[스크랩] Re:뉴트라에 대해 개념좀 잡아주세요!!!

1,중성선과 접지선의 차이에 대하여

□ 중성선(N상, Neutral conductor)과 접지선(Earth선)의 정의 및 용도

ㅇ 중성선(N상 : Neutral conductor 또는 neutral wire)
- 중성선(N상 : Neutral conductor) : 단상3선식의 경우나 3상 교류 계통에서 변압기를 Y결선 하는 경우에 그 중성점에 접속되는 전선(인출한 선)을 말함. 배전계통에서는 일반 상선 사이의 선간전압 이외에 상선(R, S, T 또는 A, B, C 등)과 중성선 사이의 전압, 즉 상전압의 사용이 가능하며 선간전압은 동력용으로 사용하고, 상전압은 전등용으로 하는 것이 보통이다.
- 전기공급방식이 3상4선식, 1상2선식 등에서 접지선과 달리 전기회로를 구성하여 부하에 전류를 공급함
- 380/220 3상4선식 공급방식의 경우 R과 S, 또는 R과 T 등 상선을 이용하는 경우 380V의 전압을 R과 N, S와 N, T와 N을 연결하는 경우 220V 전압을 사용하게 됨

ㅇ 접지선(Earth선)
- 접지선(Earth선) : 접지선은 대지의 접지극과 연결된 선을 말함
- 부하에 전류를 공급하지 않고 대지와 등전위를 목적으로 하고 있으며 정상적인 전기회로 이외의 누설전류 등을 대지로 귀로시켜 인축을 전격으로부터 보호하기 위함


□ 중성선(N상 : Neutral conductor)과 접지선(Earth선)의 차이점 및 유의사항

ㅇ 가장 큰 차이점은 중성선은 정상상태에서는 전류가 흐르지 않는 접지선과 달리 일반적인 경우 전기회로의 일부로 전기회로를 구성하고 있으며 상시 전류가 흐르는 상태 즉 통전 상태를 유지하게 됨
- 중성선은 일반적으로 접지선에 가깝다고 생각하기 쉬우나 내선규정에서는 전압선으로 분류되어 있음

ㅇ 접지선은 지중의 접지극(대지)과 등전위를 만들거나 이상전압을 대지로 방전하는 등의 기능을 수행하며 정상전인 상태에서는 전류가 흐르지 않는 상태를 유지하게 됨(일반적인 건축물의 경우)

ㅇ 중성선에는 상전류의 20%이상의 전류가 흐르지 않도록 하고 있다고 하지만 이는 불평형 전류만을 고려한 값이며 비선형부하(정류기, 인버터, UPS, 컴퓨터, 모니터, 복사기 등)나 전기로, 용접기 등에서 발생하는 고조파를 발생하는 부하가 있을 경우는 다름

ㅇ 이 경우에는 에 해당하는 전류가 중성선에 흐르게 됨. 상고조파전류합성이란 정상과 역상고조파는 벡터합이고, 영상고조파는 스칼라 합을 의미함. (민원사례를 보면 상전류보다 중성선의 전류가 더 큰 경우가 있고 그 원인의 대부분은 고조파에 의한 것이었음)

ㅇ 이상은 국내 전기설비기술기준 등에 따른 독립접지방식에서의 그리고 일반적인 국내현장의 실정에 따른 내용이며 병원 등 특수설비나 송변전설비의 접지, IEC, NFC 기준채용 등 접지방식에 따라 다를 수 있음

(개인적인 생각)
※ 현장에서 중성선과 접지선의 용도를 구별하지 않고 사용하는 경우가 있으며, 이는 평상시(정상상태)는 기능상에 별다른 문제가 없을 수도 있지만 지락, 뇌서지 침입 등의 이상 상태에서는 여러가지 장해를 유발할 수 있음
※ 최근의 각종 사고 및 전기설비의 이상발생 사례를 보면 접지와 관련한 것이 상당히 많고 그 원인은 선형부하가 대부분이던 시대의 기준으로 현재 즉 비선형부하 및 고품질의 전원을 필요로 하는 전기설비를 설계 시공하고 있다는 것이라고 사료됨
※ 국내 접지기준이 제정된 것이 아마도 1970년대로 알고 있고 그때의 기준으로 현재의 전기설비의 접지를 설계하고 시공하고 감리를 수행한다는 것은 문제가 있다고 판단되며 전기계의 종사자는 전기설비기술기준이나 내선규정에 따른 업무보다는 대상설비에 대한 깊이있는 이해를 통한 설비가 요구하는 안전확보 기준 등을 나름대로 설정할 필요가 있다고 사료되며 이를 위해서는 국내·외 접지 및 고조파 관련 자료의 활용과 연구가 필요하다고 사료됨

 

 

2, 영상 누트럴에대하여   우리카패 특별회원 김동욱선배님의글

 

 

삼상(r,s,t상)의 상평형이 이루어지면

각 상의 페이즈(phase)가 정확히 삼상(0도:영상,120도:정상,240도:역상)를 이루게 되며

사인함수의 특성상 세 상의 합은 0이 됩니다.

