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변압기의 병렬운전⁕X
변압기 병렬운전(통합운전) ✶
변압기 병렬운전(순환전류)✶
/변압기의 병렬운전(문제)⁕
[건98-1] 정격전압이 같은 A, B 2대의 단상변압기가 있다. A 변압기는 용량 100kVA 퍼센트 임피던스 5%이고, B변압기는 용량 300kVA, 퍼센트 임피던스 3% 이다. 이 두 변압기를 병렬운전하여 360kVA의 부하를 접속했을 때 각 변압기의 부하분담을 구하고, 퍼센트 임피던스가 같은 경우와 비교하시오.
[발84-1] 전력용 3상 변압기의 병렬운전 조건에 대해 기술하시오.
변압기의 병렬운전의 목적
① 공급 신뢰도 향상
② 점검 및 유지․보수가 용이함
③ 운전 효율 향상
병렬운전 조건
1) 단상변압기
| 조건 | 문제점 |
|---|---|
| ① 극성이 같을것 | 큰 단락전류가 발생으로 소손 |
| ② 1,2차 정격전압이 같을것 | 전위차 발생으로 순환전류 발생 |
| ③ 권수비가 같을것 | 전위차 발생으로 순환전류 발생 |
| ④ %Z가 같을것 | 부하의 부담이 용량에 비례하지 않으며, 변압기의 용량의 합계까지 사용할 수가 없는 문제 |
| ⑤ %R과 %X의 비가 같을것 또는 저항과 리액턴스 비가 같을것 | 전위차 발생으로 순환전류 발생 |
3상 변압기
| 조건 | 문제점 |
|---|---|
| ① 상회전 방향과 각변위가 같을 것 | 큰 단락전류가 발생으로 소손 |
| ② 1,2차 정격전압이 같을것 | 전위차 발생으로 순환전류 발생 |
| ③ 권수비가 같을것 | 전위차 발생으로 순환전류 발생 |
| ④ %Z가 같을것 | 부하의 부담이 용량에 비례하지 않으며, 변압기의 용량의 합계까지 사용할 수가 없는 문제 |
| ⑤ %R과 %X의 비가 같을것 또는 저항과 리액턴스 비가 같을것 | 전위차 발생으로 순환전류 발생 |
병렬운전이 적합하지 않은 경우
- 부하의 합계가 변압기 정격용량보다 큰 경우
- 병렬운전 중 어느 변압기의 무부하 순환전류가 정격전류의 10%를 초과하는 경우
- 순환전류와 부하전류치의 합이 정격부하의 110%를 넘는 경우
병렬운전가능 결선과 불가능 결선
케이스
병렬운전 변압기와 순환전류 ✶
1) 단상 변압기에서 극성 불일치
\[ I_0 = \frac{2E_2}{2Z} = \frac{E_2}{Z}\]
2) 정격전압이 다른 경우
전위차가 발생되어 권선간에 순환전류 발생
\[ I _{0} = \frac{| E _{a} -E _{b} |} {2Z} \]
3) 권수비가 다른 경우
권수비가 다르면 기전력의 크기 및 임피던스의 차이가 발생되어 순환전류 발생
\[ I _{0} = \frac{| E _{a} -E _{b} |} {Z_1 +Z_2} \]
– A 변압기 2,300V : 460V
– B 변압기 2,300V : 450V
4) 저항(X)과 리액턴스(X) 비가 다른 경우
서로 임피던스 각이 상이하여 기전력간에 위상차로 전위차 발생으로 순환전류
\[\to 위상차 \sigma =|\theta – \beta |라고 하면, \]
\[전위차 E_0=\dot{E}_a-\dot{E}_b=2\times E_a \sin\frac{\theta}{2}발생\]
5) 3상 변압기에서 상회전 방향과 각변위가 다른경우
(1)상회전이 상이한경우
간락회로 구성되어 큰 순환전류가 흘러 권선 소손
(2)각변위가 상이한 경우
1, 2차 결선 방법이 다른 경우에 1, 2차 선산전압 사이에 30 위상차가 존재하므로 전위차 발생으로 순환전류가 발생되어 권선의 과열 및 소손
6) %Z가 다른 경우
부하의 부담이 용량에 비례하지 않으며, 변압기의 용량의 합계까지 사용할 수가 없는 문제가 발생된다
\[ \%Z_A = \frac{ P_A Z_A}{ 10V^2} \to Z_A = \frac{ 10V^2\ \times \%Z_A} { P_A} \]
\[ \%Z_B = \frac{ P_B Z_B}{ 10V^2} \to Z_B=\frac{ 10V^2 \times \%Z_B}{ P_B} \]
– A변압기 부하분담의 비
\[ P _{LA} = \frac{Z _{B}} {Z _{A} +Z _{B}} \]
– B변압기 부하분담의 비
\[ P_{LB} = \frac{ Z_A} { Z_A +Z_B} \]
\[ \frac{P _{LA}}{P _{LB}} = \frac{Z _{B}} {Z _{A}} = \frac{P _{A}} {P _{B}} \times \frac{\%Z _{B}} {\%Z _{A}}=\frac{P _{A} \cdot \%Z _{B}} {P _{B} \cdot \%Z _{A}} \]
– A변압기의 부하분담(Pa)
\[ P_a =\frac{P_A \cdot\%Z_B } {P_A\cdot\%Z_B +P_B \cdot\%Z_A} \times P_L \]
– B변압기의 부하분담(Pb)
\[ P_b = \frac{P_B \cdot\%Z_A }{P_A \cdot\%Z_B +P_B \cdot\%Z_A} \times P_L \]
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