변압기 벡터 다이어그램: 고장 분석을 위한 필수 도구
트랜스포머는 전자기 유도를 통해 하나의 회로에서 다른 회로로 전기를 전송하는 장치입니다. 트랜스포머는 트랜스포머는 전압을 상승시키거나 하락시키고, 회로를 격리하며, 부하를 균형잡는 데 널리 사용됩니다. 트랜스포머는 구조, 감속 구성 및 벡터 그룹에 따라 다양한 유형으로 분류될 수 있습니다.
트랜스포머의 벡터 다이어그램은 주차와 부차 전압 및 전류 사이의 위상 관계를 그래픽으로 나타내는 것입니다. 이는 다양한 작동 조건과 고장 시나리오에서 트랜스포머의 성능과 행동을 이해하는 데 필수적인 도구입니다.
이 문서에서는 트랜스포머의 벡터 다이어그램이 무엇인지, 어떻게 그리는지, 그리고 고장 분석에 어떻게 사용하는지 설명합니다. 또한 트랜스포머 연결과 벡터 그룹의 다양한 유형과 그것들이 전력 시스템 보호와 조정에 미치는 영향에 대해 논의할 것입니다.
벡터 다이어그램이란?
벡터 다이어그램은 하나 이상의 벡터를 나타낼 수 있는 다이어그램입니다. 벡터는 크기와 방향을 모두 가진 양입니다. 전기 공학에서 교류량인 전압과 전류는 시간에 따라 크기와 방향이 변하기 때문에 종종 벡터로 표현됩니다.
벡터 다이어그램에서 교류량은 화살표로 표시됩니다. 화살표의 길이는 교류량의 rms 값을 나타냅니다. 각 위치는 참조 축이나 다른 양에 대한 양의 위상각을 나타냅니다. 화살표 머리는 양이 작용하는 방향을 나타냅니다.
전기량이 소스에서 부하로 작용할 때, 해당 양을 나타내는 벡터는 양수로 간주됩니다. 반대로 부하에서 소스로 작용할 때는 음수로 간주됩니다.
트랜스포머의 벡터 다이어그램이란?
트랜스포머의 벡터 다이어그램은 트랜스포머의 주차와 부차 전압 및 전류 사이의 위상 관계를 나타내는 벡터 다이어그램입니다. 또한 트랜스포머 감속의 위상 변화와 극성을 나타냅니다.
트랜스포머의 벡터 다이어그램은 단상 또는 삼상, 별 또는 델타 연결, 또는 다른 감속 구성 및 벡터 그룹을 가진 모든 유형의 트랜스포머에 대해 그릴 수 있습니다.
트랜스포머의 벡터 다이어그램은 다음과 같은 것들을 도와줍니다:
무부하, 만부하, 과부하, 또는 단락 상태와 같은 다양한 부하 조건에서 트랜스포머의 성능과 효율을 분석합니다.
트랜스포머 또는 관련 회로에서 발생하는 고장을 식별하고 진단합니다. 예를 들어 오픈 서킷, 단락, 접지 고장, 또는 회전 고장 등을 말합니다.
트랜스포머를 위한 보호 장치를 선택하고 조정합니다. 예를 들어 퓨즈, 회로 차단기, 릴레이, 또는 차동 보호 스키마 등을 말합니다.
설치 또는 시운전 중 트랜스포머의 올바른 연결과 극성을 확인합니다.
트랜스포머의 벡터 다이어그램을 그리는 방법?
트랜스포머의 벡터 다이어그램을 그리려면 다음 정보를 알아야 합니다:
트랜스포머의 주차와 부차 감속의 정격 전압 및 전류.
트랜스포머의 감속 구성 및 연결, 예를 들어 별 또는 델타.
트랜스포머의 벡터 그룹, 이는 감속의 위상 변화와 극성을 나타냅니다.
트랜스포머의 부하 임피던스 및 전력 인자.
트랜스포머의 벡터 다이어그램을 그리는 단계는 다음과 같습니다:
다이어그램을 위한 참조 축을 선택합니다. 일반적으로 수평축을 참조 축으로 선택합니다.
참조 축을 따라 주차 전압 벡터를 그립니다. 긍정 방향은 오른쪽을 가리킵니다. 이를 V1으로 표시합니다.
부차 전압 벡터를 그립니다. 길이는 rms 값에 비례하고, 각도는 벡터 그룹에 따라 결정됩니다. 이를 V2로 표시합니다.
주차 전류 벡터를 그립니다. 길이는 rms 값에 비례하고, 각도는 전력 인자에 따라 결정됩니다. 이를 I1으로 표시합니다. 주차 감속이 부차 감속에 전력을 공급하는 경우 I1의 방향은 V1과 반대입니다.
부차 전류 벡터를 그립니다. 길이는 rms 값에 비례하고, 각도는 전력 인자에 따라 결정됩니다. 이를 I2로 표시합니다. 부차 감속이 주차 감속에서 전력을 받는 경우 I2의 방향은 V2와 반대입니다.
부하 임피던스 벡터를 그립니다. 길이는 값에 비례하고, 각도는 전력 인자에 따라 결정됩니다. 이를 ZL로 표시합니다. 부하가 수동적(저항적이거나 유도적)인 경우 ZL의 방향은 I2와 반대입니다.
분석에 필요한 기타 벡터, 예를 들어 임피던스, 저항, 반응성, 손실 등을 그립니다.
예제: 단상 트랜스포머의 벡터 다이어그램
다음 사양을 가진 단상 트랜스포머를 고려해보겠습니다:
정격 주차 전압: 240 V
정격 부차 전압: 120 V
정격 주차 전류: 10 A
정격 부차 전류: 20 A
감속 구성: 별-별
벡터 그룹: Yy0
부하 임피던스: 6 옴 저항
이 트랜스포머의 벡터 다이어그램은 아래와 같습니다:
