16. 변압기의 병렬운전 조건에 대해 알아보자(1)

16. 변압기의 병렬운전 조건에 대해 알아보자(1)



변압기는 개별로 운전할 때 보다 병렬로 운전할 때 많은 장점을 가지고 있다. 그 장점에 대해 알아보고 병렬운전하기 위해서는 어떤 조건을 맞춰야 하는지 알아보자.

변압기 개별 운전 / 변압기 병렬 운전

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1. 변압기 병렬운전의 장점
2. 변압기 병렬운전의 문제점
3. 변압기 병렬운전 조건

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1. 변압기 병렬운전의 장점

(1) 공급신뢰도가 향상된다.
병렬운전을 하지 않을 시 한 쪽 변압기에 이상이 생기면 부하는 정전될 수 밖에 없다. 그러나 병렬운전을 하게 되면 한 쪽 변압기에 이상이 생겨도 다른쪽에서 공급받으면 되므로 안정적인 전원 공급이 가능해진다.

변압기 개별 운전 / 변압기 병렬 운전

(2) 유지보수에 용이하다.
공급신뢰도 향상과 같은 맥락이다. 한 쪽 변압기를 유지보수 하려고 한 쪽 변압기를 죽여놔도 다른 쪽 변압기에서 부하에 전원을 공급할 수 있으므로 유지보수에 용이하다.



(3) 운전효율의 향상을 가져온다.
변압기는 이상적인 효율치를 가지고 있다. 일반적으로 50~75% 사이이다. 그런데 부하가 가지는 효율은 0에 가까운 것부터 100에 가까운 것 까지 다양하다. 병렬운전을 하게 되면 부하들의 효율값을 평균내서 사용하게 되므로 50~75%에 가까워진다. 그러므로 운전효율의 향상을 가져온다.

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2. 변압기 병렬운전의 문제점

변압기의 병렬운전은 많은 장점을 가지고 있지만 Main TR 과 같은 고전압 측에서는 현실적으로 사용하기가 어렵다. 이유는 병렬운전 중 고장전류 발생시 추가된 변압기 만큼 고장전류를 더 맞게 되기 때문이다.

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3. 변압기 병렬운전 조건


병렬운전조건
단상 변압기
(1) 극성이 같아야 한다.
(2) 1,2차 정격전압이 같아야 한다. = 권수비가 같아야 한다.
(3) X/R 비가 같아야 한다.
(4) %Z(%임피던스)가 같아야 한다.

+ 3상 변압기
(5) 상회전 방향이 같아야 한다.
(6) 각변위가 같아야 한다.





(1) 극성이 같아야 한다.

변압기 병렬운전 극성이 같은 경우

-> 두개의 변압기를 병렬운전한다고 생각해보자. 그림을 보면 2차측의 감극성,가극성 표시점이 있는 부분끼리 같은 선로에 물려있고, 점이 없는 부분끼리 같은 선로에 물려있다.
이렇게 극성이 같으면 2차측에 유기된 기전력 E(a)와 E(b)의 합은 '0'이 된다. 즉 순환되는 전류가 '0'이 된다.





아래와 같이 극성이 다르다고 생각해보자. 두 병렬 변압기의 감극성, 가극성 표시점이 있는 부분과 없는 부분이 같은 선에 물리게 된다.

변압기 병렬 운전 극성이 다른 경우

이렇게 극성이 다르면 2차측의 유기된 기전력 E(a)와 E(b)의 합이 2E(a)가 된다. 그리고 2E(a)에 의해 순환전류가 생긴다.
순환전류가 생겼지만 두 변압기가 맞물린 선에는 저항이 거의 없으므로 아주 큰 단락전류가 흐르게 된다 = 쇼트(Short) 된다. 큰 단락전류가 흐르면서 변압기에 손상이 일어날 수 있다.







(2) 1,2차 정격전압이 같아야 한다. = 권수비가 같아야 한다.

변압기 병렬 운전 권수비 다른 경우

-> 위에서 처럼 극성을 같게 하더라도 두 변압기의 권수비가 달라지면 순환전류가 생긴다. 두 변압기의 권수비가 다르면 1차의 전압이 2차에 다른 크기로 넘어오게 된다. 2차측에 유기된 기전력 E(a)와 E(b)에 차이가 생기고, 이 차이가 순환전류를 발생시킨다. 두 변압기가 맞물린 선에 저항이 거의 없으므로 단락전류가 흐르고 권선의 과열 혹은 변압기의 손상을 가져올 수 있다.