변압기 뱅크 및 모선 구성

개요

변압기 뱅크는 변압기를 여러 대로 나누어 병렬 운전하는 구성이다.

2차측 모선으로 모아 배분하여 운전 대수 제어와 신뢰도를 확보한다.

뱅크 구성, 모선 방식, 운전 효율을 차례로 정리한다.

뱅크와 2차 모선 구조

뱅크마다 2차 차단기를 두어 뱅크별로 개폐하고 고장을 격리한다.

각 뱅크의 2차 출력은 2차측 모선에 모여 부하로 배분된다.

모선 사이에는 연계 차단기를 두어 모선을 나누거나 잇는다.

모선 구성은 정전 범위와 보수 편의성을 정하므로 뱅크와 함께 검토한다.

운전 대수 제어와 손실

변압기를 한 대로 크게 쓰면 경부하에서도 철손이 계속 발생한다.

그래서 부하가 적을 때는 일부만 투입하고, 최대부하 때는 전부 투입한다.

부하율이 낮을수록 철손의 비중이 커져 대수 제어의 이득이 커진다.

철손은 전압이 걸리면 항상 생기고, 동손은 부하전류의 제곱에 비례한다.

계산 예

변압기 1대의 유효전력 용량은 정격용량에 역률을 곱해 구한다.

800kVA에 역률 0.9를 곱하면 720kW이다.

최대 부하 1,200kW를 감당하려면 최소 몇 대가 필요한지 계산해 보자.

모선 방식 비교

2차측 모선은 단일 모선, 분할 모선, 병렬 운전 방식으로 비교한다.

단일 모선은 구성이 간단하지만 모선 사고 시 전체가 정전된다.

분할 모선은 연락차단기로 나눠 한 구획의 사고만 정전시킨다.

병렬 운전 뱅크는 부하에 따라 운전 대수를 조절해 효율을 얻는다.

병렬 투입과 보호

뱅크를 병렬로 투입할 때 변압기를 동시에 투입하지 않는다.

개별 과도상태가 겹치면 보호계전기 오동작의 원인이 되므로 순차 투입이 원칙이다.

새 변압기의 여자돌입전류는 정격 부하전류의 2배 정도까지 이를 수 있다.

그래서 계전기는 여자전류 감쇠 동안 감도를 낮추거나 2차 고조파를 억제한다.

정리

정리하면 뱅크는 부하에 따라 운전 대수를 바꾸는 변압기 구성이다.

모선 방식은 정전 범위를 기준으로 비교하고, 병렬 투입은 순차로 한다.

답안에는 뱅크 구분, 모선 구성, 운전 효율을 빠짐없이 쓴다.