미국에서 208V 단상 및 3상 전압은 상업용 애플리케이션에 사용되는 표준 전압 레벨 중 하나입니다. 이는 트랜스포머 1차 및 2차 권선의 Y-Y(스타-스타), Δ-Y 또는 하이레그 델타 구성에서 파생될 수 있습니다.
이 게시물에서는 단상 및 3상 208V와 추가로 120V 단상 분배 패널 배선을 위해 Y-Y 연결을 고려합니다. 다른 연결 유형은 향후 게시물에서 다룰 예정입니다.
일반적으로 전력 공급업체는 208V와 120V 공급 전압 레벨을 얻기 위해 세 개의 트랜스포머를 설치합니다. 이 세 개의 강압 트랜스포머 1차측은 7.2kV 공급에 연결됩니다. 트랜스포머는 전압을 상업용 건물 및 산업 설비에 적용 가능한 208V와 120V로 낮춥니다.
이런 구성에서 상업용 트랜스포머로부터 다음과 같은 다양한 전압 레벨을 얻을 수 있습니다:
이는 일반적인 설정이며 가전제품 요구사항에 따라 달라질 수 있습니다 (예: 아래 그림과 같이 단상 및 3상 208V 회로 모두에 중성선 필요).
배전 트랜스포머 2차측의 3상 전력이 절연 와이어를 통해 미터함과 안전 스위치를 거쳐 메인 분배 패널로 들어옵니다. 각 라인 또는 핫 와이어는 패널 박스의 별도 버스바에 연결되어 추가 분배됩니다. 3극, 2극, 1극 차단기가 세 버스바 위로 스냅인(금속 트랙이 차단기를 단단히 고정)되어 각 버스바에서 핫을 인출합니다.
120V 및 208V, 1상 & 3상 배선 시스템에서 메인 차단기 패널 내 사용 가능한 전압 레벨은 다음과 같습니다:
Y 및 델타용으로 다양한 제조사에서 설계된 거의 모든 패널 박스는 동일합니다: 3극 차단기용 핫 버스바와 중성선 및 접지용 별도 버스바가 있습니다. 모든 208V-120V 패널은 특히 Y 구성에서 중성선을 가지며, 120V 단상 시스템을 사용할 필요가 없거나 중성선이 필요 없는 특수 3상 모터(예: 폐수 펌프)인 경우를 제외하고는 중성선이 있습니다.
또한 델타 연결에서 중성선이 필요 없는 경우도 있습니다. 이를 제외하면, 배선에 중성선이 필요하든 아니든 거의 모든 구성(델타 또는 Y)에서 접지가 필요합니다.
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208V와 120V 단상 및 3상 차단기와 부하 포인트 배선 방법을 살펴보겠습니다.
다음 튜토리얼은 상업용 또는 해당 주거용 아파트에서 208V 3상 차단기 박스 설치 배선 방법을 보여줍니다.
그림과 같이 3극 차단기가 세 핫 버스바(세 라인 또는 핫 와이어)에 연결됩니다. 3극 MCB 차단기에서 나온 세 핫 와이어, 접지선(필요시 중성선도)을 3상 부하(예: 208V 3상 모터)에 연결합니다.
현지 규정이 허용하는 경우, 세 개의 1극 차단기를 3상 208V 회로에 사용할 수 있습니다. 단, 모든 차단기가 별도 핫 버스바에 연결되고 모든 차단기의 메인 스위치가 함께 연결되어 있어야 합니다(한 스위스로 모든 차단기를 동시에 ON/OFF). 위 그림에 이 경우를 표시했습니다.
3상 208V 기기에서는 4개 또는 5개 와이어가 필요할 수 있으며, 세 와이어는 핫이고 나머지는 접지와 중성선입니다. 예를 들어, 4극 4선 비접지 콘센트(18-15R, 18-20R, 18-30R, 18-50R, 18-60R, L18-20R, L18-30R 등)는 중성선 없이 연결 가능. AG208C3 서지 보호기도 동일하게 4선(중성선 없음)으로 연결. 일부 경우 접지된 중성선이 필요할 수 있으므로 사용 설명서 참조.
