2상 전력

2상 전력은 20세기 초 다상 교류 전력 분배 시스템이었다. 두 개의 회로가 사용되었으며, 전압 위상은 사이클의 1/4인 90°씩 차이가 났다. 보통 회로는 각 상마다 2개씩 4개의 와이어를 사용했다. 덜 빈번하게 세 개의 와이어가 사용되었고, 지름이 큰 도체를 가진 공통 와이어가 사용되었다. 일부 초기 2상 발전기는 2개의 완전한 로터와 필드 어셈블리를 가지고 있었으며, 권선은 2상 동력을 제공하기 위해 물리적으로 오프셋되었다. 1895년에 설치된 나이아가라 폭포의 발전기는 당시 세계에서 가장 큰 발전기로 2상 기계였다. 3상 시스템은 결국 송전 및 활용을 위한 원래의 2상 전력 시스템을 대체했다. 펜실베니아주 필라델피아와 코네티컷주 하트포드의 많은 건물들이 영구적으로 2상^[2] 배선을 위해 연결되어 있는 등 2상 분배 시스템은 거의 남아 있지 않다.^[3]

단상 전력과의 비교

단상보다 2상 전력의 장점은 간단하고 스스로 시동하는 전기 모터를 허용한다는 것이었다. 전기공학 초기에는 위상이 완전히 분리되어 있는 2상 시스템의 분석과 설계가 용이했다.^[4] 1918년 대칭 요소들의 방법의 발명이 되어서야 다상 전력 시스템은 불균형 부하 사례를 기술하는 편리한 수학적 도구를 가지고 있었다. 2상 계통으로 생산된 회전 자기장은 전기 모터가 제로 모터 속도에서 토크를 제공할 수 있도록 해 주었는데, 단상 유도 모터로는 (추가적인 시동 수단 없이는) 불가능했다. 2상 작동을 위해 설계된 유도 모터는 커패시터 시동 단상 모터와 유사한 권선 구성을 사용한다. 그러나 2상 유도 모터에서는 두 권선의 임피던스가 동일하다.

또한 2상 회로는 이상적인 부하로 일정하게 조합된 전력을 사용하는 장점이 있는 반면, 단상 회로의 전력은 전압과 전류의 교차가 0이기 때문에 라인 주파수의 2배에서 맥동한다.

3상 전력과의 비교

3상 전력은 동일한 운반 용량의 2상 4와이어 회로에 비해 동일한 전압과 전체 전력에 대해 더 적은 도체 질량을 필요로 한다.^[5] 전기 에너지의 상업적 분배를 위해 2상 전력을 대체했지만, 2상 회로는 여전히 특정 제어계통에서 발견되고 있다.

2상 회로는 일반적으로 두 쌍의 전류를 전달하는 도체를 사용한다. 또는 3개의 와이어를 사용할 수 있지만 공통 도체는 위상 전류의 벡터 합계를 운반하므로 더 큰 도체를 필요로 한다. 그러나 균형 잡힌 3상 전류의 벡터 합은 0이므로 중성선을 제거할 수 있다. 전력 분배에서, 4개가 아닌 3개의 도체만 요구하면 도체와 설치 비용에 따른 상당한 배전 와이어 비용 절감을 나타낸다.

이상적인 부하를 위해 2상 회로와 3상 회로 모두 일정한 결합 전력을 가지고 있지만, 모터와 같은 실용적 장치는 2상 시스템에서 전력 맥동에 시달릴 수 있다.^[4] 이러한 동력 펄스는 발전기와 모터 구동축의 자기 자극 및 비틀림 진동으로 인해 변압기와 모터 층에서 기계적 소음을 증가시키는 경향이 있다.

2상 전력은 Scott 연결에서 2개의 변압기를 사용하는 3상 전원에서 얻을 수 있다. 하나의 변압기 1차는 공급의 두 단계에 걸쳐 연결되어 있다. 2차 변압기는 1차 변압기의 중앙탭에 연결되며, 3상계통에서 위상 대 위상 전압의 86.6%를 감긴다. 변압기의 2차관은 시간상 90도 간격으로 2상 간격을 두고, 3차 공급단계에 걸쳐 균형 잡힌 2상 하중이 균등하게 균형을 이루게 된다.

참고 항목

참조

메모들

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