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1[철도신호기사 필기] 11년 2회차
그림과 같은 3상 Y결선 불평형 회로가 있다. 전원은 3상 평형전압 E1, E2, E3 이고, 부하는 Y1, Y2, Y3 일 때 전원의 중성점과 부하의 중성점간의 전위차를 나타내는 식은?
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해설

불평형 Y-Y 회로의 중성점간 전위차는 밀만의 정리로 VNN′=E1Y1+E2Y2+E3Y3Y1+Y2+Y3V_{NN'}=\dfrac{E_1Y_1+E_2Y_2+E_3Y_3}{Y_1+Y_2+Y_3}이다.

그림은 기전력 E1, E2, E3가 중성점 N에서 Y로 묶인 전원과, 어드미턴스 Y1, Y2, Y3가 중성점 N′에서 Y로 묶인 부하가 각 상끼리 이어진 3상 Y-Y 회로다. 전원 중성점 N을 기준으로 두고 부하 중성점 N′의 전위를 V라 하면, N′에 모이는 전류의 합이 0이므로 (E1−V)Y1+(E2−V)Y2+(E3−V)Y3=0(E_1-V)Y_1+(E_2-V)Y_2+(E_3-V)Y_3=0이다.

이를 V에 대해 풀면 V(Y1+Y2+Y3)=E1Y1+E2Y2+E3Y3V(Y_1+Y_2+Y_3)=E_1Y_1+E_2Y_2+E_3Y_3가 되어, 결국 각 상 기전력을 그 상의 어드미턴스로 가중평균한 값이 중성점간 전위차임을 알 수 있다.

분자나 분모에 뺄셈이 들어간 형태는 절점방정식에서 나올 수 없다. 실제로 부하가 평형이면 Y1=Y2=Y3Y_1=Y_2=Y_3이므로 분자가 Y(E1+E2+E3)=0Y(E_1+E_2+E_3)=0이 되어 전위차가 0이 되어야 하는데, 부호가 섞인 식들은 이 성질을 만족하지 못한다.

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