2상전력

2상전력(two-phase electric power), 2상교류는 20세기 초의 다상 교류 전력 분배 시스템이었다. 두 개의 회로가 사용되었으며, 전압 위상은 1/4 주기, 즉 90°만큼 차이가 났다. 일반적으로 회로에는 각 상에 두 개씩 총 네 개의 전선이 사용되었다. 드물게는 더 큰 직경의 공통 전선을 포함하여 세 개의 전선이 사용되기도 했다. 일부 초기 2상 발전기는 물리적으로 상이 어긋나게 감겨 2상전력을 제공하는 두 개의 완전한 회전자 및 계자 어셈블리를 가졌다. 1895년 나이아가라 폭포에 설치된 발전기들은 당시 세계 최대의 발전기였으며, 2상 기계였다. 3상 시스템이 결국 전력 전송 및 활용을 위한 원래의 2상전력 시스템을 대체했다. 활성 2상 분배 시스템은 필라델피아 중심부에 남아 있는데, 이곳의 많은 상업용 건물들은 영구적으로 2상으로 배선되어 있다.Company advertising services for two-phase: http://www.phillyfacility.com/two_phase.htm 그리고 코네티컷주 하트퍼드에도 남아 있다.
 단상 전력과의 비교 
단상에 비해 2상전력의 장점은 간단하고 자가 시동이 가능한 전동기를 허용했다는 점이다. 전기공학의 초기에는 상이 완전히 분리된 2상 시스템을 분석하고 설계하는 것이 더 쉬웠다. 1918년 대칭 성분법이 발명되고 나서야 다상 전력 시스템은 불균형 부하 경우를 설명하는 편리한 수학적 도구를 갖게 되었다. 2상 시스템으로 생성된 회전 자기장은 단상 유도전동기로는 불가능했던 (추가적인 시동 수단 없이) 영 전동기 속도에서 돌림힘을 제공할 수 있게 했다. 2상 작동을 위해 설계된 유도 전동기는 콘덴서 시동 단상 전동기와 유사한 권선 구성을 사용한다. 그러나 2상 유도 전동기에서는 두 권선의 임피던스가 동일하다.

2상 회로는 또한 이상적인 부하에 일정한 결합 전력을 공급하는 장점이 있는 반면, 단상 회로의 전력은 전압과 전류의 영점 교차로 인해 선 주파수의 두 배로 맥동한다.

 3상 전력과의 비교 
3상전력은 동일한 전압과 전체 전력에 대해, 동일한 허용 전류 용량을 가진 2상 4선 회로에 비해 더 적은 도체 질량을 필요로 한다.Terrell Croft and Wilford Summers (ed), American Electricans' Handbook, Eleventh Edition, McGraw Hill, New York (1987)  page 3–10, figure 3–23 상업용 전력 분배를 위해 2상전력을 대체했지만, 2상 회로는 특정 제어 시스템에서 여전히 발견된다.

2상 회로는 일반적으로 두 개의 별도 전류 전달 도체 쌍을 사용한다. 대안으로 세 개의 전선을 사용할 수도 있지만, 공통 도체는 위상 전류의 벡터 합을 전달하므로 더 큰 도체가 필요하다. 그러나 평형 3상 전류의 벡터 합은 0이므로 중성선을 없앨 수 있다. 전력 분배에서 4개가 아닌 3개의 도체만 필요하다는 것은 도체 및 설치 비용으로 인해 상당한 분배선 비용 절감을 의미했다.

2상 및 3상 회로 모두 이상적인 부하에 대해 일정한 결합 전력을 가지지만, 전동기와 같은 실제 장치는 2상 시스템에서 전력 맥동으로 인해 영향을 받을 수 있다. 이러한 전력 맥동은 자기변형으로 인한 변압기 및 전동기 적층판의 기계적 소음 증가와 발전기 및 전동기 구동축의 비틀림 진동을 유발하는 경향이 있다.

2상전력은 스코트 결선에서 두 개의 변압기를 사용하여 3상 전원에서 파생될 수 있다. 한 변압기의 1차측은 공급 전원의 두 상에 걸쳐 연결된다. 두 번째 변압기는 첫 번째 변압기의 중앙 탭에 연결되며, 3상 시스템의 상간 전압의 86.6%에 맞게 감겨 있다. 변압기의 2차측은 시간상 90도 떨어진 두 상을 가지며, 평형 2상 부하는 세 공급 상에 균등하게 평형될 것이다.

 같이 보기 
 다상 시스템
 회전 변환기
 단상 전력
 분할상 전력
 3상전력

 각주 
 특정 참고 자료

 일반 참고 자료

 도널드 G. 핑크 및 H. 웨인 비티, 표준 전기 기술자 핸드북, 제11판, 맥그로힐, 뉴욕, 1978, 
 에드윈 J. 휴스턴 및 아서 케넬리, 최근 유형의 발전기-전동기 기계, 저작권 아메리칸 테크니컬 북 컴퍼니 1897, P. F. 콜리어 앤 선즈 뉴욕, 1902

분류:전력
분류:교류 전력