전압강하식의 의미를 실무자와 전기기사, 전기산업기사 등 전기관련 수험자 모두 이해할 수 있도록
공식 유도 과정과 벡터도, 계산법까지 자세히 정리했습니다.
1) 전압강하식의 의미란?
전기 회로에서 부하에 도달하는 전압은, 전선의 저항과 리액턴스로 인해 감소하게 됩니다.
이때 감소된 전압을 계산하는 식이 바로 전압강하식입니다.
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| 전압강하 계산식 |
계수 I는 선에 흐르는 전류이므로, 전압강하는 결국 전기방식, 전류, 선로의 저항, 리액턴스, 역률에 영
향을 받게 됩니다. 다시 정리하면
※ 전압강하에 영향을 주는 요소
① 전기방식 (단상 2선, 단상3선, 3상3선)
② 선로에 흐르는 전류
③ 선로의 저항, 리액턴스
④ 역률
2) 전압강하식 벡터도
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| 전압강하 벡터도 |
먼저 간단하게 그리면 보통 선로에 흐르는 전류는 전압보다 느린 지상전류가 흐르게 됩니다.
(선로에는 C보다는 L부하가 많기 때문에) 따라서 위와 같이 전류를 전압보다 느리게 작도하고
저항 R에 흐르는 전류는 전압과 동상이기에 IR또한 I와 같이 동일하게 작도합니다.
IX(리액턴스)에 흐르는 전류는 저항에 흐르는 전류와 90° 차이가 나기 때문에 IR을 기준으로 90°
차이가 보이게끔 작도합니다. Vs에서 IZ만큼 뺀 것이 결국 전압강하가 되게 됩니다.
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| 전압강하 벡터도 및 계산 공식 |
위와 같이 벡터도를 작성하고 결국 중요한 것은 전압강하 계산식을 구하는 것이기 때문에,
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| 전압강하 계산식 |
위와 같이 나타낼 수 있으며 , 허수부가 계산에서 제외된 이유는 너무 작기때문에 실용상 계산시에는 빼고 계산을 하기 때문입니다.
3) 전압강하 계산 예시
예) 단상 2선식, 거리 30m, 전류 20A, R=0.5Ω/km, X=0.2Ω/km, 역률 cosθ = 0.9
1. K = 2 (단상 2선식)
2. 선로 저항: 0.5Ω/km × 0.03km = 0.015Ω
3. 리액턴스: 0.2Ω/km × 0.03km = 0.006Ω
전압강하 e = 2 × 20 × (0.015×0.9 + 0.006×√(1−0.9²))
≈ 2 × 20 × (0.0135 + 0.0026) = 0.644V
👉 전압강하는 약 0.64V 발생함.
4) 전압강하 허용 기준
- 저압 수전: 전체 전압의 5% 이내
- 고압 수전: 전체 전압의 3% 이내
- 특고압 수전: 전체 전압의 2% 이내
위의 전압강하 내용은, 케이블의 허용 전압강하 및 케이블 굵기 계산등에 적용되므로 꼭 알고 있어야할 핵심 내용중 하나 입니다.
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