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평형 3상에서 스타(와이) 결선의 경우, 3개의 상 요소가 공통 스타 지점에서 만납니다. 선간 전압은 상 전압의 √3배이며, 선 전류는 상 전류와 같습니다. 평형 델타 결선의 경우, 3개의 상 요소가 폐루프를 형성합니다. 선간 전압은 상 전압과 같으며, 선 전류는 상 전류의 √3배입니다.
이러한 관계가 특정 결선 방식을 보편적으로 더 우월하게 만들지는 않습니다. 올바른 해석은 다음 사항에 따라 달라집니다. 결선이 존재하는 위치: 전원부, 변압기 내부, 모터 또는 부하 권선, 또는 하위 배전 설비 등입니다. 시스템 전압, 접지 방식 및 정확한 장비 문서가 결정적인 요소로 남습니다.
스타(Y) 결선 vs 델타 결선: 빠른 비교
| 비교 포인트 | 스타(Y) 결선 | 델타 결선 |
|---|---|---|
| 기본 토폴로지 | 각 상 요소의 한쪽 끝이 공통 스타 지점에 연결됨 | 3개의 상 요소가 폐루프 형태로 끝과 끝이 연결됨 |
| 선간 전압 및 상 전압 | VL = √3 × Vph |
VL = Vph |
| 선 전류 및 상 전류 | IL = Iph |
IL = √3 × Iph |
| 중성점 | 스타 포인트가 존재하며, 중성 도체로 인출될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다 | 고유 중성점 없음 |
| 부하에 의해 사용되는 도체 | 3선식, 설계상 제공 및 요구되는 경우 중성선 포함, 그리고 해당되는 경우 보호 접지 | 일반적으로 3선식과 보호 접지; 접지 방식은 여전히 다양함 |
| 일반적인 사용 이유 | 정의된 권선 전압 또는 선간-중성선 전압에 대한 접근 | 정의된 권선 전압 또는 3선식 부하 연결 |
| 주요 검증 | 성형 결선 처리, 중성선 가용성, 선간 전압 및 장비 정격 | 선간 전압, 접지 방식 및 장비 정격 |
이 표는 평형 정현파 3상 전기 시스템을 가정합니다. 불평형, 고조파, 접지 임피던스 및 장비 구조는 기본 연결 명칭을 변경하지 않고도 전류 분배 및 보호 동작을 변화시킬 수 있습니다.
두 가지 연결이 형성되는 방식
동일한 3개의 상 요소 또는 권선 A, B, C를 고려하십시오.
In 스타/와이(Star/Wye), 각 권선의 한쪽 끝이 공통 지점에서 결합됩니다. 나머지 세 끝은 3개의 라인에 연결됩니다. 따라서 각 권선은 한 라인과 스타 포인트 사이의 전압을 인가받습니다. 스타 포인트가 외부로 인출되어 중성선으로 의도적으로 사용되는 경우, 시스템 설계 내에서 선간-중성선 부하를 연결할 수 있습니다.
In 델타, 각 권선의 끝이 다음 권선의 시작 부분에 연결되어 삼각형을 형성합니다. 3개의 라인 도체는 세 모서리에서 연결됩니다. 각 권선은 두 라인 사이에 직접 위치하므로 전체 선간 전압을 인가받습니다.
동일한 형태가 발전기 권선, 변압기 권선, 모터 권선 또는 3상 부하 뱅크를 설명할 수 있습니다. 방정식은 여전히 유용하지만, 각 위치에서의 설계 결과는 다릅니다.
선간 전압, 상전압 및 전류
다음 표기법을 사용하십시오:
VL: 두 선 도체 간에 측정된 전압;Vph: 하나의 위상 요소 또는 권선에 걸리는 전압;IL: 하나의 선 도체에 흐르는 전류;Iph: 하나의 위상 요소 또는 권선을 통과하는 전류.
평형 스타 결선의 경우:
VL = √3 × Vph그리고IL = Iph
평형 델타 결선의 경우:
VL = Vph그리고IL = √3 × Iph
선간 전압 400 V를 사용한 계산 예시
다음과 같은 평형 시스템을 가정합니다: VL = 400 V.
