연계변압기 결선방식

연계변압기란

연계변압기 결선방식은 분산형 전원과 특고압 계통 사이의 결선과 중성점 접지 방식을 정하는 것이다.

전압을 변환하면서 지락 시 영상전류가 흐를 경로를 정하므로 보호 특성까지 좌우한다.

결선 기호는 계통측-분산형전원측 순서로 쓴다. 예를 들어 Δ-Yg는 계통측이 Δ, 분산형전원측이 접지 Y임을 뜻한다.

영상분 경로

지락 고장 때 흐르는 영상분 전류는 세 상의 전류가 같은 크기와 위상을 가진 성분이다.

영상분은 Δ권선을 통과하지 못하고 Y권선의 중성점을 통해서만 대지로 되돌아온다.

그래서 Δ권선 쪽은 영상분을 계통으로 넘기지 않는다.

1선 지락 때 지락상 전류는 영상분 전류의 3배이며, 이 원리가 결선 선택의 출발점이다.

결선 비교

결선 조합마다 영상분 경로, 위상변위, 제3고조파 처리가 달라진다.

Yg-Δ와 Δ-Yg는 위상변위가 있고, Yg-Yg와 Δ-Δ는 위상변위가 없다.

Yg-Yg는 영상분이 양측으로 통과해 접지와 보호 협조 범위가 넓어진다.

Δ 권선이 한쪽에 있으면 영상분이 그 권선에서 끊기므로 지락 귀로는 다른 쪽 Y 중성점에서 확보해야 한다.

계산 예제

가상의 22.9kV 계통에서 1선 지락 고장이 발생했다고 가정한다.

상전압은 선간전압을 √3으로 나눈 값이며, 약 13.2kV이다.

비접지 계통에서는 건전상 대지전압이 선간전압 수준인 약 22.9kV까지 오른다.

유효접지 계통에서는 상승을 1.3배 이하로 제한해 약 17.2kV 이내로 억제된다.

헷갈리는 점과 정리

흔한 실수는 결선 기호만 쓰고 영상분 경로를 설명하지 않는 것이다.

직접접지와 유효접지는 같은 의미가 아니다. 유효접지는 1선 지락 시 건전상 대지전위 상승을 1.3배 이하로 제한하는 접지 상태다.

정리하면 결선 선택은 영상분 경로를 기준으로 하고, 계통 접지 방식과 함께 판단한다.

유효접지 시 이상전압이 낮아 절연 레벨을 낮출 수 있고, 지락전류가 커서 보호계전기 동작이 확실하다.