변압기 병렬 운전 조건

병렬운전이란

변압기 병렬운전은 두 대 이상의 변압기를 1차·2차 측에 동시에 접속해 부하를 나누어 맡게 하는 운전이다.

이를 위해 극성, 권수비, %임피던스, 각변위가 같아야 한다.

시험에서는 이 조건과 임피던스 전압에 따른 부하제한을 묶어 반복해서 묻는다.

순환전류의 원리

두 변압기의 2차 전압이 서로 다르면 그 차이만큼 두 기기 사이에 전류가 돈다.

이 전류가 순환전류다. 부하와 무관하게 흐르므로 동손만 키워 효율을 떨어뜨린다.

순환전류는 2차 전압 차를 두 임피던스의 합으로 나눈 값이다.

전압 차가 클수록, 임피던스 합이 작을수록 순환전류가 커진다.

병렬운전 4가지 조건

병렬운전 조건은 극성, 권수비, %임피던스, 각변위 네 가지다.

극성이 다르면 2차 기전력이 반대로 더해져 큰 단락 전류가 흐른다.

권수비가 다르면 무부하에서도 순환전류가 흐르고, 각변위가 다르면 큰 순환전류가 흐른다.

따라서 같은 벡터군끼리만 병렬한다. Δ-Y 결선은 30° 위상차가 있어 Δ-Δ나 Y-Y와 직접 병렬할 수 없다.

부하분담 계산

부하분담은 용량에 비례하고 %임피던스에 반비례한다.

같은 %임피던스라면 변압기는 용량 비율대로 부하를 나누어 맡는다.

1000kVA, 5%와 500kVA, 4%를 병렬하면 분담비는 1.6 대 1이다.

총부하가 1500kVA라면 A가 약 923kVA, B가 약 577kVA를 맡는다.

과부하와 부하제한

병렬운전 부하제한은 임피던스 전압이 다를 때 필요하다.

임피던스 전압이 낮은 기기가 먼저 정격에 도달하므로, 그 기기 기준으로 총부하를 제한한다.

B가 정격 500kVA에 도달하는 총부하는 500 × 2.6 = 1300kVA다.

이때 A는 800kVA로 정격 이내이므로, 총부하는 1300kVA 이하로 제한한다.

정리

정리하면 병렬운전 조건은 극성, 권수비, %임피던스, 각변위다.

조건이 어긋나면 순환전류와 과부하가 생기므로 투입 전에 반드시 확인한다.

시험에서는 조건 나열과 부하분담, 과부하 제한 계산을 함께 묻는다.