변압기 병렬운전 조건

병렬운전의 정의

변압기 병렬운전은 둘 이상의 변압기를 공통 모선에 접속해 부하를 나누는 운전이다.

조건이 맞아야 순환전류 없이 용량에 비례한 분담이 된다.

극성, 권수비, %임피던스, 위상변위가 핵심 키워드다.

무부하 순환전류

병렬 회로에서 두 2차 기전력의 차이가 순환전류를 만든다.

ΔE는 두 2차 무부하 전압의 차이이고, Z1과 Z2는 각 변압기의 환산 임피던스다.

ΔE가 0이면 순환전류도 0이 된다.

그래서 무부하 순환전류가 0이어야 한다는 것이 첫 번째 조건이 된다.

병렬운전 조건과 위반 결과

병렬운전 조건은 조건과 위반 시 결과를 짝지어 기억해야 한다.

극성이 다르면 큰 순환전류와 단락 사고가 생기고, 권수비가 다르면 무부하 순환전류가 흐른다.

%임피던스가 다르면 연결은 되지만 부하 분담이 한쪽으로 치우친다.

극성, 권수비, 위상변위가 맞지 않으면 병렬 연결 자체가 위험하다.

임피던스가 다를 때 부하 분담

두 변압기의 부하 분담은 정격용량에 비례하고 %임피던스에 반비례한다.

A는 %임피던스 4%, B는 5%이고 둘 다 1,000kVA이며, 합계 부하는 1,600kVA다.

분담 비는 250 대 200, 즉 1.25 대 1이다.

따라서 A가 약 888.9kVA, B가 약 711.1kVA를 맡는다.

임피던스가 낮은 A가 더 많이 부담하는 것이 상식과 맞다.

답 확인과 흔한 실수

앞 문제의 정답은 임피던스가 작은 쪽이다.

임피던스가 작은 쪽이 더 많은 부하를 맡아 먼저 정격에 도달한다.

채점에서는 %임피던스를 부하 분담과 연결해 쓰고, 용량이 다른 기기를 섞지 않는다고 적는다.

조건과 위반 결과를 짝지어 쓰는 것이 답안의 핵심이다.

정리와 확인 문제

병렬운전 조건을 한 번에 정리한다.

조건은 극성, 권수비, 위상변위, %임피던스, 정격전압이다.

무부하 순환전류는 권수비, 극성, 위상변위가 맞지 않을 때 생긴다.

부하 분담은 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례한다.

직접 풀어 보자.

정답은 %임피던스 차이다. 분담 문제이지 순환전류의 원인이 아니다.