽어볼만한 페이지
- 교류 전력 - 역률
역률은 교류 회로에서 전압과 전류의 위상차를 나타내는 지표로, 유효 전력과 피상 전력의 비율이며, 전력 효율을 높이기 위해 역률 개선 장치와 자동 역률 제어 장치를 사용한다. - 교류 전력 - 단상 발전기
단상 발전기는 단상 교류 전력을 생산하는 발전기로, 회전 전기자형과 회전 자계형으로 나뉘며 소형 발전기, 소형 풍력 발전, 철도 견인 전력 시스템 등에 쓰이나, 다상 발전기의 효율성 증대로 현재는 특수한 용도로 제한적으로 사용된다. - 배전 - 가공 전차선
가공 전차선은 전기 철도 차량에 전력을 공급하는 상부 전선 시스템으로, 트롤리선, 조가선, 행어 등으로 구성되며 다양한 가선 방식과 장력 조절 장치가 존재하고 외부 요인에 의한 고장 위험과 시각 공해 등의 문제도 고려되어야 한다. - 배전 - 무선 전력 전송
무선 전력 전송은 전선 없이 전기 에너지를 전송하는 기술로, 전자기 유도, 자기 공진, 전자기파 등의 방식을 활용하여 전동 칫솔, 전기 자동차, 무선 통신 기기 충전 등 다양한 분야에서 사용되며 장거리 전송 연구가 진행 중이나 효율성과 안전성 확보가 필요하다.
| 단상 전력 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 분야 | 전기 공학 |
| 전압 종류 | 교류 |
| 상세 정보 | |
| 정의 | 두 개의 전선(전원선과 중성선)을 사용하는 교류 전력의 한 종류 |
| 특징 | 가정 및 소규모 사업체에 전력 공급에 일반적 전력망의 전력 분산에 사용 전력 소비가 낮은 장비에 적합 |
| 장단점 | |
| 장점 | 설계 및 구현이 간단함 비용 효율적임 |
| 단점 | 전력 전송 용량이 제한적임 전압 강하에 민감함 |
| 활용 | |
| 주요 용도 | 주거용 건물 소규모 상업 시설 전력 소비가 낮은 전기 기기 |
| 기타 용도 | 전력망의 전력 분산 |
| 기술적 특징 | |
| 전압 | 국가별로 상이 (예: 120V, 230V) |
| 주파수 | 국가별로 상이 (예: 50Hz, 60Hz) |
| 전선 구성 | 전원선 (Line 또는 Hot) 중성선 (Neutral) |
| 안전 | |
| 고려 사항 | 접지 (Earthing) 중요 누전 차단기 (Residual Current Device, RCD) 사용 권장 전압 및 전류 규정 준수 필요 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 삼상 교류 전력 전기 배선 전기 안전 |
2. 역사
단상 전력 전송은 개발에 오랜 시간이 걸렸다. 초기 개발은 19세기 파리 과학자 이폴리트 피지의 초기 교류 발전기 발명에 기초했으며, 이는 1880년대에 켈빈 경 등에 의해 확장되었다. 1886년 윌리엄 스탠리는 웨스팅하우스의 재정적 지원을 받아 단상 교류를 기반으로 한 최초의 완전한 AC 전력 시스템을 만들었다. 1897년에는 단상 전력 전송에 대한 실험이 시작되었다.[1]
단상 전원은 주로 전동기 부하가 작고 드문 지역에서 널리 사용된다.[1] 수백 kVA 이상의 고출력 시스템은 대부분 3상 전력을 사용하며, 단상으로 사용할 수 있는 최대 공급량은 전기 설비 표준에 따라 달라진다.[1]
3. 응용
단상 전력은 철도 전철 시스템에도 사용될 수 있는데, 넥카베스트하임 원자력 발전소에 있던 세계 최대 단상 발전기는 전용 견인 전력망을 통해 철도 시스템에 전력을 공급하기도 했다.[1]
3. 1. 북미
북미 지역에서, 약 100kVA (240V에서 417A)까지의 설비를 갖춘 개별 주택 및 소규모 상업 건물은 일반적으로 3선 1상 배전을 사용하며, 특히 전동 부하가 작고 흔하지 않은 농촌 지역에서 그렇다.[1] 3상 전원 공급이 불가능한 농촌 지역에서 3상 전동기를 사용하려는 농부나 가구는 상 변환기를 설치할 수 있다.[1] 대형 건물, 쇼핑 센터, 공장, 사무실 블록, 다세대 아파트 블록과 같은 대형 소비자들은 3상 서비스를 이용한다.[1] 도시의 인구 밀집 지역에서는 많은 고객과 많은 공급 변압기가 연결되어 수백 또는 수천 킬로볼트 암페어의 부하를 제공하는 네트워크 전력 배전이 사용되며, 이는 수백 제곱미터에 집중된다.[1]
