다상계통
Polyphase system
다상계통은 각 전기 사이클 동안 전력 전달이 일정한 교류(AC) 전력을 분배하는 수단이다. AC 위상은 복수의 전도선에서 AC 사이의 위상 오프셋 값(도 단위)을 말하며, 위상은 색상 코드에서와 같이 해당 단자와 도체를 나타낼 수도 있다. 다상 시스템은 각 도체의 전압파 사이에 정의된 위상과 함께 교류 전류를 전달하는 3개 이상의 전기 도체를 가지고 있다. 3상 전압의 경우 위상 각도는 120° 또는 2μ/[1]3 라디안이다(초기 시스템은 4선 2상 사용). 다상 시스템은 회전하기 위해 교류에 의존하는 전기 모터에 전력을 전달하는 데 특히 유용하다. 가장 일반적인 예는 산업용 응용과 송전에 사용되는 3상 전력계통이다. 단상 2와이어 시스템에 비해 3상 3와이어 시스템은 동일한 도체 크기와 전압에 대해 3배의 전력을 전송한다.
3상 이상의 시스템은 정류기와 전력 변환 시스템에 자주 사용되며, 전력 전송을 위해 연구되어 왔다.
위상수
상업용 전력의 초기에는, 일부 설비에서는 모터에 2상 4와이어 시스템을 사용하였다. 이것들의 주된 장점은 권선형 구성이 단상 캐패시터-시작 모터와 동일하고, 4와이어 시스템을 사용함으로써 개념적으로 그 위상은 독립적이며 그 당시에 사용할 수 있는 수학적 도구로 분석하기 쉽다는 것이었다. [2]
또한 3개의 와이어("핫" 2개 + 공통 중성)를 사용하여 2상 시스템을 구현할 수 있다. 그러나 이것은 비대칭성을 도입한다; 중립의 전압 강하는 정확히 90도 차이를 만들지 않는다.
2상 시스템은 3상 시스템으로 대체되었다. 위상 간 90도의 2상 공급은 스콧 연결 변압기를 이용한 3상 시스템에서 도출할 수 있다.
다상 시스템은 미러 영상 전압이 위상 순서를 향해 계산되지 않도록 위상 회전의 정의된 방향을 제공해야 한다. 두 위상 도체가 180도 떨어져 있는 3와이어 시스템은 여전히 단상일 뿐이다. 그러한 시스템은 때때로 분할 위상이라고 설명된다.
모터스
다상 전력은 특히 유도 모터와 같은 AC 모터에서 회전 자기장을 생성하는 데 유용하다. 3상 또는 그 이상의 위상 공급이 1회 전체 사이클을 완료하면 위상당 2점 모터의 자기장이 360°의 물리적 공간을 통해 회전하게 된다. 위상당 2극 이상의 모터는 자기장의 1회 물리적 회전을 완료하기 위해 더 많은 전원 공급 사이클을 필요로 하기 때문에 이러한 모터들은 더 느리게 작동한다. 회전 자기장을 이용한 유도 모터는 갈릴레오 페라리스와 니콜라 테슬라에 의해 독자적으로 발명되었고 1889년 미하일 돌리보 도브로볼스키에 의해 3상 형태로 개발되었다.[3] 이전에 모든 상용 모터는 DC로, 값비싼 정류기, 높은 유지 관리용 브러시 및 교류 네트워크에서 작동하기에 부적합한 특성을 가지고 있었다. 다상 모터는 단상 모터에 비해 제작이 간단하고 자체 시동하며 진동이 거의 없다.
상위 위상 순서
다상 전원을 사용할 수 있게 되면 적절한 변압기 배치를 통해 원하는 수의 상으로 변환할 수 있다. 따라서 3상 이상에 대한 필요성은 이례적이지만, 3상보다 높은 위상 수가 사용되었다.
1992년과 1995년 사이에 뉴욕 주 전기 가스는 이중 회로 3상 115KV 송전 라인에서 93KV 6상 송전선로로 1.5마일을 운행했다. 1차 결과 23~28마일 이상의 거리에 대해서는 기존의 2회로 115KV 3상선을 6상선으로 운용하는 것이 경제적으로 유리했다.[4]
풍력터빈이 구동하는 다상유도발전기(MPIG)와 연계해 5, 7, 9, 12, 15상을 적용한 다상 발전설계가 제안됐다. 유도 발전기는 로터가 동기 속도보다 빠르게 회전할 때 전력을 생산한다. 다상 유도 발전기는 더 많은 극을 가지고 있고, 따라서 동기 속도가 더 낮다. 풍력터빈의 회전속도는 작동의 상당부분이 단상 또는 심지어 3상 AC전력을 발생시키기에는 너무 느릴 수 있으므로, 위상순서가 높으면 시스템이 회전 에너지의 많은 부분을 전력으로 포착할 수 있다.[citation needed]
한정된 폭의 통행권 내에서 전송 용량을 늘리는 방법으로 고상순서(HPO) 송전 방식이 자주 제안돼 왔다.[5] 필요한 도체 간격은 위상 대 위상 전압에 의해 결정되며, 6상 출력은 위상과 중립 사이의 전압과 인접 위상 사이에 동일한 전압을 가진다. 그러나 도체의 위상각 간 차이가 증가함에 따라 비인접 위상 도체 간의 전압은 증가한다. 도체는 인접하지 않은 위상이 인접 위상보다 더 멀리 떨어져 있도록 배치될 수 있다.
이를 통해 기존 이중 회로 송전선이 기존 케이블 공장에 최소한의 변경으로 더 많은 전력을 공급할 수 있다. 이는 대안이 기존 추가 고전압(EHV, 위상 대 위상 345kV 이상) 전송 라인을 초고전압(UHV, 800kV 이상) 표준으로 업그레이드하는 경우 특히 경제적이다.
대조적으로 3상 출력은 위상 대 위상 전압이 위상 대 중립 전압의 times3 = 1.732배와 같다.
참고 항목
참조
- ^ 첫 번째 다상 시스템: AC 배전을 위한 2상 전력, IEEE 전력 및 에너지 매거진 (제2권, 제2권, 제2권, 제2권, 2004년 3월) [1]
- ^ Terrell Croft, American Electricians Handbook, Sixth Edition, McGraw Hill, 1948, 페이지 54–57
- ^ Ion Boldea, Syed Abu Nasar, Inducation Machine Handbook - CRC Press, 2002, 2페이지
- ^ "High Phase Order Transmission Demonstration" (PDF). CERC-Reactors.com. NY State Electric & Gas.
- ^ Longo, Vito (July 1, 2011). "High-Phase What?". Transmission & Distribution World.