보시는 것처럼, 제3고조파는 A, B, C 세 상의 위상이 모두 0도로 완전히 동일합니다.상과 상 사이에 시간적 순서(상회전)가 없이 세 상이 동시에 똑같은 높낮이로 출렁이기 때문에, **"상회전이 없고 세 상의 위상차가 없이 모두 같다(동상)"**라고 설명하는 것입니다.
2. 선간전압에서 제3고조파가 완전히 상쇄되는 수학적 이유
선간전압(두 선 사이의 전압, V_ab)은 두 상전압(각 선과 중성점 사이의 전압)의 **차이(벡터 차)**로 구해집니다.
제3고조파 선간전압 계산식:V_ab3 = V_a3 - V_b3
그런데 앞서 제3고조파는 A상(V_a3)과 B상(V_b3)의 크기와 위상이 완벽히 동일하다고 말씀드렸습니다.수학적으로 크기와 위상이 완전히 같은 두 값을 서로 빼면 다음과 같이 됩니다.
대입식:V_ab3 = V_3 * sin(3wt) - V_3 * sin(3wt) = 0
완벽하게 상쇄되어 0이 됩니다. 즉, 개별 상전압(대지전압)에는 제3고조파가 찌글찌글하게 남아있을지언정, 두 선을 연결해 측정하는 선간전압에는 제3고조파가 완벽히 상쇄되어 측정되지 않는 것입니다.
3. 중성점 접지를 하면 고조파가 제거된 것일까? (중요한 오해 바로잡기)
아닙니다. 오히려 그 반대입니다. 중성점을 접지한다고 해서 고조파가 계통 내부에서 사라져서 제거되는 것은 아닙니다.
접지 시 발생하는 현상: 제3고조파는 세 상이 동상이므로 영상분(Zero-sequence) 전류의 특성을 가집니다. Y결선의 중성점을 접지하게 되면, 이 제3고조파 전류들이 대지로 빠져나갈 수 있는 통로가 열려 중성점 접지선을 타고 대지로 거대한 고조파 전류가 흐르게 됩니다.
유도장해 발생: 이렇게 접지선과 대지를 타고 흐르는 고조파 전류는 인근 통신선에 심각한 전자유도장해를 일으키는 주범이 됩니다. (교재 단점 부분에 "중성점을 접지하면 제3고조파 전류가 흘러 통신선에 유도 장해를 일으킨다"고 명시된 이유가 바로 이 때문입니다.)
진짜 제거 방법: 계통에서 제3고조파가 외부로 흐르지 않게 가두어 제거하려면 Y결선 접지가 아니라, 델타(Δ) 결선을 계통에 조합해야 합니다. 제3고조파가 델타 결선 폐회로 내부를 순환하며 갇히게 되므로 외부에 전압 왜곡을 주지 않고 기전력을 깨끗하게 유지할 수 있습니다.
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