변압기 여자돌입전류

여자돌입전류란

변압기를 전원에 붙이는 순간 평소보다 훨씬 큰 전류가 잠깐 흐른다.

이것이 여자돌입전류다. 부하전류가 아니라 철심을 자화시키는 여자전류가 커진 것이다.

정격전류의 수 배에 이르며, 수 초 동안 줄어들면서 사라진다.

발생 원리

철심의 자속은 전압을 시간에 대해 적분한 값으로 정해진다.

투입 순간의 전압 위상과 잔류자속에 따라 자속의 초기값이 달라진다.

전압이 0일 때 투입하면 자속 피크가 정상치의 2배가 되어 돌입이 최대가 된다.

전압이 최대일 때 투입하면 자속이 φm 에 머물러 돌입전류는 작다.

투입 시점에 따른 차이

투입 시점에 따라 돌입전류의 크기가 크게 달라진다.

전압 최대 시점에 투입하면 자속이 정상 최대치 근처에서 시작해 포화가 적다.

전압 영점 시점에 투입하면 잔류자속이 더해져 철심이 깊게 포화된다.

그래서 차단기 투입 위상 제어가 돌입 억제의 핵심 수단이 된다.

보호계전기 오동작 방지

돌입전류를 사고 전류로 오인하면 과전류계전기나 차동계전기가 오동작한다.

비율차동 계전기는 차동전류를 기본파와 제2고조파로 나눠 판단한다.

돌입전류는 제2고조파가 많아 억제되고, 내부고장은 고조파가 적어 동작한다.

과전류 요소는 돌입 최대치에서는 부동작하고 큰 고장전류에서 동작한다.

직접 풀어 보기

방금 배운 내용을 적용해 보자.

제2고조파 비율이 큰 쪽은 여자돌입전류와 내부고장 전류 중 어느 쪽인가?

정리

정답은 여자돌입전류다. 제2고조파 비율이 크기 때문이다.

정리하면, 여자돌입은 철심 포화로 생기는 무부하 투입 현상이다.

투입 위상과 잔류자속에 따라 돌입 크기가 달라진다.

이상으로 여자돌입전류 설명을 마친다.