고민할시간도아껴요
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1. 변압기 1차측 정상 결선도
정상적인 Y-Δ 결선에서는 변압기의 1차측이 Y 결선, 2차측이 Δ 결선으로 구성됩니다. 이때 각 상에 전압이 고르게 분배되고 정상적인 전류가 흐르며, 변압기는 균일하게 동작합니다.
2. 변압기 1차측 결상 후 결선도
1차측 중성점이 접지된 상태에서 한 상이 결상되었을 때, 변압기의 결선 방식과 전압 분포가 변경됩니다. 결상된 상의 전압은 소실되며, 2차측에 흐르는 전압 분포에도 영향을 미치게 됩니다.
3. 1차측 한 상 결상 시 변압기에 미치는 영향
1) 변압기 결선의 변화
1차측 변압기의 a상 결상 시, 2차측 Δ 결선은 여전히 V 결선 형태를 유지하게 됩니다. 하지만 1차측에서 결상이 발생하면 Δ 결선에도 불완전한 전압 분포가 형성되며, 변압기의 정상적인 동작에 지장을 주게 됩니다.
2) 유자속 전압과 위상의 변화
(1) 결상된 a-b 간의 선간전압 Vab는,
$ Vab = Vbc – Vca = Vbc ∠ 0^\circ – Vca ∠ -120^\circ = 1.73 \cdot Vbc ∠ 30^\circ $
따라서 a-b 간의 선간전압은 정상 시 선간전압의 $1.73$배가 되며, 위상은 정상 상태보다 30도 앞서 위상이 이동하게 됩니다.
(2) 변압기 2차측의 선간전압이 증가함으로 인해 2차측 운전 시 변압기 절연에 무리가 가해질 수 있고, 절연 열화 현상을 초래할 수 있습니다.
3) 2차권 혼류에 의한 이상전압
- 1차 권선에 혼류가 발생하면, 중성점 접지 방식으로 인해 큰 전류가 흐르게 되어 이상 전압이 발생할 수 있습니다.
- 이로 인해 2차측에도 전압 변동이 발생하게 되며, 부하 측에 이상 현상을 유발할 수 있습니다.
4) 변압기 과부하
2차측 권선은 3상 부하를 2대의 권선으로 담당하게 되므로 전선에 무리가 가해지고, 변압기 절연이 손상될 우려가 있습니다.
5) 계전기 오동작
동일 모선의 다른 선로에서 고장이 발생하면, 정상적인 전압 감시가 어려워 계전기가 오동작할 가능성이 높습니다. 특히 전압 강하가 정상적으로 감지되지 않을 수 있으며, 이로 인해 보호 장치가 제대로 작동하지 못할 수 있습니다.
6) 지락 사고와 배전 선로가 다른 경우
변압기에서 지락이 발생할 경우, 변압기 1차측 차단기가 동작하지 않아 사고를 방지할 수 없는 상태가 될 수 있습니다. 이로 인해 2차측 장비까지 손상이 확대될 수 있습니다.
4. 대책
이상 현상이 발생할 경우, 변압기의 결선을 Y-Δ로 하고, 1차측의 중성점을 접지하지 않는 것이 이상적입니다. 또한, 복수의 Y-Δ 결선이 운용되는 경우 1차측의 중성점은 부싱(Floating) 상태로 운용하는 것이 권장됩니다. 이를 통해 불필요한 지락 사고 및 전압 변동을 방지할 수 있습니다.
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