변압기특성(T3)
C 변압기(냉각방식)
A 변압기 이상현상 및 대책
R 변압기 여자 돌입전류
V 변압기 이행전압
Z 변압기 임피던스 전압
F 변압기 주파수
변압기 보호방식(BPT)
I 변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
O 유입 변압기 온라인 진단
M 변압기 경제적 운용방식
L 변압기 손실과 효율
B 변압기 최대 효율조건
목차(변압기임피던스 T3Z)
변압기(임피던스 전압)
❗임피던스 전압
- 임피던스 전압은 변압기 2차측을 단락하여 1차측에 정격전류가 흐르도록 인가하는 전압으로 변압기 자체 임피던스를 알고자 할때 사용
- %임피던스 전압은 정상 전압과 임피던스 전압강하분의 배분율 비
\[\%Z=\frac{V_s}{V_{1n}}\times 100\]
\[=\frac{Z_{1n}\times Z}{V_{1n}}\times100[\%]\]
Vs : 임피던스 전압, Vn : 정격전압
Z : 현재 대상으로 한 회로부분의 임피던스
In : 정격전류, E : 회로전압
1️⃣변압기 특성에 미치는 영향
1)변압기 손실비(무부하손과 부하손의 비)
- 임피던스 전압이 낮을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 증가
- 임피던스 전압이 높을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 감소
- 변압기의 무부하손은 철손으로서 변압기의 리액턴스 성분과 관련되며, 부하손은 동손으로서 주로 저항 성분과 관련됨
- 따라서 %Z는 저항 성분과 리액턴스 성분으로 구성되어 있으므로 변압기의 무부하손과 부하손의 비와 관련되어 있음
- 또한 변압기는 무부하손과 부하손이 동등하게 될 때 최고의 효율점이므로 이에 따라 용량을 산출하면 경제적인 변압기 선택
2)전압변동률(ε)
- 임피던스 전압가 낮을수록:
- 부하 변동에 따른 전압 변동 증가
즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습니다.
- 부하 변동에 따른 전압 변동 증가
- 임피던스 전압이 높을수록:
- 부하 변동에 따른 전압 변동 감소, 전압 안정도가 향상
- 전압 변동률이 감소하지만, 과도한 임피던스는 효율 저하를 야기할 수 있음
\[\epsilon=\frac{E_s-E_r}{E_r}=\frac{I(R\cos\theta+X\sin\theta)}{E_r}\]
\[≒ P\cos\theta+Q\sin\theta\]
\[P=\frac{I\cdot R}{E_r}\]
\[Q=\frac{I\cdot X}{E_r}\]
\[\%Z=\sqrt{P^2+Q^2}\]
- %임피던스전압은 전압변동률과 관련됨
3)계통의 단락용량
- 임피던스 전압이 낮을수록:
- 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스 전압이 높을수록:
- 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
- 단락용량 계산법에는 대칭좌표법, 클라크법, 옴의 법칙, %Z법, PU법 등이 있으나, 이중에서 계산이 간략하고 손쉽게 적용할 수 있는 장점 때문에 %Z법이 많이 사용
- 단략용량을 구하는것은 전기계통 시스템의 구성을 검토하고 계획하는 데 있어서 그 기계적 및 열적 강도 검토, 기계의 분리 및 안전성, 시스템의 경제성 등을 결정하는데 이 단락전류에 의해서 좌우됨
- 주로 사용되는 %Z법에 의해 단락전류 및 단락용량을 계산하면
\[I_s=\frac{100\times I_n}{\%Z}\]
\[P_s=\frac{100\times P_n}{\%Z}[MVA]\]
- 따라서 단락용량이 %Z와 관련됨
4)변압기 병렬운전
- 임피던스가 비슷할수록:
- 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우:
- 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
- 변압기 병렬운전 조건
- 1차, 2차 전압이 같아야 한다.
- 임피던스 전압이 같고 저항과 리액턴스의 비가 같아야 한다
- 단상변압기는 극성이, 3상 변압기는 각변위와 상회전이 같아야 한다
- 부하분담 시 용량에는 비례하고, %Z에는 반비례한다
\[\frac{I_A}{I_B}=\frac{[kVA]A\times \%Z_B}{[kVA]B\times \%Z_A}\]
- 따라서 변압기 병렬운전에서 부하분담은 %Z와 관련됨을 알 수 있다.
