변압기의 병렬운전
대용량 부하, 설비증가에 따른 부하의 용량증가 또는 경제적인 운전 측면에서 여러 대의 변압기를 병렬로 운전할 필요가 있다. 변압기의
병렬운전조건에는 용량에 비례하는 부하분담과 순환전류를 실용상 지장이 없을 정도로 다음과 같은 조건에 만족하여야 한다.
1. 조건
용량에 비례해서 전류를 분담할 것.
각 변압기에 흐르는 전류의 대수의 합이 전체 부하전류와 같을 것
변압기 상호간에 순환전류가 흐르지 않을 것
2. 3상변압기의 병렬운전 조건
1) 1차, 2차의 정격전압 및 극성이 같을 것
극성이 반대가 되면 2차 권선의 순환 회로에 2차기전력의 합이 가해지고 권선의 임피던스가 작으므로 큰 순환 전류가 흘러 권선을 소손
시킨다.
2) 각 변압기의 백분율 임피던스가 같을 것
%임피던스가 같지 않으면 부하 분담이 용량비로 되지 않아 부하분담이 균형을 이루지 못한다. 일반적으로 %임피던스 전압차가 평균값
의 1/10, 정격 용량비가 1:3 이내이다.
3) 백분율 저항(%IR)과 리액턴스(%IX)의 전압강하의 비가 같을 것.(최대효율을 위한 조건)
저항과 리액턴스의 비가 같지 않을 때는 각 변압기 전류간에 위상차가 생겨 동손이 증가한다.
4) 3상의 경우 상회전 방향(각 변위) 및 상회전이 같을 것 (절대조건임).
5) 권선비(변압비)가 같을 것.
변압비가 다르면 2차 기전력의 크기가 상호 다르므로 2차 권선에 순환전류가 흘러 권선을 과열한다.
6) 각 변압기의 정격용량의 비가 3:1 이하일 것(제조업체 권장사항)
변압기는 서로의 오차가 있으므로 이 조건을 완전하게 만족하지 못하게 된다. 따라서 규격에서 정하는 각 변압기간 임피던스 차 10%에
의한 순환전류와 부하 전류의 합계가 정격 부하전류의 110%를 넘지 않아야 한다.
7) 따라서 변압비가 다른 두 대의 병렬운전시 순환전류는 다음과 같은 식이된다.
%I= (%Vx100) / ( %IZ1 + k%iZ2)
여기서 %V : 두 변압기의 전압차
%IZ1: A 변압기의 % 임피던스 강하
%IZ2: B 변압기의 % 임피던스 강하
k : A, B 변압기의 용량비
3. 변압기 병렬운전시 문제점
계통에 %Z가 적어져 단락용량이 증대된다.
전 부하 운전시 변압기 허용 과부하율에 의한 변압기용량 증대로 손실증가한다.
차단기의 빈번한 동작에 의한 차단기 수명 단축(대수제어 등)
4. 임피던스가 다를 경우의 병렬운전
변압기 병렬운전조건중에서 임피던스가 다른 경우에는 완전히 병렬운전이 불가능한 것은 아니고 적절하게 부하량을 감소시키면 병렬운
전이 가능할 수 있다.
변압기의 병렬운전은 조건이 완전히 충족되어 있으면 전연 문제가 없지만, 조건이 얼마간 벗어난 경우에도 부하 분담 및 온도상승을 점검하여 허용 가능한 범위내에 있으면 병렬운전을 할 수 있다.
5. IEC 76-1 1993에서 정하는 병렬운전시의 조건
If parallel operation with existing transformers in required, this shall be stated and the following information on the existing
transformer given:
a) Rated power
b)Rated voltage ratio
c) Voltage ratios corresponding to tappings other than the principal tapping
d) Load loss at rated current on the principal tapping, corrected to the appropriate reference temperature.
e) Short-circuit impedance on the principal tapping and at least on the extreme tappings, if the tapping range of the tapped
winding exceeds ±5%.
f) Diagram of connections or connection symbol, or both
6. 병렬운전의 결선
1) 운전 가능한 조합
△-△와 △-△, △-△와 Y-Y, Y-Y 와 Y-Y, Y-△ 와 Y-△, △-Y와 △-Y, △-Y 와 Y-△
2) 운전 불가능한 조합
△-△와 △-Y △-Y와 Y-Y
7. 부하분담
PA = (%ZaPa / %ZaPb +%ZbPa ) x P(kVA), PB= (%ZaPb / %ZaPb +%ZbPa ) x P(kVA),
단 PA , PB : 변압기 A, B의 부하분담 (kVA)
단 Pa , Pb : 변압기 A, B의 정격용량(kVA)
%Za , %Zb : 변압기 A,B의 %임피던스(%)
P : 부하 (kVA)
대용량 부하, 설비증가에 따른 부하의 용량증가 또는 경제적인 운전 측면에서 여러 대의 변압기를 병렬로 운전할 필요가 있다. 변압기의
병렬운전조건에는 용량에 비례하는 부하분담과 순환전류를 실용상 지장이 없을 정도로 다음과 같은 조건에 만족하여야 한다.