240V 시스템용으로 설계된 난방 장치를 208V 공급 전원의 두 상에 연결하면 정격 난방 효과의 75%만 생성된다.[1] 단상 전동기는 208V 또는 240V 공급 전원에서 사용할 수 있도록 탭이 있을 수 있다.[1]
단상 부하는 다음 두 가지 방법으로 3상 배전 변압기에서 직접 전원을 공급받을 수 있다.[1] 한 상과 중성선 사이의 연결 또는 두 상 사이의 연결.[1] 이 두 가지는 주어진 공급 전원으로부터 다른 전압을 제공한다.[1] 예를 들어, 북미에서 흔히 사용되는 120/208 3상 시스템에서 상-중성선 전압은 120V이고 상-상 전압은 208V이다.[1] 이를 통해 단상 조명을 상-중성선에 연결할 수 있다.[1]
3. 2. 유럽
유럽의 다른 지역에서는 전통적으로 단상 공급 크기에 대한 제한이 훨씬 작아, 주택조차도 3상으로 공급되고 있다(3상 공급 네트워크가 있는 도시 지역). 영국에서는 단상 가정용 공급 전력이 100A 또는 125A로 지정될 수 있으며, 이는 가정 또는 소규모 상업 환경에서 3상의 필요성이 거의 없음을 의미한다.[1]
3. 3. 대한민국 및 일본
일본에서 단상 교류 전력 공급은 주로 저압 배전 계통에 사용된다. 고압 배전 계통에서 단상 주상 변압기 등을 통해 전압을 낮춘 후, 2본 또는 3본의 전선을 사용하여 실내 배선에 공급한다.[4]
3. 3. 1. 단상 2선식
단상 교류선 2본을 사용하며, 이 중 1본은 접지선이다.[4] 출력 전압은 100V이다.
3. 3. 2. 단상 3선식
단상 3선식은 변압기의 저압 측 중성점과 양쪽 외부 출력을 사용하며, 중성점은 접지하여 중성선으로 한다. 양쪽 외부 출력 전압은 200V이고, 중성선과 한쪽 출력 사이는 100V이다.[4]
제2차 세계 대전 이후, 단상 3선식은 대지 전압은 단상 2선식과 같지만 2배의 전압을 얻을 수 있고, 전압 강하나 전력 손실을 줄일 수 있어[4] 급속도로 보급되었다.[3]
3. 4. 기타 응용
단상 전원 분배는 전동기 부하가 작고 드문 시골에서 널리 사용된다.[1]
북미 지역에서는 약 100kVA (240V에서 417A)까지의 설비를 갖춘 개별 주택 및 소규모 상업 건물은 일반적으로 3선 1상 배전을 사용하며, 특히 전동 부하가 작고 흔하지 않은 농촌 지역에서 그렇다.[1] 3상 전원 공급이 불가능한 농촌 지역에서 3상 전동기를 사용하려는 농부나 가구는 상 변환기를 설치할 수 있다.[1] 대형 건물, 쇼핑 센터, 공장, 사무실 블록, 다세대 아파트 블록과 같은 대형 소비자들은 3상 서비스를 이용한다.[1] 도시의 인구 밀집 지역에서는 많은 고객과 많은 공급 변압기가 연결되어 수백 또는 수천 킬로볼트 암페어의 부하를 제공하는 네트워크 전력 배전이 사용되며, 이는 수백 제곱미터에 집중된다.[1]
수백 킬로볼트 암페어 이상의 고전력 시스템은 거의 항상 3상이다.[1] 단상으로 사용 가능한 최대 공급 전력은 전기 유틸리티의 표준에 따라 다르다.[1] 영국에서는 단상 가정용 공급 전력이 100A 또는 125A로 지정될 수 있으며, 이는 가정 또는 소규모 상업 환경에서 3상의 필요성이 거의 없음을 의미한다.[1] 유럽의 다른 지역에서는 전통적으로 단상 공급 크기에 대한 제한이 훨씬 작아 주택조차도 3상으로 공급되고 있다(3상 공급 네트워크가 있는 도시 지역).[1]
240V 시스템용으로 설계된 난방 장치를 208V 공급 전원의 두 상에 연결하면 정격 난방 효과의 75%만 생성된다.[1] 단상 전동기는 208V 또는 240V 공급 전원에서 사용할 수 있도록 탭이 있을 수 있다.[1]
