380V와 220V는 어떤 관계인가요? (선간전압·상전압과 √3)

핵심 답변

우리나라 건물·공장의 저압은 대부분 3상 4선식 380/220 V로, 380 V는 두 상 사이의 선간전압이고 220 V는 한 상과 중성선 사이의 상전압입니다. 세 상의 전압은 120°씩 어긋나 있어서 두 상전압의 차이인 선간전압은 상전압의 √3배(약 1.732배)가 되고, 220 V × 1.732 ≈ 380 V가 됩니다. 그래서 같은 변압기에서 3상 전동기 같은 동력 부하는 380 V로, 조명·콘센트 같은 단상 부하는 220 V로 함께 공급할 수 있습니다. 기기를 연결할 때는 명판의 정격 전압이 선간(380 V)인지 상전압(220 V)인지 꼭 확인해야 하며, 계산에서 둘을 바꿔 넣으면 결과가 약 1.73배 틀어집니다.

원리 이해

국제 전기 용어집은 선간전압을 상과 상 사이의 전압으로, 상전압을 다상 계통의 한 상과 중성점 사이의 전압으로 정의합니다^[1·2]. 3상 4선식은 변압기 2차 권선을 별(Y) 모양으로 묶고 그 중심(중성점)에서 중성선을 뽑기 때문에 두 전압을 모두 쓸 수 있습니다.

√3이 나오는 이유는 위상 때문입니다. 크기가 220 V인 두 상전압이 120° 어긋나 있으면, 그 차이 벡터의 크기는 2 × 220 × sin 60° = 220 × √3 ≈ 381 V입니다. 같은 크기의 두 전압이 같은 방향이면 차이가 0, 정반대(180°)면 2배가 되는데, 120°일 때가 그 사이의 √3배인 것입니다. 단상 3선식 110/220 V는 두 외선이 180° 반대라 외선 사이 전압이 2배(220 V)가 되는 점과 대비됩니다.

한눈에 보기

허용 범위는 전기사업법 시행규칙 별표 3의 공급 전압 기준입니다^[4]. 한전 기본공급약관은 계약전력 1,000 kW 미만이면 교류 단상 220 V 또는 삼상 380 V 가운데 한전이 정한 방식으로 공급하도록 정합니다(제23조)^[3].

현장에서 자주 하는 혼동

명판 확인 없이 연결 — 220 V 정격 기기를 두 상(380 V)에 물리면 과전압으로 기기가 손상됩니다. 반대로 380 V 정격 기기를 220 V에 물리면 제대로 동작하지 않습니다.

전력 계산식 — 3상 전력 P = √3 × V × I × 역률의 V는 선간전압입니다. 상전압 220 V를 넣으면 전력이 √3배 작게 나옵니다. 상전압으로 계산하려면 3 × 220 × I × 역률을 씁니다.

계측기 결선 설정 — 계측기를 3상 4선식으로 결선했는데 3상 3선식으로 설정하면 전압·전력이 틀리게 나옵니다.

중성선 끊김 — 중성선이 끊어지면 단상 부하가 두 상 사이(380 V)에 직렬로 걸려 상전압이 크게 흔들리고, 부하가 적은 상의 기기에 과전압이 걸릴 수 있습니다.

확인 순서

1. 누구나 기기 명판의 정격 전압과 상수(단상·3상)를 확인합니다.
2. 관리자 분전반 회로표에서 그 회로가 단상 220 V(상-중성선)인지 380 V(상-상)인지 확인합니다.
3. 자격자 의심되면 테스터로 L-L, L-N 전압을 재서 회로표와 맞는지 확인합니다.

하지 말아야 할 것

• 220 V 기기를 두 상 사이에 연결하지 마세요.
• 3상 계산에 상전압을, 단상 계산에 선간전압을 넣지 마세요.
• 중성선을 접지선으로 대신하거나 접지선을 중성선처럼 쓰지 마세요.

관련 기준과 근거

• IEC 60050-601 선간전압·상전압 정의^[1·2]
• 한전 기본공급약관 제23조 공급방식(단상 220 V·삼상 380 V)^[3]
• 전기사업법 시행규칙 별표 3 표준전압 허용오차(220 V 상하 22 V, 380 V 상하 38 V)^[4]

계산이 필요하면

3상 전류 I = P × 1000 ÷ (√3 × 380 × 역률). 같은 전력을 220 V 단상으로 쓰면 전류가 얼마인지 비교해 보세요.

내용이 틀렸거나 기준이 바뀐 것을 발견하셨나요? 오류 신고하기