5)돌입전류(단락시 권선에 작용하는 전자기계력)
- 임피던스 전압이 낮을수록:
- 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스 전압이 높을수록:
- 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
- 단락전류가 흐를 때 권선 상호 간, 권선과 철심 상호간에 전자기계력이 발생하는데 이 단락전류는 임피던스 전압에 따라 달라진다
- 따라서 %임피던스 전압은 전자기계력과 관련됨을 알 수 있다
\[F=2\times 10^{-7}\times \frac{I_1\cdot I_2}{r^2}[N/m]\]
6)계통의 안정도
- 임피던스 전압은 계통의 안정도에 영향을 미치므로, 계통 해석 프로그램을 이용하여 계통 안정도를 평가해야 합
- 임피던스 전압이 너무 낮으면 계통의 안정도가 저하될 수 있습
7)경제성
- 임피던스 전압이 낮을수록 변압기의 크기와 무게가 증가하여 초기 투자 비용이 증가합
- 반대로 임피던스 전압이 높을수록 효율이 감소하여 운전 비용이 증가할 수 있습
- 따라서 초기 투자 비용과 운전 비용을 종합적으로 고려하여 최적의 임피던스 전압을 선정해야 합
2️⃣결론
- 전압 안정도가 중요한 경우: 임피던스가 낮은 변압기를 선택합
- 단락 전류를 제한해야 하는 경우: 임피던스가 높은 변압기를 선택합
- 병렬 운전을 해야 하는 경우: 임피던스가 비슷한 변압기를 선택합
- 동일 용량의 변압기의 %임피던스 전압을 증가시키면 부하손이 커지고 전압변동률이 커지나 그 대신 단락용량이 작다
- 따라서 변압기 및 차단기 선정 시 %임피던스 전압은 손실, 전압변동률, 단락용량 등과 관련되어 대단히 중요한 요소라고 할 수 있다.
변압기특성(T3)
C 변압기(냉각방식)
A 변압기 이상현상 및 대책
R 변압기 여자 돌입전류
V 변압기 이행전압
Z 변압기 임피던스 전압
F 변압기 주파수
변압기 보호방식(BPT)
I 변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
O 유입 변압기 온라인 진단
M 변압기 경제적 운용방식
L 변압기 손실과 효율
B 변압기 최대 효율조건
목차(변압기임피던스 T3Z)
변압기(임피던스전압)
💯기출문제(변압기)
●Z19 변압기 임피던스 전압의 크기 및 구성에 관하여 전력공급설비 설계시 검토하여야 할 사항에 대하여 설명하시오
모범답안(임피던스 T3Z191️⃣)
❗임피던스 전압
- 임피던스 전압은 변압기 2차측을 단락하여 1차측에 정격전류가 흐르도록 인가하는 전압으로 변압기 자체 임피던스를 알고자 할때 사용
- %임피던스 전압은 정상 전압과 임피던스 전압강하분의 배분율 비
\[\%Z=\frac{V_s}{V_{1n}}\times 100\]
\[=\frac{Z_{1n}\times Z}{V_{1n}}\times100[\%]\]
Vs : 임피던스 전압, Vn : 정격전압
Z : 현재 대상으로 한 회로부분의 임피던스
In : 정격전류, E : 회로전압
1️⃣전력공급설비 설계 시 검토 사항
- 전압 변동률(ε):
- 부하 변동에 따른 전압 변동을 예측하고, 허용 전압 변동률을 만족하는지 확인해야 합
- 임피던스 전압이 높을수록 전압 변동률이 감소하지만, 과도한 임피던스는 효율 저하를 야기할 수 있습
- 단락 용량:
- 시스템의 단락 용량을 계산하여 변압기의 단락 내력이 충분한지 확인
- 임피던스 전압이 낮을수록 단락 전류가 커지므로, 보호 계전기의 설정 값을 적절히 조정
- 병렬 운전:
- 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 경우, 각 변압기의 임피던스 차이가 5% 이내인 것이 일반적입
- 임피던스 차이가 크면 부하 분담이 불균일하게 이루어져 변압기의 과부하 또는 저부하를 유발할 수 있습
- 계통 안정도:
- 임피던스 전압은 계통의 안정도에 영향을 미치므로, 계통 해석 프로그램을 이용하여 계통 안정도를 평가해야 합
- 임피던스 전압이 너무 낮으면 계통의 안정도가 저하될 수 있습
- 경제성:
- 임피던스 전압이 낮을수록 변압기의 크기와 무게가 증가하여 초기 투자 비용이 증가
- 반대로 임피던스 전압이 높을수록 효율이 감소하여 운전 비용이 증가할 수 있습
●Z38변압기 임피던스 전압의 영향에 대하여 설명하시오
모범답안 (변압기임피던스 T3Z381️⃣)
변압기 임피던스 전압의 영향
변압기 임피던스는 전압 안정도, 단락 전류, 병렬 운전, 돌입 전류, 전력 손실 등 다양한 측면에 영향을 미침
1. 전압 변동률
- 임피던스가 높을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 커집니다. 즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습
- 임피던스가 낮을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 작아져 전압 안정도가 향상
2. 단락 전류
- 임피던스가 높을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스가 낮을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
3. 병렬 운전
- 임피던스가 비슷할수록: 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우: 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
4. 돌입 전류
- 임피던스가 높을수록: 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스가 낮을수록: 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
5. 전력 손실
- 임피던스가 높을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 커집
