[전기,전자] 변압기 결선 방식 (Δ-Y 결선 / Δ-Δ 결선 / Y-Y 결선)

변압기 결선 방식 (Δ-Y 결선 / Δ-Δ 결선 / Y-Y 결선)

안녕하세요. 태양광 윤대리입니다.
오늘은 전기기사 실기준비하면서 공부한 변압기 결선 방식에 대해서 포스팅을 하려합니다.
인터넷에 찾아보면 아주 자세히 나와있어 굳이 포스팅을 해야하나 싶었는데요.
한번 적어보면서 기억하자는 취지에서 끄적여 봅니다.
 
 

목차

1. Δ-Y 결선
2. Y-Δ 결선
3. Δ-Δ 결선
4. Y-Y 결선
 
 

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1. Δ-Y 결선

 
주 사용목적 : 승압
75kVA 이하의 중성점이 필요한 곳에 적용함.
 
장점
1) 2차측이 Y결선이므로, 상전압이 선간전압의 1/√3배가 된다.
따라서,
- 절연에 유리하다.
- 고전압에 적합하며 승압에 유리하다.
(승압변압기의 결선으로 적합하다.)
2) 2차측이 Y결선이므로, 중성점을 접지할 수 있다.
(2차측이라 말한 이유는 반대로 Y-Δ 결선은 중성점 접지를 하지 않는다.)
3) Y결선이 존재하므로, 각 상의 권선 임피던스와 변압비가 다르더라도, 순환전류가 발생하지 않는다. 
4) Δ결선이 존재하므로, 제 3고조파 장해가 적고, 기전력의 파형이 왜곡되지 않는다.
 
단점
1) 결선을 혼합하여 사용하므로, 1,2차 간 전압-전류에 30˚의 위상차가 존재한다.
2)  2차측이 Y결선이므로, 중성선 접지에 의해 유도장해가 발생할 수 있다.
3) 1상에 고장이 생기면 전원 공급이 불가능하다.
 

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2. Y-Δ 결선

 
주 사용목적 : 기동전류 경감을 목적으로 함.
75kVA 이상의 중성점이 필요없는 곳에 적용함.
 
장점
1) 2차측이 Δ결선이므로, 상전류가 선전류의 1/√3 배가 된다.
따라서 대전류에 적합하며 강압에 유리하다. (강압변압기의 결선으로 적합하다.)
2) Y결선이 존재하므로, 각 상의 권선 임피던스와 변압비가 다르더라도, 순환전류가 발생하지 않는다. 
3) Δ결선이 존재하므로, 제 3고조파 장해가 적고, 기전력의 파형이 왜곡되지 않는다.
 
단점
1) 결선을 혼합하여 사용하므로, 1,2차 간 전압-전류에 30˚의 위상차가 존재한다.

2) 1상에 고장이 생기면 전원 공급이 불가능하다.

3) Y결선이 존재하므로, 중성점 접지에 의해 유도장해를 야기한다.

특징) Y-Δ결선방식에 분명 Y결선이 존재하지만, 실제로는 용도상 중성점 접지를 하지 않는다.
 

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3. Δ-Δ 결선

 
주 사용목적 : 비접지계통에서 대전류용으로 주로 사용됨.
 
장점
1) 2차측이 Δ결선이므로, 상전류가 선전류의 1/√3 배가 된다. 따라서 대전류에 적합하다.
2) Δ결선이 1,2차에 존재하므로, 제 3고조파 장해가 없고(유도장해X) , 기전력의 파형이 왜곡되지 않는다.(Δ결선)
3) Y결선이 존재하지 않으므로, 변압기 1대에 고장이 발생할 경우, 나머지 2대를 V결선하여 작동이 가능하다.
4) 결선을 혼합하지 않으므로, 1,2차 간 전압의 위상차가 존재하지 않는다.(=변위발생X)
 
단점
1) Y결선이 존재하지 않으므로, 중성점 접지가 불가하다. 따라서 지락전류 검출이 곤란하다.
2) Y결선이 존재하지 않으므로, 각 상의 권선 임피던스가 다르거나, 권수비가 다를 경우, 순환전류가 발생한다. (3상 부하가 평형이더라도 부하전류는 불평형이 된다.)
3) Δ-Δ결선 특성상, 선간전압과 상전압이 동일하여 권선의 절연비가 상승한다. 때문에 고압일 경우 절연이 어렵다.
 
 

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4. Y-Y 결선

 
주 사용목적 : 대개 Y-Y결선은 3상 주상변압기에서 사용하는 방식.
이외, 배전시설에서는 Y-Y-Δ결선을 채용하여 제 3고조파를 제거한다.
 
장점
1) 2차측이 Y결선이므로, 선간전압이 상전압의 √3배가 된다. 따라서 고전압에 적합하다.
2) 2차측이 Y결선이므로, 중성점을 접지할 수 있다.
   - 또한, 1,2차권선에서 중성점을 인출하여 피뢰기를 접속할 수 있으므로 단절연방식을 채택할 수 있어 경제적이다.
   - 1,2차측 모두 중성점 접지가 가능하여 이상전압을 효과적으로 경감시킬 수 있다. (절연에 유리)
3) Y결선이 존재하므로, 각 상의 권선 임피던스와 변압비가 다르더라도, 순환전류가 발생하지 않는다. 
4) 결선을 혼합하지 않으므로, 1,2차 간 전압의 위상차가 존재하지 않는다.(=변위발생X)
 
단점
1) Δ결선의 부재로 인하여, 제 3고조파가 발생하며, 기전력의 파형 왜곡이 발생한다.
이로 인해, 아래와 같은 문제가 발생한다.
 - 권선의 절연스트레스가 증가
 - 통신선 유도장해 발생
2) Y결선으로 중성선 접지 시, 통신선에 유도장해를 일으킨다.
3) 부하 불평형 시, 3상 전압 불평형을 일으킨다.
 
 

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5. Y-Y-Δ결선

 
주 사용목적 : 주로 송배전에 적용된다.
345kV , 154kV 모두 중성점 직접접지로 Y결선을 채용하고 3차에 Δ결선을 채용하므로써 Y결선의 단점을 제거한다.
 
장점
1) Δ결선이 존재하므로, 제 3고조파 장해가 적고, 기전력의 파형이 왜곡되지 않는다.
2) 2차측에 Y결선이 존재하므로, 중성점을 접지할 수 있다. 따라서 단절연 방식을 채택할 수 있으므로 경제적이다.
 
단점
1) 1,2차에 이상전압 내습 시, 고전압이 유기되어 절연이 파괴되기 쉽다.
 
 

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이상입니다.

 
[전기,전자] 변압기 중성점 접지(비접지,직접접지···) / 접지에 대해서(2)

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