단상 부하는 다음 두 가지 방법으로 3상 배전 변압기에서 직접 전원을 공급받을 수 있다.[1] 한 상과 중성선 사이의 연결 또는 두 상 사이의 연결.[1] 이 두 가지는 주어진 공급 전원으로부터 다른 전압을 제공한다.[1] 예를 들어, 북미에서 흔히 사용되는 120/208 3상 시스템에서 상-중성선 전압은 120V이고 상-상 전압은 208V이다.[1] 이를 통해 단상 조명을 상-중성선에 연결할 수 있다.[1]
단상 전력은 철도 전철 시스템에 사용될 수 있다.[1] 넥카베스트하임 원자력 발전소에 있는 세계 최대의 단상 발전기는 전용 견인 전력망을 통해 철도 시스템에 전력을 공급했다.[1]
4. 3상 배전 변압기와의 관계
단상 전원 분배는 전동기 부하가 작고 드문 시골에서 널리 사용된다.[1]
수백 kVA 이상의 고출력 시스템은 거의 3상이다. 일반적으로 단상으로 사용할 수 있는 최대 공급량은 전기 설비의 표준에 따라 다르다. 북미 지역에서, 약 100 kVA (240볼트에서 417암페어)까지의 설비를 갖춘 개별 주택 및 소규모 상업 건물은 일반적으로 3선 1상 배전을 사용하며, 특히 전동 부하가 작고 흔하지 않은 농촌 지역에서 그렇다. 3상 전원 공급이 불가능한 농촌 지역에서 3상 전동기를 사용하려는 농부나 가구는 상 변환기를 설치할 수 있다. 대형 건물, 쇼핑 센터, 공장, 사무실 블록, 다세대 아파트 블록과 같은 대형 소비자들은 3상 서비스를 이용한다. 도시의 인구 밀집 지역에서는 많은 고객과 많은 공급 변압기가 연결되어 수백 또는 수천 킬로볼트 암페어의 부하를 제공하는 네트워크 전력 배전이 사용되며, 이는 수백 제곱미터에 집중된다.[2] [3]
수백 킬로볼트 암페어 이상의 고전력 시스템은 거의 항상 3상이다. 단상으로 사용 가능한 최대 공급 전력은 전기 유틸리티의 표준에 따라 다르다. 영국에서는 단상 가정용 공급 전력이 100A 또는 125A로 지정될 수 있으며, 이는 가정 또는 소규모 상업 환경에서 3상의 필요성이 거의 없음을 의미한다. 유럽의 다른 지역에서는 전통적으로 단상 공급 크기에 대한 제한이 훨씬 작아 주택조차도 3상으로 공급되고 있다(3상 공급 네트워크가 있는 도시 지역).[4]
240볼트 시스템용으로 설계된 난방 장치를 208볼트 공급 전원의 두 상에 연결하면 정격 난방 효과의 75%만 생성된다. 단상 전동기는 208볼트 또는 240볼트 공급 전원에서 사용할 수 있도록 탭이 있을 수 있다.[5]
단상 부하는 다음 두 가지 방법으로 3상 배전 변압기에서 직접 전원을 공급받을 수 있다. 한 상과 중성선 사이의 연결 또는 두 상 사이의 연결. 이 두 가지는 주어진 공급 전원으로부터 다른 전압을 제공한다. 예를 들어, 북미에서 흔히 사용되는 120/208 3상 시스템에서 상-중성선 전압은 120볼트이고 상-상 전압은 208볼트이다. 이를 통해 단상 조명을 상-중성선에 연결할 수 있다.[6]
5. 접지
일반적으로 세 번째 도체는 '''접지'''(미국) 또는 '''보호 접지'''(영국, 유럽, IEC)라고 불리며 감전을 방지하는 데 사용되며, 일반적으로 회로 고장이 발생할 때만 상당한 전류를 전달한다.[2] 여러 가지 접지 방식이 사용된다. 일부 극단적인 농촌 지역에서는 단선 접지 방식 배전이 사용된다.
6. 분상
단상 전력은 때때로 배전 변압기의 2차 권선에서 절반으로 분할되어 가정용 기기 및 조명을 위한 분상 전력을 생성한다.[2]
참조
[1]
웹사이트
AC Power History and Timeline
https://edisontechce[...]
2022-01-24
[2]
서적
American Electricians' Handbook, Eleventh Edition
McGraw Hill
1987
[3]
서적
電気工学ポケットブック
オーム社
1959
[4]
서적
送配電工学
オーム社
1980
[5]
웹사이트
低圧配電線路
http://www.tl.cc.uec[...]
[6]
웹사이트
三相交流
http://www.wdic.org/[...]
2007-10-30
[7]
문서
電気エネルギー応用
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com