기사/공사필기 변압기 결선관련
작성자 김남각 · 작성일 · 분류 기사/공사필기
원장님 변압기 Y결선시 선간에 3고조파 전압이 없는 대신 선에 3고조파 전류가 있다고 설명해주셨는데,
동기발전기 전기자 권선을 Y결선으로 할 때 그 이유 중 하나가 Y결선에는 3고조파 순환전류가 흐르지 않으므로 유기기전력에 3고조파가 발생되지 않는다라고 있습니다. 키르히호프의 법칙에 따라 Y결선 중성점에서는 3고조파가 0이되고 따라서 3고조파 전류가 흐르지 않는데
변압기 설명 시 Y결선은 선에 3고조파 전류가 있다는게 무슨 뜻인가요?
변압기와 동기발전기에서 설명 차이가 나는 이유가 무엇인가요?
변압기랑 동기발전기 시 따로 봐야하나요?
답변 1개
운영교수 ·
우선 각 결선에서 제3고조파가 어떻게 되는지를 설명하면 다음과 같습니다.
제3고조파는 영상분의 상순(a상-b상-c상)이 없는 동상전류입니다. 따라서,
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 3고파에 대한 선간전압=0 이 됩니다.
제3고조파는 설비에 부정적인 영향을 주므로 부하측으로 흐르지 않도록 하는 것이 중요합니다.
[[동기 발전기]]
동기발전기 전기자 권선을 y결선으로 하면
부하전류의 3고조파 전류가 전기자 권선내에 흐르지 않으므로,
불필요한 동손 증가 및 과열방지가 됩니다.
[[변압기]]
변압기의 결선에서는 좀 더 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.
[Δ결선]
여자전류의 3고조파가 델타 내를 순환하게 되고 밖으로는 나오지 않아 유기기전력은 정현파가 됩니다.
[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.
* 접지
여자전류의 3고조파는 접지선으로 3상의 합이 함께 흐르므로, 기전력은 정현파가 되지만
대신에 3고조파가 중성점 접지선을 통하여 흐르게되어 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
Δ결선이 포함되어있는 결선방식을 채택하여 사용하고 있습니다.