이는 N상과 각상간의 전압의 합이 0이 된다는 의미이며

그렇기 때문에 N상에 전류가 흐르지 않게 되는거죠.

만일 상평형이 깨질경우 각상의 전압의 합은 0과 달라지게 됩니다.

그렇기 때문에 N상에 전류가 흐르는 것입니다.

 

 

전기에서 다상교류는 신비할때가 너무많습니다, 삼상은 정상적인 위상

은 120 도 가 차이나는 벡터의 합성으로 표현 됩니다, 말에 의미를 생각

하세요 그렇다면 영상은 상이없다는 말이되겠지요?

그러면 삼상인 경우에는 R,S.T,를 제외한 N ( 중성선 밖에없잖아요)상

이 영상이 된다는것을 쉽게 알수가있고 중성선은 대지와 연결되어있지요.

영상전류는 위상의 차이가 없게 되므로 동상전류의 의미가 되며 정확하

게 말씀드리면 직류분이 되는것 입니다.

개념이 이해가 되면 영상전류는 다음과같이 간단하게 정의가 됩니다.

1. 삼상 회로에서 중성선을 통하여 대지로 흐르는 전류를 말합니다.

2. 단상회로에서 대지를 통하여 흐르는 전류는 누설전류라고 말합니다.

그러나 영상전압은 개념이 다릅니다.

영상전류처럼 중성점을 통하여 대지로 흐르는 전압이라고 말하는 분들

이 있지만 개념은 같아도 정확한 의미는 다릅니다.

3상 고압은 보통 비접지회로 입니다,(정확하게 말하면 고저항 접지회
로)

비접지회로는 건전시에는 각상의 대지전압이 평형이 되어있습니다,예를

들어 22.9 KV 라면 22.9/√3 = 13,220V 의 전압이 각상과 대지와의 사이
에 걸리게 됩니다.

여기서 한상이 지락이 되었다면 지락상의 대지전압은 떨어지게되고 건전

상에서는 상승이되어 불평형 상태로 변하게 되겠지요.

그래서 고장시에는 일반적으로 3상회로는 비대칭이 되므로 계산이 어려워

이를 영상,역상,정상으로 3개의 대칭회로로 분해하여 계산하고 그결과
를

합산하여 해를 구하는 방법이 대칭좌표법 이라고도 합니다.

그리고 삼상을 단상으로 간주하고 각상별로 해석하는 방법도있습니다.

이방법을 클라크좌표법 해석 이라고도 하는데 계산은 해보지 않았습니
다.

단 여기서 각상간의 22.9KV 는 변하지 않습니다. 이 불평형으로 되어버

린 3종의 대지 전압을 백터로 합성을 해보면 단상전압이 되는데 이것이 영상전압 의 3배 값으로 되게 됩니다.

실행하기는 불가하지만 만약에 고압회로에 중성점이 있다면 이중성점과
대지 사이의 전압이라고 말할수있습니다.

이러한 현실적 문제 때문에 영상전압의 개념은 잘사용하지 않습니다.

또한 단락 고장과 지락 고장 해석으로 들어가면 상당히 내용이 깊어지
게 되지만 영상전류를 이해하는데 도움이 될것 같습니다.

전기학원에서는 고장전류 해석을 깊게 들어가지 않지만 수변전실의 모

든 차단장치와 Back-up 방식, 의 기본적인 구성은 고장전류에 의해서 결정 되는것을 기억해 주십시요.

따라서 영상전류는 중요한 기초적인 문제로 해석되고 있습니다,개념의 이해와 차이는 이렇게 중요하지요.

 

 

3,√3      우리카패 특별회원 김동욱선배님의글

√3 을 설명하고 정의하려면 다상교류에서 텔타 결선과 와이 결선을 이야기해야 하

는데 지면상 간단하게 설명합니다, 삼상 교류는 (2/3 π) 120 도 씩 위상 차이가있

는 3종의 단상교류를 한개로 표현한 교류입니다,그리고 삼상교류전압의 각 순시값

의 합은 반드시 0 이 됩니다. 기본적인 정의를 이해 하신경우에는 델타결선

과 와이(성형)결선에 관해서 이야기 드립니다, 와이 결선의 특징은 선전류와 상전

류가 같고 선간전압은 상전압보다 위상이 ( π/6) rad 30도 앞서며 크기는 √3배 가

됩니다. 그리고 델타 결선은 선간전압과 상전압이 같고 선전류는 상전류보다 위상

은 반대로( π/6) rad 만큼 늦어지고 크기는 √3 배가 됩니다.