- 스타 결선에서 각 상 요소에 인가되는 전압은 다음과 같습니다:
400 ÷ √3 ≈ 231 V. - 델타 결선에서 각 상 요소에 인가되는 전압은 다음과 같습니다:
400 V. - 델타 결선 부하가 다음의 전류를 소비하는 경우
30 A선전류, 해당 상 요소 전류는30 ÷ √3 ≈ 17.3 A. - 스타 결선 부하가 다음의 전류를 소비하는 경우
30 A선전류, 각 상 요소 또한 다음을 흐르게 함30 A.
이는 관계 계산일 뿐, 장비를 재연결해도 된다는 허가가 아닙니다. 동일한 전원에서 권선을 스타 결선에서 델타 결선으로 변경하면 해당 권선에 인가되는 전압이 바뀝니다. 이것이 허용되는지 여부는 모터 또는 장비 명판, 결선도 및 제조업체 지침을 통해 확인해야 합니다.
더 광범위한 3상 기본 원리에 대해서는 다음의 VIOX 비교 자료를 참조하십시오. 단상 및 3상 전력.
먼저 연결이 존재하는 위치를 파악하십시오
많은 스타-델타 오류는 한 계층의 올바른 규칙을 다른 계층에 적용하기 때문에 발생합니다.
| 연결 계층 | 스타 또는 델타가 설명하는 것 | 확인해야 할 사항 |
|---|---|---|
| 전원 또는 발전기 | 전원 권선이 선간 전압과 가능한 기준점을 설정하는 방법 | 공칭 시스템 전압, 주파수, 접지 및 중성점 처리 |
| 변압기 권선 | 각 변압기 측의 연결 방식 | 명판 벡터 그룹, 전압비, 접지, 위상 변위 및 시스템 연구 요구 사항 |
| 모터 권선 | 인가된 선간 전압에 대한 고정자 권선의 연결 방식 | 모터 명판, 단자 다이어그램, 접근 가능한 권선 단부 및 기동 방식 |
| 3상 부하 | 동일하거나 동일하지 않은 3개의 위상 요소가 연결되는 방식 | 정격 요소 전압, 전류, 평형 및 중성선 필요성 |
| 플러그, 소켓 또는 PDU | 연결이 전달해야 하는 도체 및 전압 시스템 | 전압, 전류, 극, 중성선, 보호 접지, 주파수 및 기계적 코딩 |
| 보호 및 모니터링 | 장치가 측정하거나 차단하는 전압 및 전류 | 실제 선전류, 고장 경로, 시스템 토폴로지, 접지 및 제품 인증 |
델타 결선 모터는 공급되는 선간 전압, 접지 시스템 및 모터 정격이 호환되는 경우 와이 결선 변압기 2차측으로부터 전원을 공급받을 수 있습니다. 전원과 부하는 동일한 내부 권선 형태를 사용할 필요가 없습니다. 일치해야 하는 것은 이들 사이의 전기적 인터페이스입니다.
성형점(Star Point), 중성선 및 보호 접지는 서로 다릅니다
스타 결선은 공통점을 생성하지만, 세 가지 별도의 질문이 남습니다:
- 그 스타 포인트가 장비 외부에서 접근 가능한가?
- 의도적으로 접지되었거나 다른 방식으로 기준 전위가 설정되었는가?
- 중성선이 부하로 분배되는가?
따라서 스타 결선 전원은 중성선이 인출되지 않을 때 3선식 시스템에 전력을 공급할 수 있습니다. 반대로, 중성선이 존재한다고 해서 필요한 경우 별도의 보호 접지 및 본딩 설계를 해야 할 필요성이 사라지는 것은 아닙니다.
델타 결선은 고유한 중심 중성점이 없지만, 그렇다고 해서 모든 델타 시스템이 단순히 “비접지” 상태인 것은 아닙니다. 델타 시스템은 설치 환경과 관할 구역에 따라 다양한 접지 방식을 사용할 수 있습니다. 접지 설계는 고장 전류, 절연 응력, 보호 및 SPD 선정에 영향을 미치므로, 삼각형 기호만 보고 판단해서는 안 됩니다.
모터 명판의 스타 및 델타 결선
모터 결선은 각 권선에 인가되는 전압에 의해 결정됩니다. IEC 방식의 이중 전압 모터 명판에는 기호와 함께 다음과 같은 두 가지 전압이 표시될 수 있습니다. 230/400 V Δ/Y 나 400/690 V Δ/Y. 이 예시에서 낮은 전압은 델타 결선과 관련이 있고 높은 전압은 스타 결선과 관련이 있는데, 이는 스타 결선이 VL/√3 각 권선에만 적용되기 때문입니다.
