3상 전압강하 계산기란?
이 계산기는 평형 3상 케이블 구간에서 발생하는 전압강하를 추정해 줍니다. 전압강하가 과도하면 조명이 어두워지고, 케이블이 과열되며, 불필요한 차단기 트립이 발생하고, 모터 성능이 떨어집니다. 그래서 대부분의 전기설비 기준은 전압강하를 정격전압의 약 3~5% 이내로 제한합니다. 본 계산기는 미터 단위를 사용하며, 모든 평형 3상 교류 회로에 적용할 수 있습니다.
계산 공식
선간(line-to-line) 전압강하는 다음과 같습니다.
$$V_{drop} = \sqrt{3} \times I \times R \times \cos\phi$$여기서 \(I\) = 부하전류(암페어), \(R\) = 편도 도체저항(옴), \(\cos\phi\) = 역률입니다. 도체저항은 다음 식으로 구합니다.
$$R = \frac{\rho \, L}{A}$$이때 \(\rho\) = 저항률 \(\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}\)(구리는 약 0.0175, 알루미늄은 약 0.028), \(L\) = 편도 길이(미터), \(A\) = 단면적 \(\text{mm}^2\)입니다. 전압강하 비율은 \(\frac{V_{drop}}{V_{LL}} \times 100\)로 계산합니다.
사용 방법
부하전류, 편도 케이블 길이, 도체 재질의 저항률, 단면적, 역률, 그리고 선간 시스템 전압을 입력하세요. 계산기는 전압강하 값(V), 전압강하 비율(%), 도체저항, 그리고 부하 측의 최종 전압을 알려줍니다.
계산 예시
400V 시스템에서 30A 부하가 10mm² 구리 도체(\(\rho = 0.0175\)) 50m 구간을 통해 역률 0.9로 급전된다고 가정해 봅시다. 도체저항은 다음과 같습니다.
$$R = \frac{0.0175 \times 50}{10} = 0.0875\,\Omega$$전압강하는 다음과 같습니다.
$$V_{drop} = \sqrt{3} \times 30 \times 0.0875 \times 0.9 \approx 4.09\,\text{V}$$이는 400V의 약 \(1.02\%\)로, 일반적인 허용 한계 이내에 충분히 들어옵니다.
자주 묻는 질문
왜 \(\sqrt{3}\) 계수가 들어가나요? 평형 3상 시스템에서는 선간 전압강하가 상(phase)당 전압강하에 \(\sqrt{3}\)을 곱한 값으로 표현됩니다. 그래서 익숙한 \(\sqrt{3} \, I R \cos\phi\) 식이 나오는 것입니다.
리액턴스도 포함해야 하나요? 이 간략화 모델은 저항만 고려하며, 소단면 케이블에서는 충분히 정확합니다. 다만 대단면 도체와 긴 구간에서는 케이블 리액턴스 \(X\sin\phi\)도 함께 작용해 전압강하를 키우게 됩니다.
편도 길이인가요, 왕복 길이인가요? 편도 길이를 입력하세요. 3상 공식 자체가 도체 배치 구조를 이미 반영하고 있으므로 거리를 두 배로 늘릴 필요가 없습니다.
