변압기 이행전압

이행전압의 정의

변압기 이행전압은 고압 측 전압이 저압 측 기기로 옮겨 오는 현상이다.

154kV 계통과 22.9kV 배전 계통을 잇는 변압기에서 이 현상이 문제가 된다.

기기 절연 설계와 보호 협조를 정할 때 반드시 계산하는 값이다.

정전결합과 전자결합

이행전압은 두 가지 결합을 통해 저압 측으로 전달된다.

정전결합은 권선 사이 정전용량을 통해 전위가 넘어가는 경로다.

전자결합은 권선 간 상호 인덕턴스로 전압을 옮기며, 정상상태 전압에서 주로 문제가 된다.

두 결합의 합이 이행전압이다.

계산 예제

이번에는 22.9kV 한 상이 지락된 경우를 가정해 건전상 전압을 계산한다.

계통 최고전압은 공칭전압의 1.1배로 보고, 상전압은 루트 3으로 나눈다.

비접지 계통에서는 건전상 대지전압이 상전압의 루트 3배로 상승한다.

직접접지 계통은 상전압의 약 1.3배로 보아 약 18.9kV가 된다.

이 값은 설계 단계의 개략치다.

접지 방식의 영향

접지 방식을 비교하면 이행전압 대책의 방향이 보인다.

접지 방식에 따라 건전상 전압 상승 폭과 지락전류가 달라진다.

직접접지는 상승이 작지만 지락전류가 커 차단기 용량이 늘어난다.

비접지는 상승이 크고 지락이 지속될 수 있어 2차 사고 위험이 있다.

이행전압 억제 절차

이행전압 억제는 다섯 단계로 이루어진다.

먼저 고압 피뢰기를 변압기 단자 가까이 설치해 유입 서지를 제한한다.

다음으로 차폐 또는 절연 변압기로 정전결합 경로를 줄인다.

2차 중성점을 접지해 2차 대지 전압을 낮춘다.

외함과 저압 기기를 접지해 이행된 전압을 대지로 빼낸다.

마지막으로 저압측 SPD로 잔류 서지를 한 번 더 제한한다.

C12가 커질수록, C2g가 작을수록 V2가 커진다. 그래서 C12를 줄이고 대지 전위를 고정한다.

정리

이행전압 내용을 마지막으로 정리한다.

이행전압은 정전결합으로 생기며, 전자유도 상승과 구분해야 한다.

절연파괴 판정은 저압 측 기기의 절연강도와 비교한다.

답안 첫 줄에는 정전결합으로 나타나는 현상이라고 정의를 분명히 쓴다.