예시만 보고 일반화하지 마십시오. 해당 모터에 대한 정확한 표시 순서, 단자 다이어그램 및 제조업체의 문서를 확인하십시오. IEC 60034-8:2026 은 일반적인 회전 기기 애플리케이션을 위한 권선 연결 지점 식별, 단자 표시, 회전 방향 및 결선도를 다룹니다.
모터는 또한 의도된 연결을 위해 필요한 권선 끝단에 접근할 수 있어야 합니다. 이 기사는 단자 점퍼 절차를 제공하지 않으며, 잘못된 재연결은 권선에 과전압을 유발하거나, 회전을 역전시키거나, 상 단락을 일으킬 수 있습니다.
스타-델타 기동은 별도의 결정 사항입니다.
스타-델타 기동기는 가속 중에 모터를 일시적으로 스타 결선으로 연결한 다음 정상 운전을 위해 델타 결선으로 변경합니다. 동일한 모터를 동일한 선간 전압에서 비교할 때, 이론적인 스타 기동 선전류와 기동 토크는 해당 델타 값의 약 3분의 1입니다. 감소된 토크는 이 방식이 모든 부하에 적합하지 않음을 의미합니다.
또한 공급 전압에서 델타 결선으로 운전하도록 설계된 모터, 접근 가능한 권선 끝단, 그리고 올바르게 설계된 전환 및 보호 체계가 필요합니다. 제어 시퀀스와 구성 요소 경계에 대해서는 전용 VIOX를 사용하십시오. 스타-델타 기동기 가이드 기본적인 스타/델타 다이어그램을 기동기 설계로 취급하는 것보다는 말입니다.
변압기 연결은 자체적인 사양이 필요합니다.
3상 변압기는 스타-스타, 델타-델타, 델타-스타 또는 스타-델타 권선을 사용할 수 있습니다. 연결 방식은 전압 관계 이상의 영향을 미치며, 전체 변압기 사양에는 중성점 가용성, 접지, 위상 변위, 영상분 동작, 고조파 및 병렬 운전 호환성도 포함될 수 있습니다.
IEC 60076-1:2011 전력 변압기에 대한 일반적인 요구 사항을 정의하며, 그 범위 내에 결선 및 정격 기호 요구 사항을 포함합니다. 장비 선정 시에는 전체 변압기 명판과 벡터 그룹 지정을 사용하십시오. 단순히 간략화된 와이(Wye) 또는 델타(Delta) 다이어그램이 원하는 전압을 제공하는 것처럼 보인다는 이유만으로 변압기를 선정해서는 안 됩니다.
결선 변경이 하위 장비에 미치는 영향
시스템 토폴로지는 장비 선정을 위한 입력 요소이며, 장비 데이터시트를 대체할 수 없습니다.
산업용 플러그, 소켓 및 PDU
중성선이 필요 없는 3상 부하는 다음을 사용할 수 있습니다: 3P+E 커넥터 배열, 반면 중성선이 필요한 장비는 다음이 필요할 수 있습니다: 3P+N+E. 해당 결정은 상위 전원이 와이(Wye)인지 델타(Delta)인지 여부뿐만 아니라 부하 도체 및 전압 요구 사항에 따라 달라집니다.
IEC 60309 액세서리는 전압, 전류, 주파수, 극 배열, 접지 접점 및 치수 호환성에 따라 선정됩니다. VIOX IEC 60309 산업용 플러그 및 소켓 가이드 는 핀 배열, 클록 위치, 정격 전류 및 IP 등급 선택 사항을 설명하며, 여기서는 중복하지 않습니다. 현재 일반 요구 사항 판은 IEC 60309-1:2021.
회로 보호 및 모터 제어
회로 차단기, 모터 보호 장치, 접촉기 및 과부하 릴레이는 실제 회로 전류, 전압, 부하 유형, 설치 위치 및 적용 가능한 조정 요구 사항에 따라 선택해야 합니다. 장치가 선전류를 전달하는 경우 상전류를 적용하지 마십시오. 또한 “델타(Delta)”라는 단어가 더 높은 허용 정격을 보장한다고 가정하지 마십시오.
스타-델타 기동기에서 각 접촉기나 과부하 장치의 위치에 따라 해당 장치가 전달하거나 측정하는 전류가 달라집니다. 이것이 바로 모터 제어 설계에 회로도와 제조사의 조정 데이터가 필요한 이유입니다. VIOX AC 접촉기 는 연결 명칭만으로 판단해서는 안 되며, 실제 부하에 대한 선언된 작동 정격 및 사용 범주에 따라 평가되어야 합니다.
