3상 시스템에서 중성선은 어떤 역할을 합니까?

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3상 시스템에서 중성선 도체는 세 상의 부하가 고르게 평형을 이루지 않을 때 전류의 귀로를 제공합니다. 3상 시스템은 위상이 완벽하게 어긋나 있으므로 완벽한 평형 상태에서만 중성선 전류가 0이 됩니다. 대부분의 실제 설비는 불평형 부하를 가지므로, 중성선은 전압 안정에 필수적입니다.

중성선이 불평형 전류를 되돌리는 원리와 완벽한 평형이 일어나지 않는 이유

이론상 3상 간선이 각 상에 하나씩 동일한 부하 세 개에 전원을 공급하면, 세 귀로 전류는 120도 간격으로 정확히 같은 방식으로 전원에 돌아옵니다. 세 파형은 수학적으로 상쇄되고 중성선에는 0암페어가 흐릅니다. 그러나 실제 산업 및 상업 현장에는 동일한 부하 세 개가 존재하지 않습니다. 영화 촬영 현장이라면 L1상에 150암페어의 조명, L2상에 80암페어의 모터 부하, L3상에 60암페어의 충전 장비가 있을 수 있습니다. 세 귀로 전류는 크기와 파형이 서로 달라 상쇄되지 않습니다. 중성선은 세 상이 되돌려야 하는 전류의 벡터 합을 흘립니다. 작을 때도 있고 상당할 때도 있지만 거의 항상 0이 아닙니다. 중성선이 없으면 이 초과 불평형 전류는 갈 곳이 없고, 그 결과 전압 왜곡이 발생합니다.

중성선은 단상과 3상 부하가 혼재하는 시스템에서 특히 중요합니다. 방송 시설은 400암페어를 공급하는 3상 간선을 받아, 상과 중성선 사이에 연결된 조명 부하, 세 상 모두에 연결된 모터 부하, 그리고 부하를 알 수 없는 하위 분전반으로 분배할 수 있습니다. 이러한 혼합 환경에서 중성선은 더 이상 선택 사항이 아닙니다. 모든 단상 부하와 3상 부하의 모든 불평형에 대한 귀로이기 때문입니다. 이런 설비에서 중성선을 제거하거나 헐거워지도록 방치하면 즉시 전압 문제가 발생합니다.

건전한 중성선이 없는 불평형 시스템에서 위험할 정도로 불안정한 전압이 생기는 이유

3상 시스템의 부하가 불평형이면 각 상 전압은 중성점을 기준으로 변동합니다. 중성선 경로가 견고하고 접지가 양호하면 중성점은 중앙에 유지되고 세 상 전압은 모두 거의 같고 대칭을 이룹니다. 그러나 중성선이 단선되거나 고저항 상태가 되면 중성점이 부동 상태가 됩니다. L1상은 중성선이 건전할 때와 다른 전압을, L2상은 또 다른 전압을, L3상은 세 번째 전압을 받을 수 있습니다. 이 변동은 작지 않습니다. 중성점이 부동 상태인 심한 불평형 시스템에서는 다른 상이 거의 무부하일 때 한 상에서 10퍼센트, 20퍼센트 또는 그 이상의 전압 변동이 발생할 수 있습니다. 120/208V 시스템에서 상과 중성선 간 120볼트용으로 설계된 장비는 불평형 정도에 따라 한 상에서 150볼트, 다른 상에서 90볼트를 받을 수 있습니다.

장비는 이러한 전압 비대칭에 제대로 대응하지 못합니다. 모터 컨트롤러, 인버터 (가변 주파수 드라이브), 전원 공급 장치, 조명 안정기는 모두 비교적 대칭적이고 안정된 전압을 전제로 합니다. 그 전제가 깨지면 제대로 작동하지 못합니다. 팬은 느려지거나 멈춥니다. 압축기는 과열됩니다. 조명은 깜박이거나 어두워집니다. 최악의 경우 한 상의 과전압 상태로 반도체 전자 기기가 손상됩니다. 단상과 3상 혼합 부하를 관리하는 투어 업체나 방송 중계차는 전압 불안정을 감당할 수 없습니다. 이러한 환경에서 모든 것을 안정적으로 유지하는 것은 건전한 중성선 경로입니다.

혼합 부하 시스템과 분기 회로 및 변압기의 중성선

산업 시설과 투어 설비는 흔히 3상 주 간선과 강압 변압기를 사용하여 3상 및 단상 분기 회로에 모두 전원을 공급합니다. 대형 행사장은 400암페어 3상 간선을 받아 변압기를 통해 여러 개의 208볼트 및 120 / 240볼트 분전반으로 분배할 수 있습니다. 각 분전반에는 전원까지 본딩된 중성선이 필요합니다. 투어 업체나 영화 제작팀은 3상 간선을 끌어와 분기 회로로 분배하여 모터 부하와 단상 조명에 전원을 공급합니다. 모든 중성선 접속부는 견고해야 합니다. 커넥터의 헐거운 접속부나 접점 문제는 중성선 경로를 열화시키고 불평형 부하 조건에서 전압 변동을 일으킵니다. 중성선은 나타나는 모든 곳에서 양호한 상태여야 합니다.

KUPO Power 커넥터가 중성선 경로를 신뢰성 있게 연결하는 방식

KUPO Power는 K-LOK 400A 및 K-LOK 150A 캠타입 단극 커넥터와 PowerFit 키 방식 단극 커넥터를 제조하며, 이 제품들은 3상 간선 및 분기 회로 설비 전반에서 평형 및 불평형 부하 상황 모두에 걸쳐 모든 도체 (상, 중성선, 접지)를 연결하는 데 사용됩니다. 실무적으로 부하가 불평형일 때 중성선 커넥터는 상 도체만큼의 전류를 흘릴 수 있으며, LED 드라이버나 디머 같은 비선형 부하에서는 그보다 더 많이 흘릴 수 있으므로, 최소한 상 커넥터와 같은 정격이어야 합니다. 캠타입 및 키 방식 접점 인터페이스는 반복적인 결합 및 분리 주기에도 낮은 접촉저항을 유지하도록 설계되어, 시간이 지나도 중성선 접속이 열화되지 않습니다. 렌탈 업체, 행사장, 시설 유지보수팀이 간선 연결에 K-LOK 또는 PowerFit 커넥터를 사용하면 중성선이 어느 상과도 같은 품질과 신뢰성을 갖추게 됩니다. KUPO Power 101 FAQ 허브에서는 중성선 설계와 유지보수가 시스템 신뢰성에 어떻게 연결되는지 전체 그림을 다룹니다.