반면, 5극 5선 접지 콘센트는 세 핫 와이어와 중성선 + 접지선에 연결 가능 (L21-20R, L21-30R 등).
다음 튜토리얼은 상업용으로 208V 단상 차단기 박스 설치 배선 방법을 보여줍니다.
그림과 같이 2극 차단기를 임의의 두 핫 버스바(핫1&핫2, 핫2&핫3, 핫3&핫1)에 연결합니다. 2극 차단기에서 나온 두 핫 와이어, 접지선(필요시 중성선도)을 단상 부하(예: 208V 온수기)에 연결합니다.
3극 차단기를 208V 단상 회로 및 부하에 사용할 수 있는 특수한 경우가 있습니다. 이렇게 하려면 차단기의 두 핫 출력 와이어를 부하 포인트에 연결하고, 필요시 중성선도 연결. 이렇게 하면 3극 차단기가 단상 208V 회로에 전원을 공급합니다 (위 그림 참조).
알아두기: 3상 시스템에서 시스템을 최대한 균형 있게 유지하는 것은 트랜스포머의 신뢰성 있는 작동을 위해 좋은 관행입니다. 패널 박스에 3극 차단기만 설치된 경우 불평형 시스템 관리가 쉽지만, 3극, 2극, 1극 차단기가 모두 설치되면 상황이 복잡해집니다.
예를 들어, 단상 120V 차단기는 3상 온수기 회로에 비해 매우 적은 전력을 소비합니다. 이렇게 하면 한 트랜스포머가 나머지 두 트랜스포머보다 더 많은 전력을 공급하게 됩니다.
마찬가지로, 대부분의 차단기가 같은 버스바에 설치되면 같은 불평형 시스템 문제가 발생합니다. 반면, 관리자들은 발전소와 배전 그리드 시스템의 신뢰성 있는 작동을 위해 각 핫 와이어에 동일한 암페어가 흐르도록 부하 균형을 유지하기 위해 최선을 다합니다.
전압 불평형 시, Y 연결의 공통점(결과 전류를 운반하는 중성선)은 적절히 접지됩니다(접지 시스템). 이는 부하가 이상적인 경우와 달리 실제로는 균형 잡히지 않기 때문입니다. 또한 중성선 크기는 세 핫 와이어보다 작습니다 (자세한 내용은 현지 규정 참조).
다음 튜토리얼은 208V 3상 패널 박스에서 120V 단상 차단기 박스 설치 배선 방법을 보여줍니다 (조명, 천장 팬 등 주거용 애플리케이션).
아래 그림과 같이 1극 차단기를 임의의 핫 버스바(핫1, 핫2, 핫3)에 연결합니다. 1극 차단기에서 나온 핫 와이어, 중성선, 접지선을 단상 부하(예: 120V 콘센트, 전구, 천장 팬 등)에 연결합니다.
일부 경우, 차단기 출력에서 단일 핫 와이어만 인출하고 중성선 버스바에서 중성선을 부하 포인트에 연결하면 3극 차단기를 단상 120V에 사용할 수 있습니다. 이는 연결된 기기의 암페어 용량에 따라야 합니다.
다음 그림은 208V 3상 구성에서 가능한 세 가지 배선 연결을 모두 보여줍니다.
이 튜토리얼에서는 설명을 위해 다양한 와이어 색상을 사용했습니다. 실제로는 국가전기규정(NEC) 배선 색상 코드나 해당 지역 색상 코드를 따르세요.
208V 단상 및 3상 회로에 NEC + 일반 관행 배선 색상 코드를 다음과 같이 사용했습니다:
208V 3상 시스템에서 핫 와이어 권장 색상은 검정, 빨강, 파랑입니다. 208V에서 전압을 실어 나르는 흰색 와이어가 사용된 경우, 검은색 줄무늬로 덮거나 테이프로 감아 표시해야 합니다. 이렇게 하면 중성선이 아닌 핫 와이어임을 쉽게 식별할 수 있습니다.
전압을 실어 나르는 와이어에 녹색, 녹색-노란 줄무늬, 또는 베어 컨덕터를 사용하지 마세요. 메인 패널 박스 배선에서는 저항과 열을 줄이기 위해 오직 구리선만 사용하세요.
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