SPD 및 모니터링 릴레이
SPD(서지 보호 장치)는 전기 시스템 전압, 보호 모드 및 접지 토폴로지와 일치해야 합니다. 접지된 Y 결선용으로 설계된 장치를 델타 결선이나 임피던스 접지 시스템에 자동으로 적용할 수는 없습니다. VIOX MCOV 및 SPD 전압 가이드 는 별도의 검증 워크플로우를 제공합니다.
3상 모니터링 릴레이는 선간 전압만 측정하는지 또는 중성선 기준을 사용하는지에 따라, 그리고 제공하는 결함 기능에 따라 차이가 있습니다. 선택하기 전에 모니터링할 도체와 전압 범위를 확인하십시오. VIOX 3상 전압 모니터링 릴레이 가이드 는 이러한 기능들이 어떻게 구분되는지 보여줍니다.
실무 검증 규칙
장비를 선택하거나 연결하기 전에 다음 6가지 항목을 기록하십시오:
- 연결 위치: 전원, 변압기 권선, 모터/부하 권선 또는 하위 인터페이스.
- 측정 전압 기준: 선간 전압 또는 상간 전압.
- 필요한 권선 또는 소자 전압: 정확한 명판 또는 설계 문서에서 발췌.
- 중성선 및 접지 구성: 성형 결선(star point)의 접근 가능 여부 및 중성선 분배 여부를 포함.
- 실제 선 전류 및 부하 유형: 도체, 스위칭 및 보호에 사용됩니다.
- 증거: 명판, 단자 다이어그램, 시스템 단선 결선도, 데이터시트 및 해당 제조업체 또는 표준 문서.
어떤 항목이라도 알 수 없는 경우, “Star” 또는 “Delta”만으로는 장비를 선택하기에 충분한 정보가 아닙니다.
일반적인 오해
- “Star는 항상 4선을 의미합니다.” 스타 포인트는 존재하지만 중성 도체가 인출되지 않을 수 있습니다.
- “Delta는 접지가 없습니다.” Delta는 고유한 중성점이 없지만, 여러 가지 접지 방식이 가능합니다.
- “델타 결선이 항상 더 강력하거나 효율적이다.” 전력과 효율은 단순히 결선 방식의 명칭이 아니라, 올바르게 정격이 지정된 전원, 권선, 부하 및 동작 지점에 따라 결정됩니다.
- “와이(Wye) 전원에는 와이 결선 모터가 필요하다.” 전원과 모터 권선 구성은 별개의 계층이며, 선간 전압 인터페이스와 장비 정격이 일치해야 합니다.
- “스타-델타 기동은 단지 배선 선호도일 뿐이다.” 이는 모터, 부하, 전환 및 보호 제약 조건이 따르는 감전압 기동 방식입니다.
자주 묻는 질문
스타(Star)와 와이(Wye)는 동일한 것입니까?
네. 스타와 와이는 동일한 Y자형 결선을 의미합니다. “와이(Wye)”는 북미 지역 용어에서 특히 흔히 사용됩니다.
스타 결선과 델타 결선 중 어느 것이 더 나은가요?
어느 것이 보편적으로 더 낫다고 할 수는 없습니다. 스타 결선은 권선 전압 관계나 접근 가능한 중성점이 필요할 때 유용합니다. 델타 결선은 권선 전압 관계와 3선식 토폴로지가 장비에 적합할 때 유용합니다. 올바른 선택은 전기 시스템 설계와 명판을 통해 결정됩니다.
스타 결선에는 중성선이 필요한가요?
아니요. 스타 결선은 공통점을 생성하지만, 중성 도체는 해당 지점이 외부로 인출되고 시스템 설계에서 이를 사용할 때만 존재합니다.
델타 결선된 모터를 와이(Wye) 전원에서 구동할 수 있나요?
네, 와이 전원이 델타 결선된 모터에 필요한 선간 전압과 접지 조건을 제공하고 나머지 설치 환경이 호환된다면 가능합니다. 전원 토폴로지와 모터 권선 결선이 명칭상 일치할 필요는 없습니다.
스타-델타 기동은 스타 결선 대 델타 결선과 같은 주제인가요?
아니요. 스타 결선 대 델타 결선은 두 가지 권선 또는 부하 토폴로지를 설명합니다. 스타-델타 기동은 제어된 조건 하에서 이들 사이를 전환하는 특정 모터 기동 방식입니다.