변압기결선은 3상전원에서 2상의 전압을 얻고자할때 스코드결선(티결선), 우드부리

지결선, 메이어결선 그리고 3상전원에서 6상전압을 얻고자할때는 포크결선, 2중성형

결선, 2중 3각결선, 환상결선 이있고 그리고 가장많이사용하는 단상변압기 3대로 3

상에 전압을 얻는 스타 델타결선이 있습니다 그런데 여기서 √3은 스타결

선에서 변압기 1대에서 상전압과 선간전압(변압기2대의 선간전압) 을 볼때 1대의 상

전압은 선간전압 나누기 √3 배만큽 적고 또 선간전압(변압기2대의 선간전압) 은 상

전압보다 √3배가 큽니다 그래서 계산상으로 보면 변압기1대 상전압 220V * √3 =

380V 가 나오는겁니다 반데로 상전압은 √3 배적으므로 380V/√3 =220V

가 나오겠죠 그러나 델타결선에서는 변압기 1대 상전압이나 변압기2대 선간전압이

나 같습니다 그래서 3상에서 전력계산할때 스타에서는 전력 = √3 * 전압 * 전류 이

고 댈타는 전력 = 3 * 전압 * 전류 입니다 ..... 더자세한것은 김동욱선생님께서 말

씀 해주시면 감사하겠 습니다.....

그러나 기본교류회로 에서는 위상이 R,L,C, 경우가 각각 다르게 표현되므로 혼란

이 없도록 구분해야 합니다, 아시겠지만 R 만의 회로에서는 전압전류의 위상은 동위

상이고, L 만의 회로에서는 전류는 전압보다 π/2 만큰 뒤지고,전압은 반대로 전류보

다 π/2 만큼 앞서게 됩니다. 그리고 C 만의 회로는 전압은 전류보다

2 π/2 90도 만큼 뒤지게되고 반대로 전류는 전압보다 π/2 만큼 앞서게 됩니다. 이것

을 반드시 기억해주시고 혼란없이 구별해 주세요.

수변전실 저압 판넬 (흔히 큐비쿨) 상부를 바라보면 380v /220v 이라고 적혀있는 표

시를 보게 될것 입니다.

여러분들은 이것을 무엇이라고 알고있는지요?

아마도 일반적으로는 380v 와 220v 전원을 사용할수 있다는 표시로 알고있을것입니

다, 모두들 그렇게 알고있나요?

제가 말한것 처럼 알고 있다면 여러분은 잘못 알고있고 그것은 일본식표현 방법입니
다.
정확하게 학술적으로 말하면 그것은 상전압과 선간전압을 나타내는 말입니다, 통상

적으로 3상 인경우에는 √3 이 연관되어있지요, 380v 를 √3 으로 나누어 보세요

220v 가 됩니다,즉 상전압이 됩니다,다음에는 √3으로 곱해보세요 다시 선간전압인

380v 로 됩니다.전력공학에서 다상교류를 살펴보시면 자세한 부연 설명이 있으니 참

고하시고, 그럼 본론으로 들어가겠습니다, 님께서 올려주신 질문은 변압기 결선및

이용방법 부터 이야기를 해야 하는데 생략하고 간단하게 말씀을 드립니다, 단상변압

기를 이용하여 3상 전압을 발생시키기 위해서는 몇가지 조건이있습니다.

크기(용량)주파수,전압등의 정격이 같아야 하고,권선의 저헝과 누설리엑턴스,여자전류등이 같아야 합니다.
3상 220v 는 외국의 전압공급방식과 주파수 방식의 차이에서 파생적으로 만들어진 방식입니다.
과거외국의 전산기기(80년대 IBM 제품)는 일반적으로 110v,120v, 또는 208v 를 사용

하며 주파수역시 50~55 hz를 주로 사용하였지만 우리는 60hz를 사용합니다, 따라서

기기를 사용하기 위해서는 주파수의 경우에는 보정을하여 사용하였지만 전압이 문제
가 되었습니다.

모터를 기동시키기 위해서는 보편적으로 델타-텔타 결선을 사용합니다.

가장큰 장점은 대전류에 적합하고 1상이 고장나도 V 결선으로 사용이 가능합니다,

그러나 중성점을 접지할수가 없어서 지락시 사고의 검출이 곤란합니다.

그러나 최근에는 삼상변압기를 텔타-와이 결선으로 사용하고있지요,2차 권선의 전압

이 1/√3 이되어 승압에 적당합니다,특히 2차 부하에 고조파 발생원의 부하가 있으
면 유용하게 채택을 할수가있어 널리 사용합니다.

원론으로 다시 돌아와 외국기기를 110V 에 맞도록 기동하기 위해서는 3상3선식220V

를 만들고 중성선(N) 을 이용하여 110V를 사용하고(결과적으로 3상4선식220/110 이

됨) 누설전류를 차단하기위한 누전차단기( ELB)를 설치하기 위해서 사용되었고 저압

인 경우에 3상4선식 처럼 전등과 동력을 겸해서 사용할수가 있었던 것입니다, 결과
적으로 110V를 사용하기위한 방안입니다.

 

 

출처 : 보일러,냉동,가스,건축설비

글쓴이 : leemingu 원글보기

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