3상 불평형률 계산기

세 상의 전압 또는 전류 값으로 불평형률을 계산합니다. 평균 대비 최대 편차 방식과, 선간전압이면 대칭분 방식(VUF)을 함께 보여 주고 단계별로 판정합니다.

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측정 대상
V
V
V

계산 결과

정상
불평형률(최대 편차)
1.05%
VUF(대칭분)
1.22%
평균
380.00 V
최대 편차
4.00 V (L2-L3)

선간전압 불평형률 1.05% — 정상(사내 판정 기준 2% 주의·3% 경고·5% 위험).

가정: 크기(실효값)만 사용, 위상각 미반영 · VUF는 선간전압 세 값으로 계산한 역상분 ÷ 정상분

계산 과정 펼쳐보기
  1. 1. 평균
    x̄ = (L1 + L2 + L3) ÷ 3
    = (380 + 376 + 384) ÷ 3
    = 380.0000 V
  2. 2. 평균과의 최대 편차
    max|xᵢ − x̄|
    = 0, 4, 4
    = 4.0000 V
  3. 3. 불평형률
    불평형률 = 최대 편차 ÷ 평균 × 100
    = 4 ÷ 380 × 100
    = 1.0526 %
  4. 4. β
    β = (a4 + b4 + c4) ÷ (a2 + b2 + c2)2
    = 0.3334
  5. 5. 대칭분 불평형률(VUF)
    VUF = √[(1 − √(3 − 6β)) ÷ (1 + √(3 − 6β))] × 100
    = 1.2156 %

같은 공식으로 전류·상전압·선간전압 불평형률을 자동 계산하고, 평소보다 나빠지면 알려 드립니다.

실측은 파워첵으로 →

사용법

  1. 측정 대상을 고릅니다 — 선간전압(L1-L2·L2-L3·L3-L1), 상전압(각 상-중성선), 전류(L1·L2·L3).
  2. 같은 시간대에 잰 세 값을 넣습니다. 시간대가 다르면 부하 변동이 불평형처럼 보일 수 있습니다.
  3. 결과의 불평형률과 판정을 확인합니다. 전압은 단계 판정, 전류는 참고 정보로 표시합니다.

공식과 계산 방법

  • 불평형률(%) = max|xᵢ − x̄| ÷ x̄ × 100

    x̄ 세 값의 평균, xᵢ 각 상 값 — 평균에서 가장 많이 벗어난 상 기준

  • β = (a4 + b4 + c4) ÷ (a2 + b2 + c2)2

    a·b·c는 선간전압 세 값

  • VUF(%) = √[(1 − √(3 − 6β)) ÷ (1 + √(3 − 6β))] × 100

    역상분 전압 ÷ 정상분 전압 — 위상각 측정 없이 선간전압 크기만으로 구하는 식

두 방식은 정의가 달라 값이 조금 다릅니다. 파워첵 모니터링 화면의 불평형률은 첫 번째(평균 대비 최대 편차) 방식과 같은 계산입니다.

계산 예제

예제 1. 선간전압 380, 376, 384 V

측정 대상: 선간전압

  1. 평균 = 380 V, 최대 편차 = 4 V(L3)
  2. 불평형률 = 4 ÷ 380 × 100 ≈ 1.05%
  3. VUF ≈ 1.22%

→ 약 1.05% — 정상 범위(사내 기준 2% 미만)

예제 2. 상전압 220, 215, 210 V

측정 대상: 상전압

  1. 평균 = 215 V, 최대 편차 = 5 V(L1·L3)
  2. 불평형률 = 5 ÷ 215 × 100 ≈ 2.33%

→ 약 2.33% — 주의(사내 기준 2% 이상)

기준 요약

  • 판정 단계(전압 불평형 2% 주의·3% 경고·5% 위험)는 파워첵 이상감지와 같은 사내 기준입니다. 계통·설비별 허용치는 관련 규격과 기기 제조사 자료로 확인하세요.
  • 미국 전기제조업협회(NEMA) 전동기 규격 MG 1(14.35)은 전압 불평형이 있는 계통에 쓰는 전동기의 출력 저감(감발)을 권고하고, 5%를 넘는 불평형에서의 운전은 권하지 않는 것으로 소개됩니다(2차 자료).
  • 전류 불평형에는 법정 한계가 없습니다. 단상 부하 배치에 따라 생기므로 값 자체보다 평소 대비 변화가 중요합니다.

기준의 의미와 판단 방법은 가이드 상 불평형은 왜 생기고 어떻게 줄이나요?에서 자세히 설명합니다.

자주 묻는 질문

Q. 선간전압과 상전압 중 무엇으로 계산하나요?

3상 전동기처럼 선간에 연결된 설비의 영향을 보려면 선간전압이 적합하고, VUF도 선간전압으로만 계산합니다. 단상 부하가 많은 3상4선식에서 상별 쏠림을 보려면 상전압이나 전류를 씁니다.

Q. 최대 편차 방식과 VUF는 왜 값이 다른가요?

최대 편차 방식은 세 값의 크기 차이만 보고, VUF는 역상분과 정상분의 비율이라 위상의 영향까지 반영합니다. 작은 불평형에서는 두 값이 비슷하지만 같은 숫자는 아닙니다.

Q. 전류 불평형률이 10%를 넘는데 문제인가요?

전류 불평형은 단상 부하가 상마다 다르게 걸리면 자연히 생기고 법정 한계가 없습니다. 다만 특정 상 전류가 차단기·전선 정격에 가깝거나, 평소보다 갑자기 커졌다면 점검이 필요합니다.

Q. 평균이 0이면 왜 계산이 안 되나요?

불평형률은 평균에 대한 비율이라 평균이 0이면 정의되지 않습니다. 부하가 거의 없는 공회전 상태의 전류 불평형률도 의미가 적습니다.

POWER CHECK로 상시 확인하기

  • 같은 공식으로 전류·상전압·선간전압 불평형률을 자동 계산하고, 평소보다 나빠지면 이상감지에서 알려 줍니다.
  • 상별 전류(평균·최대)를 15분마다 기록해 어느 상이 언제 무거운지 추세로 볼 수 있습니다.

측정 범위와 한계

  • 평균값 대비 최대 편차(크기 비교) 방식입니다.
  • 15분 집계 — 순간 돌입·단락 전류는 기록되지 않을 수 있습니다.
  • 일 단위 판정이며, 설치 후 약 2주간 평소 추세를 학습합니다.
  • 계측기가 설치된 회로만 볼 수 있으며, 누설전류·절연저항·접지저항·단락전류·중성선 전류는 측정하지 않습니다.

출처

  1. Electrical Engineering Portal, 「The influence of voltage unbalance on NEMA motor performance」(NEMA MG 1-14.35 소개, 2차 자료) — https://electrical-engineering-portal.com/voltage-unbalance-nema-motor-performance (확인일 2026-10-12)
  2. IEC Electropedia(IEC 60050) 161-08-09 voltage unbalance(전압 불평형) — 다상 계통에서 상전압 실효값 또는 위상차가 서로 같지 않은 상태 — https://electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=161-08-09 (확인일 2026-10-12)

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