4. 변압기 병렬운전 조건을 나열하고 맞지 않을 경우 문제점을 설명하시오.

[강신환]

변압기 병렬운전조건

1.1차전압 과 2차전압이 같을것.

 ----순환 전류로 소손

2.권수비가 같을것.

----동손 증가로 변압기 과열

3.Z 전압이 같을것

---- Z 낮은쪽으로 과부하 (+-10%범위)

4.%(X/R)가 같을 같을것

----역률에 따라 부하 분담이 변동

5.극성이 같을것 (1상)

---- 단락으로 인한 과전류 소손

6.각변위, 상회전 이 같을가 (3상)

---단락으로 인한 과전류 소손

7.용량이 같을것.

----용량비 3:1 이내

8.BIL값이 같을것.

-----낮은쪽의 절연레벨로 절연협조가 이루어짐.

1. 3상변압기의 병렬운전 조건

병렬운전 가능	병렬운전 불가능
△-△ 와 △-△ Y -△ 와 Y-△ Y -Y 와 Y -Y △-Y 와 △-Y △-△와 Y-Y △-Y 와 Y-△	△-△ 와 △-Y △-Y 와 Y-Y

• 각 변압기의 권수비가 같고 1,2차 전압이 같을 것.
• 각 변압기의 임피던스 전압이 같고(임피던스가 낮은쪽의 변압기가 과부하가 된다. 단, 각 변압기간 임피던스 차가 10% 이내인 경우에는 무리가 없다) 저항과 리액턴스 비가 같을 것.
  ▶표준으로 적용하고 있는 X/R 比 ◀
  500KVA = 5 ,  1000KVA = 6 , 2000KVA = 7  3000KVA = 8 ,  6000KVA = 12.5 , 8000KVA = 14  10000KVA = 16 ,  15000KVA = 18.7 , 20000KVA = 22  
  
• 3상의 경우 각 변위 및 상회전이 같을 것.
• 단상의 경우 극성이 같을 것.
• 각 변압기의 정격용량의 비가 3:1 이하일 것(제조업체 권장사항)

2. 변압기 병렬운전시 문제점

• 계통에 %Z가 적어져 단락용량이 증대된다.
• 전 부하 운전시 변압기 허용  과 부하율에 의한 변압기용량 증대로 손실증가.
• 차단기의 빈번한 동작에 의한 차단기 수명 단축(대수제어 등)

3. 부하분담

                   

                   

I_A : a 변압기의 정격전류
I_B : b 변압기의 정격전류
V_n : 정격전압
z_a : % I_A Za
z_b : % I_B Zb
P_A : a 변압기의 정격용량
P_B : b 변압기의 정격용량
P_a : a 변압기의 부하용량
P_b : b 변압기의 부하용량

병렬운전시의 전류를 I_A ,I_B 라고 하면,

P_A = mP_B라고 하면,

    또는  

a,b변압기의 저항과 리액턴스비(ra/xa = rb/xb)가 같으면

         

4. 임피던스가 다를 경우의 병렬운전

변압기 병렬운전조건중에서 임피던스가 다른 경우에는 완전히 병렬운전이 불가능한 것은 아니고 적절하게 부하량을 감소시키면 병렬운전이 가능할 수 있다.

◆ 임피던스가 다른 변압기간의 병렬운전이 가능한 부하의 산출방법 -예-


구분	TR1	TR2	TR3
정격용량 KVA	400	1000	500
%임피던스	4	6	4.5

변압기 총 설비용량 : 1,900KVA 인 경우 위의 변압기 3대를 병렬운전한다고 가정하면,

- 병렬운전시 전체 임피던스

- 각 변압기의 부하분담


 

 




위의 결과로 보면 TR1은 26%, TR3은 12%의 과부하로 된다. 이러한 경우 각 변압기가 과부하로 운전되는 것을 방지하려면 전체 임피던스를 3대의 변압기 중 임피던스가 가장낮은 4.0%로 하고 운전하면 된다. 이때 각 변압기의 부하분담은 아래와 같이 계산되고 따라서 과부하를 방지하기 위한 부하는 1511KVA 이하이므로 변압기 설비용량의 80%의 범위에서 병렬운전이 가능하다.