단상과 3상 변압기의 병렬운전 조건 | 병렬운전 가능 결선 모음

전압을 변환하는 변압기는 단상과 3상 변압기로 나눌 수 있습니다.

특별한 사유로 변압기를 병렬해서 운전하는 경우, 가능한 조건들을 알아보겠습니다.

또한 병렬운전이 가능한 결선과 불가능한 결선도 함께 살펴보겠습니다.

 

핵심요약입니다.

1. 병렬운전 : 변압기 2대 이상을 병렬로 연결하여 운전
2. 실용상 병렬가능 조건(1) : 정격용량의 비가 1:3 이내 
3. 실용상 병렬가능 조건(2) : %임피던스의 차가 10% 이내

 

 

1. 변압기 병렬운전 조건

 

 

 

우리 주위에서 가장 흔히 볼 수 있는 변압기는 전신주에 있습니다.

그리고 직접 눈으로 볼 수 없지만 PAD형태로 시내 곳곳에 설치되어 있습니다.

 

변압기는 발전기에서 생산된 전기를 가정에서 사용할 수 있도록 전압을 변환해 줍니다.

변압기는 단독 또는 병렬로 운전합니다.

여기서 변압기 병렬운전이란, 2대 이상의 변압기 고·저압측을 동일 기호 단자로 접속해서 운전하는 것을 말합니다.

 

변압기를 병렬로 운전하는 목적은 다음과 같습니다.

 

• 부하변동이 심한 경우
• 변압기 고장 시 대처, 신뢰도 향상
• 경제적인 측면에서 운전효율 향상

 

이미지 출처 : Unsplash

 

단상 및 3상 변압기의 병렬운전 조건입니다.

 

#1. 극성이 같을 것

변압기 2차측(저압측) 극성을 반대로 접속

▶ 직렬로 연결된 것이 되어 전압의 합이 발생

 

저압 측으로 환산된 변압기의 임피던스는 작아지게 되어 큰 순환전류가 흐르게 됩니다.

결국, 변압기 소손으로 이어질 위험성이 있습니다.

 

#2. 각변위와 상회전이 같을 것

각변위가 같지 않을 경우

▶ 변압기 2차측 전압의 위상이 달라 차전압 발생, 횡류 흐름

 

상회전이 같지 않을 경우

▶ 위상차 발생, 단락상태(단락전류)가 되어 변압기가 소손됨

 

#3. 권수비가 같을 것

권수비가 같지 않을 경우

▶ 변압기 2차측 전압의 크기가 각각 달라짐

 

차전압이 발생되고 횡류가 흘러 변압기 동손이 증대됩니다.

동손 증대는 변압기 과열로 이어져 변압기의 사용가능 용량이 감소합니다.

 

#4. %임피던스가 같을 것

%임피던스가 같지 않을 경우

▶ 2대의 변압기의 부하분담은 %임피던스에 반비례

 

% 임피던스에 의해 변압기가 과부하 발생이 우려됩니다.

변압기 용량이 다른 경우 소용량 변압기의 %임피던스를 크게 해야 안전합니다.

 

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2. 병렬운전 가능 조건 및 결선형태

 

 

 

변압기는 일정 시간 동안 과부하에 견디도록 설계되어 있습니다.

병렬운전을 가능하게 하는 조건들을 알아보겠습니다.

 

• 권수비의 차가 0.25% 이하
• 정격용량의 비가 1:3 이내
• %임피던스의 차가 10% 이내

 

이러한 조건들을 충족할 때, 전력설비 현장에서 병렬운전이 가능합니다.

 

#3상 변압기의 병렬운전 가능 및 불가능 결선

병렬운전 가능 결선	병렬운전 불가능 결선
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