3상 평형회로에서 전압계 V, 전류계 A, 전력계 W를 그림과 같이 접… | [전기공사기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

그림은 3상 평형 Y결선 부하에 대해 전압계 V를 a-b 선간에, 전류계 A를 a상 선로에 직렬로, 전력계 W는 전류코일을 a상 선로에 직렬·전압코일을 a상과 부하 중성점 사이에 접속한 결선이다. 따라서 전력계는 a상 한 상의 전력 P = Van · Ia · cosθ를 지시한다.
Y결선이므로 상전압은 선간전압의 1/√3 이다. Van = 100/√3 ≒ 57.7V, Ia = 30A, P = 1,500W 를 대입하면
cosθ = 1500 ÷ (57.7 × 30) = 1500 ÷ 1732 ≒ 0.866 → θ ≒ 30°
즉 상전압 Van 과 선전류 Ia 의 위상차가 30°이다. 부하 Z가 유도성이므로 전류가 상전압보다 30° 뒤진다고 본다.
구하려는 것은 선간전압 Vab 와 선전류 Ia 의 위상차이다. 상순이 a-b-c인 대칭 3상에서 선간전압 Vab 는 상전압 Van 보다 30° 앞선다. 그러므로 위상차 = 30°(Vab−Van) + 30°(Van−Ia) = 60° 이다.
검산으로 전력계 지시를 선간전압 기준으로 바꿔 써도 된다. P = Vab·Ia·cos(구하는 위상차) 로 두면 cos(위상차) = 1500 ÷ (100 × 30) = 0.5 → 60° 로 같은 값이 나온다. 이런 문제는 전력계 지시가 상전압 기준인지 선간전압 기준인지를 먼저 정한 뒤, 상전압과 선간전압의 30° 차를 더하거나 빼는 것이 핵심이다.