9. 변압기의 각변위에 대해 알아보자.

9. 변압기의 각변위에 대해 알아보자.

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1. 변압기의 각변위란 무엇인가?
2. 변압기의 각변위를 표기하는 방식
3. 각변위에서 시계각이란?
4. 결선을 보고 각변위로 나타내보기

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1. 변압기의 각변위란 무엇인가?
변압기의 1,2차측은 와이결선, 델타결선등을 이용하여 결선하고 위상차이가 생길 수 있다. 이 때 변압기의 결선방법과 위상차이를 한눈에 보기 쉽게 시계각을 이용해 표현한 것을 각변위라고 한다.

ex) Yy0, Dd0, Yd1, Dyn1

Yy0 : 고압측 Y(와이)결선, 저압측 y(와이)결선 (고압측과 저압측의 위상차이 0˚)
Dd0 : 고압측 △(델타)결선, 저압측 △(델타)결선 (고압측과 저압측의 위상차이 0˚)
Yd1 : 고압측 Y(와이)결선, 저압측 △(델타)결선 (고압측과 저압측의 위상차이 30˚ -고압이 30˚ 앞섬)
Dyn11 : 고압측 △(델타)결선, 저압측 Y(와이)결선 중성점접지 (고압측과 저압측의 위상차이 30˚ - 고압이 30˚ 뒤짐)

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2. 변압기의 각변위를 표기하는 방식

표기하는법
1. 와이결선은 Y,y / 델타결선은 D,d / 중선점단자는 N,n으로 표기한다.
2. (1,2)차측 상관없이 고압측은 대문자, 저압측은 소문자로 표기한다.
3. 위상차이는 시계각으로 표기한다.

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3. 위상차이를 시계각으로 표기한다고 했는데 시계각이란 무엇일까?

시계에서 두개의 시침이 가리키고 있는 시각의 각도 차이를 이용하여 위상차이를 표현하는 방식이다. 고압측을 12시 방향 기준으로 두고 저압측이 몇시를 가리키는지 확인한 후 그 시각을 기입함으로써 고압측과 저압측의 위상차이를 알 수 있다.
예를 들어, Yd1 이라면 고압측인 Y결선이 12시를 가리키고있고, 저압측인 △결선이 1시를 가리키는 상태이다. 12시와 1시의 각도차이는 30˚ 이다. 그리고 시계각에서 각도는 반시계방향으로 돌면서 커짐을 알아야한다. 그러므로 Yd1은 고압측인 Y결선이 저압측인 △결선보다 위상이 30˚ 앞섬을 표기한 것이다.

시계각 표현

만약 Yd10 이라면 고압측이 12시를 가리키고 있고, 저압측이 10시를 가리키는 상태이다. 12시와 10시의 각도차이는 60˚이다. 시계각에서 각도는 반시계방향으로 돌면서 커지므로 Yd10는 고압측인 Y결선이 저압측인 △결선보다 위상이 60˚ 뒤짐을 표기한 것이다.

시계각 표현

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4. 변압기 결선을 보고 각변위로 나타내보자.

Y - △ 결선

위의 결선은 Y-△결선이다. 1차측(Y결선)이 고압측이라고 가정해보자.
각변위로 나타내는 과정은 아래와 같은 순서를 따른다.


1.
고압측의 A,B,C는 H1,H2,H3로 표기하고 중성점은 O로 표기하여 벡터로 나타낸다. 이 때 OH1을 12시로 기준으로 둔다. (H1,H2,H3는 시계방향으로 표기한다.) 발전기에서 들어온 3상 전압전류는 120˚ 위상차이를 가지므로 아래와 같이 표현 가능하다.

2.
저압측의 a,b,c는 X1,X2,X3로 표기하고 △측 결선을 보면 a(X1)을 b(X2)가 따라가는 형태이고, b(X2)를 C(X3)가 따라그는 형태이고, c(X3)를 a(X1)이 따라가는 형태이다.(코일측 녹색화살표를 보면 따라가는 방향이 보인다.) 또한, 변압기의 1차측이 2차측에 그대로 넘어가므로 H1과 X1은 동상, H2와 X2는 동상, H3와 X3는 동상이다. 그리고 △결선이므로 벡터는 삼각형으로 표현가능하다.실제로는 없지만 델타결선 벡터에서 가상의 중성점은 항상 삼각형의 무게중심이다. 이를 이용해 아래와 같은 형태로 표현이 가능하다.

3.
고압측과 저압측 벡터를 합친 후 OH1 벡터와 OX1 벡터를 비교하여 각도를 계산한다. OH1이 12시, OX1은 1시 방향이다. 두 벡터의 각도 차이는 30˚이다.

4.
고압측이 Y결선이므로 Y, 저압측이 △결선이므로 d, 저압측이 1시방향에 있으므로 1로 표현할 수 있다. Yd1