1. 조건
용량에 비례해서 전류를 분담할 것.
각 변압기에 흐르는 전류의 대수의 합이 전체 부하전류와 같을 것
변압기 상호간에 순환전류가 흐르지 않을 것
2. 3상변압기의 병렬운전 조건
1) 1차, 2차의 정격전압 및 극성이 같을 것
극성이 반대가 되면 2차 권선의 순환 회로에 2차기전력의 합이 가해지고 권선의 임피던스가 작으므로 큰 순환 전류가 흘러 권선을 소손
시킨다.
2) 각 변압기의 백분율 임피던스가 같을 것
%임피던스가 같지 않으면 부하 분담이 용량비로 되지 않아 부하분담이 균형을 이루지 못한다. 일반적으로 %임피던스 전압차가 평균값
의 1/10, 정격 용량비가 1:3 이내이다.
3) 백분율 저항(%IR)과 리액턴스(%IX)의 전압강하의 비가 같을 것.(최대효율을 위한 조건)
저항과 리액턴스의 비가 같지 않을 때는 각 변압기 전류간에 위상차가 생겨 동손이 증가한다.
4) 3상의 경우 상회전 방향(각 변위) 및 상회전이 같을 것 (절대조건임).
5) 권선비(변압비)가 같을 것.
변압비가 다르면 2차 기전력의 크기가 상호 다르므로 2차 권선에 순환전류가 흘러 권선을 과열한다.
6) 각 변압기의 정격용량의 비가 3:1 이하일 것(제조업체 권장사항)
변압기는 서로의 오차가 있으므로 이 조건을 완전하게 만족하지 못하게 된다. 따라서 규격에서 정하는 각 변압기간 임피던스 차 10%에
의한 순환전류와 부하 전류의 합계가 정격 부하전류의 110%를 넘지 않아야 한다.
7) 따라서 변압비가 다른 두 대의 병렬운전시 순환전류는 다음과 같은 식이된다.
%I= (%Vx100) / ( %IZ1 + k%iZ2)
여기서 %V : 두 변압기의 전압차
%IZ1: A 변압기의 % 임피던스 강하
%IZ2: B 변압기의 % 임피던스 강하
k : A, B 변압기의 용량비
3. 변압기 병렬운전시 문제점
계통에 %Z가 적어져 단락용량이 증대된다.
전 부하 운전시 변압기 허용 과부하율에 의한 변압기용량 증대로 손실증가한다.
차단기의 빈번한 동작에 의한 차단기 수명 단축(대수제어 등)
4. 임피던스가 다를 경우의 병렬운전
변압기 병렬운전조건중에서 임피던스가 다른 경우에는 완전히 병렬운전이 불가능한 것은 아니고 적절하게 부하량을 감소시키면 병렬운
전이 가능할 수 있다.
변압기의 병렬운전은 조건이 완전히 충족되어 있으면 전연 문제가 없지만, 조건이 얼마간 벗어난 경우에도 부하 분담 및 온도상승을 점검하여 허용 가능한 범위내에 있으면 병렬운전을 할 수 있다.
5. IEC 76-1 1993에서 정하는 병렬운전시의 조건
If parallel operation with existing transformers in required, this shall be stated and the following information on the existing
transformer given:
a) Rated power
b)Rated voltage ratio
c) Voltage ratios corresponding to tappings other than the principal tapping
d) Load loss at rated current on the principal tapping, corrected to the appropriate reference temperature.
e) Short-circuit impedance on the principal tapping and at least on the extreme tappings, if the tapping range of the tapped
winding exceeds ±5%.
f) Diagram of connections or connection symbol, or both
6. 병렬운전의 결선
1) 운전 가능한 조합
△-△와 △-△, △-△와 Y-Y, Y-Y 와 Y-Y, Y-△ 와 Y-△, △-Y와 △-Y, △-Y 와 Y-△
2) 운전 불가능한 조합
△-△와 △-Y △-Y와 Y-Y
7. 부하분담
PA = (%ZaPa / %ZaPb +%ZbPa ) x P(kVA), PB= (%ZaPb / %ZaPb +%ZbPa ) x P(kVA),
단 PA , PB : 변압기 A, B의 부하분담 (kVA)
단 Pa , Pb : 변압기 A, B의 정격용량(kVA)
%Za , %Zb : 변압기 A,B의 %임피던스(%)
P : 부하 (kVA)
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