스코트 결선과 상수 변환

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 7번 나왔습니다

2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2010년 2차 · 2011년 1차 · 2012년 1차 · 2012년 2차 · 2012년 3차 · 2015년 3차 · 2018년 1차

2 쉬운 설명

스코트 결선은 변압기 두 대를 T 자 모양으로 연결해 3상 전원에서 위상차 90도인 2상 전원을 얻는 결선이다. T 자 모양이라서 T결선이라고도 하며, 영문으로는 Scott 결선이라 적는다.

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상(相)은 교류 전압이 몇 가닥인지를 나타낸다. 3상은 세 전압이 서로 120도, 2상은 두 전압이 서로 90도 어긋나 있어 위상 간격이 다르므로, 상 수를 바꾸려면 변압기 결선을 달리해야 한다. 이렇게 입력 전원과 다른 상 수의 전압을 만드는 일을 상수 변환이라 한다. 정류기에서는 상수가 많을수록 직류가 매끄러워지므로 3상 전원을 6상으로 바꿔 쓸 때가 있다.

스코트 결선에서 변압기 두 대는 각각 주좌(M좌) 변압기와 T좌 변압기라 부른다. 권수가 같은 두 대일 때 주좌 변압기는 전권수의 $\dfrac{1}{2}$ 인 중앙에서 단자를 내어 T좌와 연결하고, T좌 변압기는 자신의 권선 중 $\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ (약 0.866) 지점을 이 연결점에 잇는다. 이렇게 해야 두 변압기에서 나오는 전압의 크기가 같고 위상이 90도 어긋난 2상이 된다.

같은 용량의 변압기 두 대로 11000 V 의 3상 간선에서 440 V 의 2상 전력을 얻는 문항에서 권수비는 1차 권수를 2차 권수로 나눈 값이다. 주좌 변압기는 선간전압을 그대로 받으므로 권수비가 $\frac{11000}{440}=25$ 이다. T좌 변압기는 1차 권수가 주좌의 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ 배이고 2차 권수는 주좌와 같으므로 $a_T=\frac{\sqrt{3}}{2}\times25\approx21.65$ 이며, 보기 중 가장 가까운 22 가 답이다. 두 변압기의 용량이 같아도 권수비는 서로 다르다.

3상을 6상으로 바꾸는 결선에는 환상 결선, 2중 3각 결선, 포크 결선, 2중 성형, 대각 결선 등이 있고, 2중 6각 결선은 여기에 들어 있지 않다. 3상을 2상으로 바꾸는 결선에는 스코트 결선, 메이어 결선, 우드 브리지 결선이 있다.

똑같은 두 권선을 주권선과 보조권선으로 쓰는 분상기동형 단상유도전동기의 전원공급장치에는 T결선(스코트 결선)을 쓴다. 두 권선이 똑같으면 두 권선에 크기가 같고 위상이 90도 다른 전압을 걸어 줘야 2상 전동기처럼 돌고, 3상 전원에서 이런 두 전압을 만드는 대표적인 변압기 결선이 T결선이기 때문이다. Y결선과 △결선은 3상을 그대로 3상으로 다루고, V결선은 변압기 2대로 3상 전력을 공급하는 결선이라 90도 위상차의 2상 전압을 만들지 못한다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 3상에서 6상으로 바꾸는 결선은 환상, 2중 3각, 포크이고, 3상에서 2상으로 바꾸는 결선은 스코트, 메이어, 우드 브리지이다.

암기팁 스코트 결선에서 주좌 변압기의 권수비를

a

라 하면 T좌 변압기의 권수비는

\displaystyle a_T=\frac{\sqrt{3}}{2}a

이다.

함정 주의 이름이 낯설면 상 수로 묶어서 판단한다. 우드 브리지 결선은 2상 쪽이라 6상 변환 결선이 아니고, 2중 6각 결선은 6상 변환 결선으로 열거된 것에 들어 있지 않다. 포크, 환상, 2중 3각 결선은 6상 쪽이라 2상 전압을 얻는 답이 될 수 없다.

3상 전원에서 2상 전원을 얻는 결선을 묻는 문항(보기: 스코트 결선, 포크 결선, 2중 델타 결선, 대각 결선)의 답은 스코트 결선이다. 포크 결선은 주로 정류회로에서 상수를 늘리거나 직류 출력의 맥동을 줄이는 데 쓰이는 결선으로 3상을 2상으로 바꾸는 표준 결선이 아니고, 2중 델타 결선은 상수를 늘려(예: 6상) 맥동을 줄이는 데 쓰이며, 대각 결선은 3상을 2상으로 바꾸는 표준 결선으로 알려져 있지 않다.
3상 전원으로 2상 전압을 얻는 결선 방법을 묻는 문항(보기: Scott 결선, Fork 결선, 환상 결선, 2중 3각 결선)의 답은 Scott 결선이다. Fork 결선, 환상 결선, 2중 3각 결선은 3상에서 6상을 얻는 결선이어서 2상 전압을 얻는 결선이 아니다.
3상에서 6상으로 변환할 수 없는 것을 묻는 문항: 보기가 환상 결선, 2중 3각 결선, 포크 결선, 우드 브리지 결선이면 우드 브리지 결선이 답이다(3상을 2상으로 바꾸는 결선). 보기가 2중 성형, 환상 결선, 대각 결선, 2중 6각 결선이면 2중 6각 결선이 답이다(6상 변환 결선에 들어 있지 않다).

체크리스트 더 보기 3개 더체크리스트 접기

권수가 같은 2대의 단상 변압기로 스코트 결선을 할 때 T좌 변압기의 권수는 전권수의 $\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ 인 점에서 택한다. 주좌 변압기는 전권수의 $\dfrac{1}{2}$ 인 중앙에 단자를 낸다. 이 두 값을 짝으로 기억한다.
11000 V 의 3상 간선에서 440 V 의 2상 전력을 얻는 같은 용량 변압기 두 대의 스코트 결선: 주좌 권수비는 $\frac{11000}{440}=25$ 이고 T좌 권수비는 그 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ 배인 약 21.65, 곧 약 22 이다.
똑같은 두 권선을 주권선과 보조권선으로 쓰는 분상기동형 단상유도전동기의 전원공급장치용 변압기 결선은 T결선이다. Y결선, △결선은 3상을 그대로 3상으로 다루고, V결선은 90도 위상차의 2상 전압을 만들지 못한다.