전기 단상(1상)과 삼상(3상)의 특징과 차이점

일반 가정이나 공장에서 사용되는 배전 방식의 종류와 특징을 알아보겠습니다.

 

저압 배전 방식에는 단상 2 선식, 단상 3 선식, 삼상 3 선식, 삼상 4선식 등이 있습니다.

단상과 3상은 모두 교류 전원입니다.

교류란 전원의 크기와 방향이 주기적으로 변화하는 전원입니다.

단상은 위 그림과 같이1개의 파형(상)으로 이루어진 교류 전원입니다.

단상은 전기에너지를 공급하기 위한 두가닥의 전선을 최소한의 조건으로 전기적 위치 에너지를 이

두가닥의 전선에 실어 보내는 방식이며 가정용 단상 전기는 이 두가닥으로 공급된 전기 에너지를

전등 또는 가전 제품에 연결하여  사용하는 것입니다.

 

3상은 전기를 위상차가 다른 3가닥 또는 4가닥의 전선으로 공급하는 방식입니다.

위 그림과 같이 3개의 단상이 조합된 파형으로 이루어진 교류 전원으로 이 상은 120도씩 어긋납니다.

3상을 사용하는 이유는 아래와 같이 크게 3가지로 볼 수 있습니다.

 

- 출력이 일정합니다.

  단상은 전압이 사인파형으로 오르락 내리락 하므로 전달되는 전력이 일정하지 않습니다.

  그러나 3상은 전력이 일정하다는 장점이 있습니다.

 

- 전기기계가 대부분이 동력용이기 때문입니다.

  3상은 모터의 기동토크를 특별한 장치 없이도 원하는 방향으로 움직일 수 있게 해줍니다.

 단상의 경우 기동토크가 없기 때문에 원하는 방향으로 기동하기 위해서는 캐패시터를

 달거나 인버터를 사용해야하는 단점이 있습니다.

 

- 단상에 비해 송배전이 경제적입니다.

  멀리 있는 발전소에서부터 일반 공장이나 가정으로 오는 동안의 손실과 시설비를 줄일 수 있습니다.

  3상 전력은 매 순간 흐르는 세 전선의 전체 전류의 합이 0이기 때문에 쓰고 남은 전력이 돌아가는

  전선이 필요하지 않습니다. 

  따라서 세가닥이면 충분합니다.

 

단상 2선식 (1Φ2W)

단상 2선식은 우리나라의 일반 가정에서 많이 사용되고 있는 배전 방식입니다.

사용할 수 있는 전압은 220V 가 되고, 전기 도면에서는 1Φ2W라고 하는 기호로 표시됩니다.

일반가정 단상 2 선식은 220V 밖에 사용할 수 없으며, 부하가 커지면 전압강하가 발생하여 효율이 나빠집니다.

전압강하는 전선 자체가 저항을 가지고 있기 때문에 부하에 걸리는 전압이 전원 전압보다

낮아지는 현상을 말합니다.

전압 강하를 줄이기 위해서는 전선을 굵게 할 수밖에 없고, 이것은 비경제적입니다.

 

단상 3선식(1Φ3W)

단상 3 선식은 예전에 우리나라가 110V에서 220V로 승압할 때 사용되던 배전 방식입니다.

사용할 수 있는 전압은 단상 110V와 220V의 2개이며, 전기도면에서는 1Φ3W라는 기호로 나타납니다.

이렇게 기존의 사용하던 110V의 가전제품과 220V에 맞춰서 제작된 가전제품 모두 사용이 가능했습니다.

단상 2 선식과 비교하면 전압 강하가 작은 것이 특징입니다.

3상 3 선식(3Φ3W)

3상 3 선식은 예전 가정집에서 110V 쓰던 시절에 공장의 펌프나 엘리베이터, 공조기, 생산 설비

등의 전원에 이용되었으며, 현재도 사용하는 곳이 있습니다.

또한 우리나라의 송전선로에 3상 3선 식이 쓰입니다.

델타 결선으로 주로 440V/220V로 사용되며, 전기도면에서는 3Φ3W라는 기호로 나타납니다.

최근에는 공장에서 440V 용으로 주로 사용됩니다.

 

3상 4 선식(3Φ4W)

3상 4 선식은 전선을 4개 이용하여 부하에 공급하는 방식입니다.

주로 공장이나 빌딩 같은 대전력 수용가에 사용됩니다.

단상 3 선식과 마찬가지로 중성선이 있기 때문에 사용할 수 있는 전압은 380V와 220V이며,

전기 도면에서는 3Φ4W라는 기호로 나타납니다.

220V는 가전제품, 형광등 같은 일반적인 부하, 380V는 전동기 같은 동력 부하에 사용됩니다.