변압기 결선의 종류와 특징*

변압기(결선V)

변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건
변압기 발주시 검토사항 및 시험

변압기 병렬운전(순환전류)

목차(변압기 결선의 종류)

변압기 결선의 종류

❓변압기 결선은

변압기 수전방식, 병렬운전, 중성점 접지방식, 부하 요구전압방식, 전력공급자의 요구에 따라 달라진다

1)Δ-Δ결선방식

• 장점
  • 제3고조파 전류 : △결선 내에서만 순환되며, 선로에는 흐르지 않는다.
  • 통신선 유도장해 : 3고조파 전류가 선로에 흐르지 않아 통신선 유도장해 없다.
  • V-V결선 : 1상분이 고장이 발생해도 나머지 2대로 V 결선하여 전력공급을 지속할 수 있다.→ 변압기 출력은 △-△결선에 비해서 57.7%로 낮추어 운전해야 하며, 변압기 이용률은 86.6%로 감소되는 특징이 있다.
  • 1차측과 2차측 전압, 전류의 위상차가 없다. 즉 각변위가 발생하지 않는다.
• 단점
  • 순환전류 : 권수비가 다른 변압기와 병렬운전시에 순환전류 발생한다.
  • 절연비 상승 : 선간전압과 상전압이 동일하여 권선의 절연비가 상승
• 용도
  • 비접지 계통에 주로 적용되는 변압기로 산업용 계통에서 많이 채용된다.
  • 각 변압기의 상전류가 선전류의 1/√3 이 되어 대전류에 적당하다.

2)Y-Y 결선방식

• 장점
  • 절연용이 : 상전압이 선간전압의 1/√3 이므로 절연이 용이하고, 고전압의 결선이 적합
  • 절연비저감 : 중성점을 접지할 수 있으므로 저감 및 단절연 방식을 채택할 수 있어, 절연비가 저감
  • 1차측과 2차측전압 전류의 위상차가 없다 즉 각변위가 발생하지 않는다.
• 단점
  • 고조파 : 중성점 접지 또는 중성선이 없는 경우에는 제 3고조파 여자전류의 통로가 없으 므로 기전력의 왜곡발생이 발생
  • 유도장해 : 중성선에 3고조파가 흘러 통신선 유도장해를 발생
  • 부하의 불평형에 의해 중성점 전위가 변동이 발생한다.
• 용도
  • 3고조파 문제로 인하여 Y-Y결선만을 사용하지 않고 3차측 권선에 Δ결선(안정권)을 두어 (Y-Y-Δ), 3고조파 전류를 순환시켜 Y-Y결선의 결점을 보완한 결선을 사용한다.
  • 중성점 접지로 저감 및 단절연이 가능하여 절연 및 지락보호에 유리한 방식으로 우리나라는 154kV 이상의 변전소의 주변압기에 채용되는 변압기 결선이다

3)Δ-Y, Y-Δ결선

• 장점
  • Y결선측 중성점 접지로 저감 및 단절연, 지락보호에 유리하다.
  • 제3고조파 △결선 내에서 순환시켜 유기 기전력에 왜곡이 발생하지 않는다.
  • 권수비가 다른 변압기와 병렬운전시에도 순환전류가 흐르지 않는 장점이 있다.
• 단점
  • 위상차 : 1차측과 2차측 전압의 위상차가 30° 위상차 발생
  • Y결선 접지된 경우는 통신선 유도장해를 발생시킨다.
• 용도
  • 일반적으로 △-Y는 승압기로, Y-△는 강압기 용도에 적합하다. 또는 부하의 종류에 따라서 2차측의 결선방식을 선택하여 적용한다.
  • 고조파가 많이 발생되는 부하의 계통 연계용 변압기로 적합하다. → 분산전원 계통연계용 변압기 및 대부분 수용가에서 채용하는 변압기 형식이다.

4)V-V결선

• 장점
  • 두대의 변압기로 3상 부하에 전력을 공급할 수 있는 장점을 갖는다
• 단점
  • 변압기 출력비가 57.7%로 저감, 이용률이 86.6%로 저감된다.
  • 각 상의 전압변동률이 상이하므로 출력전압의 불평형이 나타난다. 이 결선을 통 해 회전기에 전력을 공급하는 경우는 역상분 전류의 영향을 준다.
• 용도
  • 장래 부하가 증가할 전망이 있는 곳에 Δ-Δ 결선으로 할 것으로 예상하여 우선 2대로 V결선하여 사용하고자 하는 경우

5)Y-지그재그 결선

• 특징:
• 제3고조파 유출:
  • 제3고조파 전류가 부하측으로 유출되지 않아 고조파 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.
• 장점:
  • 고조파 감소 효과가 탁월하여 계통의 품질을 향상시킵니다.
  • 중성점 접지 시 접지 고장 전류를 제한하는 효과가 있습니다.
• 단점:
  • 권선 수가 많아 제작 비용이 증가합니다.
  • 권선 간 절연이 복잡하여 설계가 어렵습니다.

변압기(결선V)

변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건
변압기 발주시 검토사항 및 시험

변압기 병렬운전(순환전류)

목차(변압기 결선의 종류)

변압기 결선의 종류

💯기출문제(변압기결선)

●A30전력용 변압기의 결선방식에 따른 특성과 장단점을 설명하시오

모범답안(변압기결선)

Y-Y 결선:

1차측과 2차측 모두 Y형으로 연결된 방식입니다.

장점: 중성점을 접지하여 지락 사고 시 보호가 용이하고, 고전압 계통에 주로 사용됩니다.

단점: 3차 고조파 전류가 선로로 흘러 통신선에 영향을 줄 수 있습니다.

Δ-Δ 결선:

1차측과 2차측 모두 Δ형으로 연결된 방식입니다.