- 임피던스가 낮을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 줄어듭
○Z39변압기 임피던스 전압이 전기설비에 미치는 영향을 설명하시오 ❯38
모범답안 (변압기임피던스 T3Z381️⃣)
변압기 임피던스 전압의 영향
변압기 임피던스는 전압 안정도, 단락 전류, 병렬 운전, 돌입 전류, 전력 손실 등 다양한 측면에 영향을 미침
1. 전압 변동률
- 임피던스가 높을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 커집니다. 즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습
- 임피던스가 낮을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 작아져 전압 안정도가 향상
2. 단락 전류
- 임피던스가 높을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스가 낮을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
3. 병렬 운전
- 임피던스가 비슷할수록: 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우: 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
4. 돌입 전류
- 임피던스가 높을수록: 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스가 낮을수록: 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
5. 전력 손실
- 임피던스가 높을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 커집
- 임피던스가 낮을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 줄어듭
●Z40임피던스 전압이 변압기 특성에 미치는 영향을 설명하시오 ❯38
모범답안 (변압기임피던스 T3Z381️⃣)
변압기 임피던스 전압의 영향
변압기 임피던스는 전압 안정도, 단락 전류, 병렬 운전, 돌입 전류, 전력 손실 등 다양한 측면에 영향을 미침
1. 전압 변동률
- 임피던스가 높을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 커집니다. 즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습
- 임피던스가 낮을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 작아져 전압 안정도가 향상
2. 단락 전류
- 임피던스가 높을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스가 낮을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
3. 병렬 운전
- 임피던스가 비슷할수록: 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우: 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
4. 돌입 전류
- 임피던스가 높을수록: 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스가 낮을수록: 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
5. 전력 손실
- 임피던스가 높을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 커집
- 임피던스가 낮을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 줄어듭
●Z41임피던스 전압이 변압기 특성에 미치는 영향에 대하여 설명하시오 ❯38
모범답안 (변압기임피던스 T3Z381️⃣)
변압기 임피던스 전압의 영향
변압기 임피던스는 전압 안정도, 단락 전류, 병렬 운전, 돌입 전류, 전력 손실 등 다양한 측면에 영향을 미침
1. 전압 변동률
- 임피던스가 높을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 커집니다. 즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습
- 임피던스가 낮을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 작아져 전압 안정도가 향상
2. 단락 전류
- 임피던스가 높을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스가 낮을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
3. 병렬 운전
- 임피던스가 비슷할수록: 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우: 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
4. 돌입 전류
- 임피던스가 높을수록: 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스가 낮을수록: 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
5. 전력 손실
- 임피던스가 높을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 커집
- 임피던스가 낮을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 줄어듭
●Z42임피던스 전압의 정의, 변압기 특성에 영향을 주는 요소 ❯38
모범답안 (변압기임피던스 T3Z381️⃣)
변압기 임피던스 전압의 영향
변압기 임피던스는 전압 안정도, 단락 전류, 병렬 운전, 돌입 전류, 전력 손실 등 다양한 측면에 영향을 미침
