변압기 병렬운전

병렬운전 정의와 조건

변압기 병렬운전은 둘 이상의 변압기를 공통으로 접속해 부하에 함께 전력을 공급하는 운전이다.

부하 증가에 대응하고, 한 대가 고장 나도 전력을 이어 공급하기 위해 쓴다.

병렬운전 조건은 극성, 권수비, 각변위, %임피던스다. 어긋나면 표와 같은 현상이 생긴다.

순환전류와 극성·각변위

두 변압기의 2차 전압이 다르면 그 차이가 임피던스로 나뉘어 전류가 흐른다.

부하가 없어도 두 권선 사이로 흐르는 이 전류가 순환전류다. 권선이 과열된다.

그래서 극성과 각변위가 맞지 않으면 병렬운전이 불가능하다.

%임피던스와 부하 분담

부하 분담은 정격용량을 %임피던스로 나눈 값에 비례한다. 임피던스가 작을수록 많이 맡는다.

정격 75kVA 두 대에 150kVA를 걸어 계산해 보자.

계산하면 A는 약 80.8kVA, B는 약 69.2kVA를 맡는다. 합하면 150kVA다.

A는 정격 75kVA를 넘어 과부하다. 과부하를 막으려면 총부하를 139kVA 이하로 제한해야 한다.

3상 결선과 각변위

3상 결선은 각변위가 같은 조합끼리만 병렬운전이 가능하다.

Δ-Y와 Δ-Y는 각변위가 같아 병렬이 된다. Δ-Y와 Y-Y는 30° 차이라 불가하다.

각변위가 어긋나면 큰 순환전류가 흘러 권선이 과열되고 차단기가 트립한다.

통합운전과 경부하 손실

변압기는 부하율이 낮으면 철손의 비중이 커져 효율이 떨어진다.

그래서 통합운전은 부하 패턴에 맞춰 운전 대수를 정하는 방식이다.

경부하 시간에 일부만 운전하면 무부하손이 줄어든다.

정리와 시험 포인트

정리하면 병렬운전은 극성, 권수비, 각변위, %임피던스 조건을 맞춰야 한다.

부하는 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례해 나뉜다. 작은 %Z 기기가 먼저 과부하된다.

시험에서는 조건 판정, 분담 계산, 결선 조합의 가능 여부를 묻는다.