부하전류 계산 — kW·kVA·역률로 전류 구하는 식
부하전류는 전선 굵기, 차단기 정격, 전압강하 계산이 모두 출발하는 값입니다. 부하를 kW로 받으면 역률이 필요하고, kVA로 받으면 역률 없이 바로 나옵니다.
단상 I = P ÷ (V × cosθ) = S ÷ V
3상 I = P ÷ (√3 × V × cosθ) = S ÷ (√3 × V)
P는 유효전력(W), S는 피상전력(VA), V는 선간전압(V), cosθ는 역률입니다.
전압은 선간전압으로 넣습니다
3상 4선식 380/220 V는 380 V를 넣습니다. 220 V를 넣고 √3까지 곱하면 전류가 √3배로 크게 나옵니다. 단상 3선식 110/220 V는 바깥 두 선 사이 220 V로 계산하고, 두 쪽 부하가 같으면 중성선 전류는 0입니다.
계산 예제
- 3상 380 V, 50 kW, 역률 0.9: I = 50,000 ÷ (√3 × 380 × 0.9) = 84.41 A, S = 50 ÷ 0.9 = 55.56 kVA
- 3상 380 V, 21 kVA: I = 21,000 ÷ (√3 × 380) = 31.91 A (역률 불필요)
- 단상 220 V, 3 kW, 역률 0.9: I = 3,000 ÷ (220 × 0.9) = 15.15 A
- 역산, 3상 380 V에 100 A: S = √3 × 380 × 100 ÷ 1000 = 65.82 kVA, 역률 0.9면 P = 59.24 kW
전동기는 효율을 빼먹기 쉽습니다
전동기 명판의 kW는 축 출력입니다. 전원에서 들어가는 전력은 출력 ÷ 효율입니다. 15 kW, 효율 90 %, 역률 0.85인 전동기는 입력이 15 ÷ 0.9 ≈ 16.67 kW이고, I = 16,670 ÷ (√3 × 380 × 0.85) = 29.80 A입니다. 효율을 빼고 15 kW로 계산하면 26.81 A로 약 10 % 작게 나옵니다. 기동전류는 이와 별도로 봅니다.
이 전류가 쓰이는 곳
여기서 구한 전류가 회로의 설계전류 IB입니다. KEC 212.4.1은 보호장치 정격전류 In, 전선 허용전류 IZ 사이에 IB ≤ In ≤ IZ를, 보호장치가 규약시간 안에 확실히 동작하는 전류 I2에 I2 ≤ 1.45 × IZ를 요구합니다. 부하가 상마다 다르면 상별로 계산해 가장 큰 전류를 씁니다.
계산 결과의 최종 검토·책임은 설계자에게 있습니다. 이 글과 계산기는 계산을 돕는 자료이며, KEC 원문과 공식 해설을 대신하지 않습니다. KEC 원문은 kec.kea.kr에서 볼 수 있습니다.
출처
- 전류 식: 교류 전력의 교과서 공식 P = √3 × V × I × cosθ, P = V × I × cosθ
- 과부하 보호 협조: 한국전기설비규정(KEC) 212.4.1 도체와 과부하 보호장치 사이의 협조