1. 전압 변동률
- 임피던스가 높을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 커집니다. 즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습
- 임피던스가 낮을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 작아져 전압 안정도가 향상
2. 단락 전류
- 임피던스가 높을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스가 낮을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
3. 병렬 운전
- 임피던스가 비슷할수록: 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우: 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
4. 돌입 전류
- 임피던스가 높을수록: 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스가 낮을수록: 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
5. 전력 손실
- 임피던스가 높을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 커집
- 임피던스가 낮을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 줄어듭
●Z43변압기 임피던스 전압(%Z)의 개념과 임피던스 전압이 서로 다른 변압기를 병렬운전할 때 부하분담과 과부하 운전을 하지 않기 위한 부하 제한에 대하여 설명하시오
모범답안 (변압기임피던스 T3Z381️⃣)
변압기 임피던스 전압의 영향
변압기 임피던스는 전압 안정도, 단락 전류, 병렬 운전, 돌입 전류, 전력 손실 등 다양한 측면에 영향을 미침
1. 전압 변동률
- 임피던스가 높을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 커집니다. 즉, 부하가 증가하면 전압 강하가 크게 발생하여 수용가에 공급되는 전압이 낮아질 수 있습
- 임피던스가 낮을수록: 부하 변동에 따른 전압 변동이 작아져 전압 안정도가 향상
2. 단락 전류
- 임피던스가 높을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 작아집니다. 따라서 변압기 및 보호 계전기의 부담이 줄어들어 보호 기능이 향상
- 임피던스가 낮을수록: 단락 발생 시 단락 전류가 커져 변압기 및 보호 계전기에 큰 부담을 줄 수 있습
3. 병렬 운전
- 임피던스가 비슷할수록: 여러 대의 변압기를 병렬 운전할 때 부하 분담이 균일해지고, 안정적인 운전이 가능
- 임피던스가 다를 경우: 부하 분담이 불균일해져 변압기의 과부하나 과소 부하가 발생할 수 있습
4. 돌입 전류
- 임피던스가 높을수록: 변압기 투입 시 발생하는 돌입 전류가 작아져 계통에 미치는 영향이 적습
- 임피던스가 낮을수록: 돌입 전류가 커져 계통 안정도에 악영향을 미칠 수 있습
5. 전력 손실
- 임피던스가 높을수록: 동손이 증가하여 전력 손실이 커집
- 임피던스가 낮을수록: 동손이 감소하여 전력 손실이 줄어듭
모범답안(변압기임피던스 T3Z43)
변압기 임피던스 전압(%Z)이란?
- 임피던스 전압은 변압기 2차측을 단락하여 1차측에 정격전류가 흐르도록 인가하는 전압으로 변압기 자체 임피던스를 알고자 할때 사용
- %임피던스 전압은 정상 전압과 임피던스 전압강하분의 배분율 비
병렬 운전 시 부하 분담
여러 개의 변압기를 병렬로 연결하여 운전하면 시스템의 용량을 증가시키고, 한 변압기에 과도한 부하가 집중되는 것을 방지할 수 있습니다. 하지만 병렬 운전 시에는 다음과 같은 조건을 만족해야 부하가 균등하게 분담됩니다.
- 1차 및 2차 전압이 같아야 한다: 각 변압기의 1차 및 2차 전압이 서로 같아야 순환 전류가 흐르지 않고 부하가 균등하게 분담됩니다.
- %Z가 비슷해야 한다: %Z가 서로 다른 변압기를 병렬 운전하면 부하 분담이 불균형하게 되어 과부하가 발생할 수 있습니다. 일반적으로 %Z의 차이는 10% 이내로 유지하는 것이 좋습니다.
- 극성이 같아야 한다: 변압기의 극성이 반대이면 순환 전류가 흘러 변압기가 손상될 수 있습니다.
임피던스 전압이 서로 다른 변압기를 병렬 운전할 때 부하 제한
%Z가 서로 다른 변압기를 병렬 운전할 경우, 부하 분담이 불균형하게 되어 과부하가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.
- 부하 용량 제한: %Z가 큰 변압기에 부하를 적게 걸어주어 부하 분담을 조절합니다.
- 임피던스 보정: 외부 임피던스를 추가하여 변압기의 %Z를 조절하는 방법입니다.
- 병렬 운전 금지: %Z 차이가 너무 큰 경우에는 병렬 운전을 하지 않는 것이 좋습니다.
%Z의 중요성
- 병렬 운전: %Z가 비슷해야 병렬 운전 시 부하가 균등하게 분담됩니다.
- 단락 전류 제한: %Z가 크면 단락 전류가 작아져 변압기와 보호 계전기의 부담을 줄일 수 있습니다.
- 전압 변동률: %Z가 작으면 부하 변동에 따른 전압 변동이 커져 전력 품질이 저하될 수 있습니다.
변압기특성(T3)
C 변압기(냉각방식)
A 변압기 이상현상 및 대책
R 변압기 여자 돌입전류
V 변압기 이행전압
Z 변압기 임피던스 전압
F 변압기 주파수
변압기 보호방식(BPT)
I 변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
O 유입 변압기 온라인 진단
M 변압기 경제적 운용방식
L 변압기 손실과 효율
B 변압기 최대 효율조건
목차(변압기임피던스 T3Z)
변압기(임피던스전압)
🌐V1106A24 / T3Z
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