변압기 정전이행 및 전자이행 전압

이행전압의 정의

변압기 이행전압은 1차측 과도 서지가 2차측에 나타나는 전압이다.

정전용량을 통한 정전이행 전압과 상호인덕턴스를 통한 전자이행 전압으로 나뉜다.

두 결합 경로

변압기 1차 서지는 두 경로로 2차측에 전달된다.

왼쪽은 권간 정전용량을 거치는 정전이행 경로다.

오른쪽은 1차 전류 변화의 자속이 2차 권선과 쇄교하는 전자이행 경로다.

두 성분은 동시에 작용하며 합성된 값이 이행전압이다.

정전이행 전압 식

정전이행 전압은 1·2차 사이 정전용량을 통해 2차측으로 전달되는 전압이다.

v2는 v1에 C12 나누기 (C12+C2g)를 곱한 값으로 근사된다.

여기서 v1은 1차 과도전압, C2g는 2차측 대지 정전용량이다.

결합 전류 i = C12 dv/dt이므로 전압 변화율이 클수록 정전이행이 커진다.

전자이행 전압

전자이행 전압은 1차 전류 변화가 만든 자속이 2차 권선에 유도하는 전압이다.

2차 권선이 개방된 경우 과도 성분은 v2 = M di1/dt로 나타낸다.

M은 상호인덕턴스, di1/dt는 1차 전류 변화율이다.

이행전압은 과도 성분이라 권수비만으로 크기를 정하지 않는다.

두 이행전압 비교

두 이행전압은 결합 경로, 크기 요인, 대책이 서로 다르다.

정전이행은 권간 정전용량으로, 전자이행은 상호인덕턴스로 전달된다.

그래서 정전차폐와 서지 제한을 나눠 적용한다.

헷갈리는 점

시험에서 자주 나오는 실수는 세 가지다.

첫째, 두 이행전압을 같은 원리로 설명하는 것이다.

둘째, 대책을 나열만 하고 역할을 연결하지 않는 것이다.

셋째, 차폐 접지를 무조건 양단으로 쓰는 것이다.

차폐 접지는 한쪽 접지가 원칙이며 전위차 전류를 막는다.

정리와 직접 풀기

정리하면 두 이행전압은 결합 경로와 대책이 서로 다르다.

정전이행은 차폐로, 전자이행은 서지 제한과 절연협조로 억제한다.

직접 풀어 보자.