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1. 변압기 병렬운전 조건
변압기 병렬운전 조건 중 몇가지 조건이 반드시 충족되어야 하며, 그렇지 않을 경우 변압기에 과부하가 걸리거나 손상이 발생할 수 있습니다. 변압기를 병렬로 운전하는 이유는 여러 대의 변압기를 동시에 사용하여 보다 효율적으로 전력을 분배하기 위함입니다.
1) 단상 변압기 병렬운전 조건
(1) 극성이 같을 것
극성이 다르면 2차 권선의 동한회로에 2차 기전력이 상쇄되어 권선에 큰 순환전류가 흐르고 변압기가 손상됩니다. 극성의 차이는 변압기의 동작에 심각한 문제를 초래할 수 있으므로 철저히 확인해야 합니다.
(2) 권선비 및 1차 정격전압이 같을 것
각 변압기의 권선비가 다를 경우 2차 기전력의 크기에 차이가 발생해 큰 순환전류가 흐릅니다. 이로 인해 권선에 과부하가 발생할 수 있으며 변압기 효율이 떨어집니다. 1차 정격전압이 다를 경우 변압기의 운전 조건에 맞지 않게 되어 문제가 발생합니다.
(3) % 임피던스가 같을 것
% 임피던스가 다르면 부하의 배분이 고르게 이루어지지 않으며, 한 변압기에는 과부하가 걸리고 다른 변압기는 충분한 출력을 내지 못하게 됩니다. 이는 병렬운전 시 매우 중요한 요소로, % 임피던스가 같아야 각 변압기에 걸리는 부하가 동일하게 분배됩니다.
(4) 저항과 누설 리액턴스 비율이 같을 것
변압기의 내부 저항 및 누설 리액턴스의 비율이 다를 경우 각 변압기에 걸리는 전류의 위상차가 생기며, 이로 인해 동손이 발생하고 효율이 떨어지게 됩니다.
2) 3상 변압기 병렬운전 조건
(1) 상회전 방향이 같을 것
상회전 방향이 다르면 변압기 간의 위상차로 인해 큰 전류가 흐르며 변압기에 손상을 입힐 수 있습니다. 상회전이 동일한지 반드시 확인해야 합니다.
(2) 위상 변위가 같을 것
변압기의 결선 방식에 따라 위상 변위가 달라지게 됩니다. 위상 변위가 다르면 변압기 사이에 전압차가 발생해 순환 전류가 흐르게 되어, 변압기가 고장날 수 있습니다. 따라서 결선 방식에 따른 위상 변위를 맞춰야 합니다.
2. 변압기 병렬 운전 가능 결선과 불가능 결선
병렬운전이 가능한 결선과 불가능한 결선은 변압기의 결선 방식에 따라 달라집니다. 아래는 변압기의 병렬 운전 가능 여부를 표로 정리한 내용입니다.
| 변압 운전 가능 결선 | 변압 운전 불가능 결선 |
|---|---|
| △-△, △-Y, Y-Y, Y-△ | △-Y, Y-△ |
1) 변압 운전 가능 결선
- △-△: 3상 변압기의 표준적인 결선 방식으로, 서로 다른 변압기 간에도 안정적인 병렬 운전이 가능합니다.
- △-Y: 한쪽이 델타 결선이고, 다른 쪽이 Y 결선인 경우, 2차 회로의 상이 맞는다면 병렬 운전이 가능합니다.
- Y-Y: Y 결선 방식으로 이루어진 변압기 간에는 병렬 운전이 가능합니다.
- Y-△: 한쪽이 Y 결선이고, 다른 쪽이 델타 결선인 경우에도 병렬 운전이 가능합니다.
2) 변압 운전 불가능 결선
- △-Y: 델타와 Y 결선 사이에 위상차가 생기며 병렬 운전이 불가능합니다.
- Y-△: Y 결선과 델타 결선 사이의 위상차로 인해 병렬 운전이 불가능합니다.
3. 변압기 병렬운전 조건 설명
1) 정격 전압 및 극성이 같을 것
2차 기전력의 크기가 다르면 변압기 간에 큰 순환전류가 흐르고 변압기가 과부하되어 손상될 수 있습니다. 따라서 변압기 간의 정격 전압 및 극성은 반드시 같아야 합니다.
2) 권선비가 같을 것
권선비가 다르면 2차 권선의 전압 차로 인해 순환 전류가 발생하게 됩니다. 이로 인해 불필요한 전력 손실이 발생하며 변압기 소손의 원인이 될 수 있습니다.
3) % 임피던스가 같을 것
% 임피던스 전압 강하가 ±10% 이내여야 하며, 임피던스가 다를 경우 부하가 고르게 분배되지 않아 한 변압기에 과부하가 걸리거나, 다른 변압기가 비효율적으로 작동할 수 있습니다.
4) 상회전이 같을 것
상회전이 다르면 변압기 간의 위상차로 인해 변압기 사이에서 큰 전류가 발생하여 변압기가 소손될 위험이 있습니다.
5) 용량비가 큰 경우 변압기 병렬 운전을 피해야 함
변압기의 용량비가 클 경우 작은 용량의 변압기에 과부하가 발생할 위험이 있습니다. 일반적으로 변압기의 용량비는 3:1 이내여야 병렬 운전이 안전하게 이루어집니다.
4. 변압기 운전 조건 설명
1) 1, 2차 정격전압 및 극성이 같을 것
각 변압기의 1차 및 2차 정격전압이 다를 경우 순환전류가 발생하며, 이로 인해 변압기 소손 및 과부하가 발생할 수 있습니다. 따라서 정격전압이 동일한 변압기를 사용해야 합니다.
2) 권선비가 같을 것
권선비가 다를 경우 2차 권선에 큰 전압차가 발생하게 되며, 순환전류가 흐르게 됩니다. 이로 인해 전력 손실이 증가하고 변압기가 손상될 수 있습니다.
3) % 임피던스가 ±10% 이내일 것
% 임피던스가 다르면 부하 분배가 고르게 이루어지지 않으며, 한 변압기에 과부하가 걸리게 됩니다. 이를 방지하기 위해 % 임피던스 차이는 ±10% 이내여야 합니다.
4) 각 변압기 상회전이 같을 것
상회전이 다르면 변압기 간의 전류 흐름에 문제가 발생해 변압기 소손의 원인이 될 수 있습니다.
5) 용량차가 심한 경우 변압기 병렬 운전을 피할 것
변압기의 용량비가 클 경우 작은 변압기에 과부하가 발생할 위험이 큽니다. 병렬 운전 시 용량비는 3:1 이내로 유지하는 것이 좋습니다.
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