세상변압기를 병렬로 연결했을 때의 결과는 무엇인가요?

세상 변압기의 병렬 운전 결과

두 개 이상의 세상 변압기를 병렬로 운전하는 것은 전력 시스템에서 일반적인 구성으로, 시스템 용량, 신뢰성 및 유연성을 증가시키는 데 목적이 있습니다. 그러나 안전하고 안정적이고 효율적인 병렬 운전을 보장하기 위해 변압기는 특정 조건을 충족해야 합니다. 아래는 세상 변압기의 병렬 운전 결과와 관련 고려 사항입니다.

1. 병렬 운전 조건

세상 변압기가 안전하게 병렬로 운전할 수 있도록 하기 위해서는 다음 조건이 충족되어야 합니다:

• 동일한 정격 전압: 변압기의 고전압 측과 저전압 측의 정격 전압은 동일해야 합니다. 전압이 일치하지 않으면 불균형 전류나 과부하가 발생할 수 있습니다.

• 같은 차수 비: 변압기의 차수 비(고전압 측 대 저전압 측)는 같아야 합니다. 비율이 다르면 이차 전압이 일관되지 않아 순환 전류, 손실 증가, 효율 감소를 초래합니다.

• 동일한 연결 그룹: 세상 변압기의 연결 유형(Y/Δ, Δ/Y 등)은 동일해야 합니다. 다른 연결 그룹은 위상 차이를 초래하여 순환 전류나 부등한 전력 분배를 일으킵니다.

• 유사한 단락 임피던스: 병렬 운전 중인 변압기의 단락 임피던스는 가능한 한 가깝게 유지되어야 합니다. 단락 임피던스에 큰 차이가 있으면 부하 분배가 불균형해져 하나의 변압기가 과부하되고 다른 변압기는 부족한 부하 상태가 될 수 있습니다.

• 같은 주파수: 변압기는 같은 주파수에서 운전해야 합니다. 이는 일반적으로 동일한 전력망에 연결함으로써 보장됩니다.

2. 병렬 운전 결과

a. 용량 증가

총 용량: 여러 변압기를 병렬로 운전하면 전체 시스템 용량은 개별 변압기 용량의 합입니다. 예를 들어, 500 kVA 변압기 두 대가 병렬로 운전하면 총 용량은 1000 kVA가 됩니다. 이를 통해 시스템은 더 큰 부하 요구를 처리할 수 있습니다.

b. 부하 분배

이상적인 부하 분배: 이상적인 상황에서는 모든 병렬 운전 중인 변압기가 위의 조건(특히 유사한 단락 임피던스)을 충족할 때 부하가 변압기들 사이에 균등하게 분배됩니다. 각 변압기는 부하 전류의 동일한 부분을 담당하여 시스템의 안정적인 운전을 보장합니다.

비이상적인 부하 분배: 변압기의 단락 임피던스가 다르면 부하 분배가 불균형해집니다. 낮은 단락 임피던스를 가진 변압기는 더 많은 부하를 담당하고, 높은 임피던스를 가진 변압기는 적은 부하를 담당합니다. 이러한 불균형 분배는 일부 변압기가 과부하되면서 시스템의 신뢰성과 수명에 영향을 미칩니다.

c. 순환 전류

순환 전류의 발생: 병렬 운전 중인 변압기가 위의 조건(다른 차수 비, 연결 그룹, 단락 임피던스 등)을 충족하지 않으면 변압기 사이에 순환 전류가 발생할 수 있습니다. 순환 전류는 외부 부하 없이 변압기 사이를 흐르는 전류를 의미합니다. 순환 전류는 시스템 손실을 증가시키고 변압기의 과열을 유발하여 수명을 줄입니다.

순환 전류의 영향: 순환 전류의 존재는 변압기의 효과적인 출력 용량을 줄입니다. 왜냐하면 일부 전류가 내부 순환에 사용되기 때문에 부하 공급에 사용되지 않기 때문입니다. 또한, 순환 전류는 변압기의 과열을 유발하여 고장 위험을 증가시킵니다.

d. 신뢰성 향상

중복성: 변압기의 병렬 운전은 중복성을 제공합니다. 하나의 변압기가 고장이 나거나 유지보수가 필요할 때 다른 변압기가 계속해서 전력을 공급하여 시스템의 연속적인 운전을 보장합니다. 이는 전력 시스템의 전체적인 신뢰성과 가용성을 향상시킵니다.

e. 비용 효율성

유연한 확장: 병렬 운전을 통해 기존 변압기를 교체하지 않고 시스템 용량을 점진적으로 증가시킬 수 있습니다. 이것은 점진적으로 전력 시스템을 확장하는 데 효과적인 해결책입니다.

백업 용량: 병렬 운전 중인 변압기는 백업 용량을 제공할 수 있습니다. 정상 조건에서는 모든 변압기가 부하를 공유하지만, 하나의 변압기가 고장이 나면 다른 변압기가 일시적으로 추가 부하를 처리하여 시스템 중단을 방지할 수 있습니다.

3. 병렬 운전 고려사항

a. 보호 장치

차동 보호: 병렬 운전 중 순환 전류나 기타 비정상 상태를 방지하기 위해 일반적으로 차동 보호 장치가 설치됩니다. 차동 보호는 변압기 간의 전류 차이를 감지하여 고장 변압기를 신속하게 격리하여 시스템을 보호합니다.

b. 모니터링 및 제어

• 부하 모니터링: 병렬 운전 중인 변압기는 각 변압기의 부하를 지속적으로 추적하여 균등한 부하 분배를 보장하기 위한 부하 모니터링 장비를 장착해야 합니다. 불균형 부하가 감지되면 즉시 조정해야 합니다.

• 온도 모니터링: 병렬 운전이 일부 변압기에 과부하를 초래할 수 있으므로 변압기의 온도를 모니터링하여 과열과 손상을 방지하는 것이 중요합니다.

c. 유지보수 및 점검

• 정기 점검: 병렬 운전 중인 변압기는 최적의 성능을 보장하기 위해 정기적인 점검 및 유지보수를 받아야 합니다. 특히 병렬 운전을 위한 일관된 단락 임피던스, 연결 그룹 및 기타 매개변수를 확인하는데 주의를 기울여야 합니다.

• 고장 격리: 하나의 변압기가 고장이 나면 즉시 시스템에서 격리하여 다른 변압기의 운전에 영향을 미치지 않도록 해야 합니다.

4. 요약

세상 변압기의 병렬 운전은 시스템 용량, 신뢰성 및 유연성을 크게 증가시킬 수 있지만, 동일한 정격 전압, 차수 비, 연결 그룹, 단락 임피던스 등의 엄격한 조건을 충족해야 합니다. 이러한 조건이 충족되면 부하가 변압기들 사이에 균등하게 분배되어 시스템이 안정적으로 운전됩니다. 그러나 이러한 조건이 충족되지 않으면 순환 전류와 불균형 부하 분배와 같은 문제가 발생하여 시스템의 효율성과 안전성이 저하될 수 있습니다.

병렬 운전은 또한 중복성을 제공하여 하나의 변압기가 고장이 나더라도 시스템이 계속해서 운전할 수 있으며, 점진적인 시스템 확장을 위한 비용 효과적인 해결책을 제공합니다.