기사/공사필기 3고조파 전류와 전압
작성자 김선훈 · 작성일 · 분류 기사/공사필기
안녕하세요 회로, 기기에 걸쳐 지금까지 아직 확실히 이해가 되지 않은 문제가 계속해서 나타나서 질문드립니다
회로이론에서는
델타결선-3고조파 전류x
Y결선-3고조파 전압x이라고 배웠는데
26번에 보면 델타결선이 있을 경우 3고조파가 나타나지 않는다고 말씀하시고 답을 델타 결선이 하나도 없는 1번으로 갔습니다. 그런데 이 문제의 경우는 3고조파 전압이 나타나지 않는 것이 무엇이냐고 물었으므로 Y결선이 없는 것을 골라야 하지 않나요?
답변 1개
운영교수 ·
안녕하세요. 김선훈님
* 전기기사 필기 과년도 10개년
* 2016년 3회 26번
p579. 26번)
질문자님께서 말씀하신대로,
델타결선에서 3고조파 전류는 델타결선 내를 순환하게 되고,
상전압 = 선간전압. 이므로 선간전압에 제3고조파 전압이 포함됩니다.
y결선에서는 상전류 = 선전류 이므로 각 상에는 3고조파 전류가 흐르며,
각 상에 흐르는 3고조파 모두 동상이므로 3고조파에 대한 선간전압 = 0이 됩니다.
그러므로 동기발전기에서 전기자 권선을 y결선으로 하면
부하전류의 3고조파 전류가 전기자 권선내에 흐르지 않으므로, 불필요한 도손 증가 및 과열방지가 됩니다.
하지만 해당문제는 변압기라고 하였습니다.
변압기에서는 조금더 생각하여야 할 것이 있습니다.
변압기는 유기기전력의 정현파를 갖도록 하기 위해 여자전류를 비정현파가 되도록 만듭니다.
그리고 이 비정현파의 대부분은 제3고조파 형태를 갖습니다.
즉, 변압기에서 여자전류(3고조파)와 유기기전력의 관계는 둘중 하나가 정현파가 되려면
나머지 하나는 비정현파가 되어야 하는 관계입니다.
1) 델타결선의 경우
여자전류의 3고조파가 델타 내를 순환하게 되고 밖으로는 나오지 않아 유기기전력은 정현파가 됩니다,.
2-1) Y결선 (비접지)
여자전류의 3고조파는 중성점에서 3상의 합이 0이 되어야 하므로 흐를 수 없게 됩니다.
따라서, 여자전류가 3고조파를 포함하지 않아서 정현파가 되므로
오히려 유기기전력이 3고조파를 포함한 비정현파가 되어 계통에 영향을 주므로 사용할 수 없습니다.
2-2) Y결선 (접지)
여자전류의 3고조파는 접지선으로 3상의 합이 함께 흐르므로, 기전력은 정현파가 되지만
대신에 3고조파가 중성점 접지선을 통하여 흐르게 되어 유도장해가 발생합니다.
이러한 이유로 Y-Y결선은 중성점을 접지하지 않으면 기전력이 왜형파가 되고,
중성점을 접지하면 여자전류의 3고조파에 의한 유도장해가 문제가 되므로 사용할 수 없게 되는 것입니다.
따라서, 여자전류의 3고조파 통로를 구성하되 여자전류는 1차 또는 2차 어느 한쪽에만 흐르면 되므로
델타 결선이 포함되어 있는 결선방식을 채택하여 사용하고 있습니다.