장점: 3차 고조파 전류가 Δ결선 내에서 순환하여 외부로 유출되지 않아 통신선에 영향을 미치지 않습니다.

단점: 중성점이 없어 지락 사고 시 보호가 어렵고, 비접지 계통에 주로 사용됩니다.

Y-Δ 결선:

1차측은 Y형, 2차측은 Δ형으로 연결된 방식입니다.

장점: Y결선의 중성점을 접지하여 지락 사고 시 보호가 용이하고, 3차 고조파 전류가 Δ결선 내에서 순환하여 외부로 유출되지 않습니다.

단점: 1차와 2차 사이에 위상차가 발생합니다.

Δ-Y 결선:

1차측은 Δ형, 2차측은 Y형으로 연결된 방식입니다.

장점: Y-Δ 결선과 유사한 특징을 가지며, 주로 저전압 측에 사용됩니다.

단점: 1차와 2차 사이에 위상차가 발생합니다.

●A32.전력용 변압기의 결선방식에 따른 특성과 장단점을 설명하시오 ❯V30

모범답안(V-V결선)

Δ-Δ 결선을 V-V결선으로 변환시

1. 이용률 감소:
   • V-V 결선은 Δ-Δ 결선에 비해 이용률이 낮아집니다. Δ-Δ 결선에서는 3개의 변압기가 균등하게 부하를 분담하지만, V-V 결선에서는 2개의 변압기만으로 부하를 감당해야 하기 때문입니다. 일반적으로 V-V 결선의 이용률은 Δ-Δ 결선의 약 57.7% 정도입니다.
2. 출력 감소:
   • 이용률이 감소함에 따라 시스템의 총 출력도 감소합니다. 이는 시스템의 용량이 줄어들어 일부 부하를 차단하거나, 변압기의 과부하를 유발할 수 있습니다.
3. 각 상 전압 변동률 증가:
   • V-V 결선에서는 부하 변동에 따른 전압 변동이 더 크게 발생합니다. 이는 시스템의 안정성을 저해하고, 부하에 따라 전압 불균형이 발생할 수 있습니다.
4. 역률 변화:
   • 부하의 종류와 연결 방식에 따라 역률이 변화할 수 있습니다. 일반적으로 V-V 결선에서는 역률이 다소 저하될 수 있습니다.
5. 유도 전동기에 미치는 영향:

전압 불균형으로인한 유도 전동기의 수명을 단축

각상의 전압강하가 다르기 때문에 유도전동기에는 불평형 3상 전압이 가해진다

정상전류 이외에 역상 및 영상전류가 흐른다

역상전류는 역방향 토크를 발생시킨다

영상전류는 전동기 온도를 상승시킨다

●34.3상 변압기 병렬운전을 하고자 한다. 다음 결선에 대하여 병렬운전의 가능 불가능을 판단하고 그이유를 설명하시오 ❯V25

• Δ-Y 와 Y-Δ
• Δ-Y 와 Y-Y

●A09.변압기 2차측 결선을 Y-지그재그 결선 또는 ∆결선으로 하는 경우 제3고조파의 부하측 유출에 대하여 비교 설명하시오

모범답안(Y-지그재그 결선 또는 ∆결선)

Y-지그재그 결선

• 특징:
  • 각 상의 권선을 두 개의 동일한 권선으로 나누어 연결한 후, 두 권선의 시작점과 끝점을 서로 반대로 연결하여 결선합니다.
  • 제3고조파 전류는 지그재그 연결된 권선 내에서 순환하며, 부하측으로 유출되지 않습니다.
• 제3고조파 유출:
  • 제3고조파 전류가 부하측으로 유출되지 않아 고조파 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.
• 장점:
  • 고조파 감소 효과가 탁월하여 계통의 품질을 향상시킵니다.
  • 중성점 접지 시 접지 고장 전류를 제한하는 효과가 있습니다.
• 단점:
  • 권선 수가 많아 제작 비용이 증가합니다.
  • 권선 간 절연이 복잡하여 설계가 어렵습니다.

∆ 결선

• 특징:
  • 각 상의 권선을 직렬로 연결하여 삼각형 형태로 결선합니다.
  • 제3고조파 전류는 권선 내에서 순환하며, 부하측으로 유출될 수 있습니다.
• 제3고조파 유출:
  • Y-지그재그 결선에 비해 제3고조파가 부하측으로 유출될 가능성이 높습니다.
• 장점:
  • 권선 수가 적어 제작이 간단하고 비용이 저렴합니다.
  • 중성점이 없어 접지 고장에 대한 고려가 필요 없습니다.
• 단점:
  • 제3고조파가 부하측으로 유출되어 계통의 품질을 저하시킬 수 있습니다.

비교

결선 방식	제3고조파 유출	장점	단점
Y-지그재그	거의 없음	고조파 감소 효과 탁월, 접지 고장 전류 제한	제작 비용 증가, 설계 복잡
∆	있음	제작 간단, 비용 저렴	고조파 유출, 접지 고장 고려 필요

결론

Y-지그재그 결선은 제3고조파를 효과적으로 제거하여 계통의 품질을 향상시키는 데 유리하지만, 제작 비용이 높고 설계가 복잡합니다. 반면, ∆ 결선은 제작이 간단하고 비용이 저렴하지만, 제3고조파가 부하측으로 유출될 가능성이 있어 고조파 문제를 유발할 수 있습니다.

따라서, 변압기 2차측 결선 방식은 시스템의 특성, 고조파 허용 기준, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다.

변압기(결선V)

변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건
변압기 발주시 검토사항 및 시험

변압기 병렬운전(순환전류)

목차(변압기 결선의 종류)

변압기 결선의 종류

🌐V1105Z24