[발송배전기술사] 변압기의 병렬운전 조건!

다음은 발송배전기술사 변전공학 문제 중 변압기의 병렬운전 조건 및 붕괴현상에 대한 설명입니다.

변압기 병렬운전의 정의, 변압기의 병렬운전 조건 및 붕괴현상, 결언 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 부하증가에 따른 변압기 2대 이상을 병렬운전하는 경우 이에 필요한 운전조건을 열거하고 설명하시오.(제92회 1교시)

[답]

1. 변압기 병렬운전의 정의

  · 부하증대, 고장시 공급력 저하방지 등 부하변동에 대응한 경제운전을 하기 위해 변압기를 2대 이상 병렬로 접속하여

    운전하는 것을 변압기의 병렬운전이라 한다.

 

2. 변압기의 병렬운전 조건 및 붕괴현상

  1) 극성이 같을 것(단상 변압기의 경우)

     (1) 다를 경우 : 큰 순환전류(단락전류)가 흘러서 변압기 소손

     (2) 우리나라는 감극성을 채용하고 있다.

  2) 각 변위 및 상회전 방향이 같을 것(3상 변압기의 경우)

     (1) 각 변위가 다를 경우

         · 변압기간 차전압 발생과 이에 따른 횡류발생으로 권선과열

     (2) 상회전 방향이 다를 경우

         · 과대전류(단락전류)가 흘러서 변압기 소손

  3) 1, 2차 정격전압 및 권수비가 같을 것

     (1) 권수비차 허용치 : ±0.25[%] 이내

     (2) 다를 경우 : 순환전류 흐르고, 동손 증대, 변압기 과열, 변압기 사용가능용량 감소

  4) %Z 가 같을 것

     (1) %Z  허용치 : ±10[%] 이내

     (2) 다를 경우

        ① 정격용량이 같은 경우 : 부하분담은 %Z에 반비례

            ㉮ $T_{1}$의 부하분담 $T_{r1}$

                · $T_{r1} = \frac{ \frac{ T_{1} }{\% Z_{1} } }{\frac{ T_{1} }{\% Z_{1} }+\frac{ T_{2} }{\% Z_{2} }}  \times  P_{R} $ 에서 $T_{1}=T_{2}$ 이고, $\% Z_{1}  < \% Z_{2}$ 의 경우

                   · $T_{r1} = \frac{ \frac{ T_{1} }{\% Z_{1} } }{\frac{ T_{1} }{\% Z_{1} }+\frac{ T_{2} }{\% Z_{2} }}  \times  P_{R} = \frac{\% Z_{2} }{\% Z_{1}+\% Z_{2} }  \times  P_{R} $

            ㉯ $T_{2}$의 부하분담 $T_{r2}$

                   · $T_{r2}= \frac{\% Z_{1} }{\% Z_{1}+\% Z_{2} }  \times  P_{R} = P_{R} -T_{r1} $

              ∴ $T_{r1} > T_{r2}$

        ② 정격용량이 다를 경우 : 부하분담은 %Z에 비례

            ㉮ 자기용량기준 %Z 가 작은 쪽의 정격이 될 때까지 부하를 걸 수 있다.

            ㉯ 용량이 작은 쪽이 과부하될 가능성이 크다.(용량비는 3 : 1 이내가 바람직함)

  5) 각 변압기의 내부저항과 리액턴스비($\frac{ r_{1} }{ x_{1}} =\frac{ r_{2} }{ x_{2}}$)가 같을 것

     (1) 다를 경우

        ① 용량에 비례한 유·무효전력 분담을 할 수 없다.

        ② 즉, 부하의 역률에 따라서 부하분담이 달라짐

 

3. 변압기 병렬운전 가능 결선 및 불가능 결선

  1) 변압기 병렬운전 가능 결선

     (1) △ - △ 와 △ - △

     (2) △ - △ 와 Y - Y

     (3) △ - Y 와  △ - Y

     (4) Y - △ 와 △ - Y

     (5) Y - △ 와 Y - △ 

     (6) Y - Y 와 Y - Y 

  2) 변압기 병렬운전 불가능 결선

     (1) △ - △ 와 △ - Y

     (2) △ - △ 와 Y - △

     (3) Y - Y 와 △ - Y

     (4) Y - Y 와 Y - △

 

4. 결언

  · 변압기는 다소 과부하에 견디도록 설계되어 있지만 상기 기술한 조건들이 성립해야 한다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 변전공학 문제로 나올 법한 변압기의 병렬운전 조건 및 붕괴현상에 대하여 알아 보았습니다.