임피던스 전압

정의

임피던스 전압은 변압기 2차측을 단락하고 정격전류를 흘릴 때 1차에 걸어야 하는 전압이다.

이 전압을 정격전압으로 나누고 100을 곱한 값이 %Z이다.

%Z는 내부 임피던스의 크기를 정격전압 기준 백분율로 바꾼 값이다.

구성과 원리

%Z는 저항분 %R과 리액턴스분 %X의 벡터합으로 나뉜다.

저항분은 부하손과, 리액턴스분은 권선 사이의 누설 자속과 관계가 있다.

단락 시험의 입력 전력은 거의 모두 권선 저항손이므로 %R 계산에 쓰인다.

계산 예제

1,000kVA, 6,600V, %Z 5% 변압기의 1차 환산 임피던스를 구해 보자.

먼저 정격 1차 전류를 구하면 약 87.5A이다.

임피던스 전압은 6,600V의 5%인 330V이다.

이를 정격 전류로 나누면 임피던스는 약 3.77Ω이 된다.

단락전류와 차단기

단락전류는 임피던스 전압 %Z에 반비례한다.

정격전류 약 1,520A 기준으로 %Z가 5%이면 약 30,400A, 8%이면 약 19,000A이다.

%Z를 높이면 단락전류는 줄어 차단기 부담이 줄지만, 전압변동률은 커진다.

상반 관계

임피던스가 커지면 전압 변동은 커지고 단락전류는 작아진다.

저임피던스형은 전압이 안정적이지만 단락전류가 크고, 고임피던스형은 반대다.

병렬운전에서는 임피던스 전압 크기가 같아야 부하가 용량 비율대로 나뉜다.

헷갈리는 점과 정리

임피던스 전압은 Ω 값이 아니라 정격 대비 백분율이다. 기준 용량과 전압을 함께 적는다.

단락전류를 구할 때는 %Z를 정격 용량 기준으로 환산했는지 확인한다.

병렬운전은 크기뿐 아니라 각도도 함께 보고, 전압변동률은 역률 영향을 빠뜨리지 않는다.

답안에는 상반 관계를 두 항목으로 나누고, 차단용량 결론을 명시한다.