변압기 병렬운전이란?

1. 변압기 병렬운전의 개요
 
변압기 병렬운전이란 2대 이상 변압기의 고압

측과 저압 측을 각각 동일한 단자끼리 연결하여

운전하는 것을 말합니다.

 

이렇게 병렬로 연결하면 하나의 큰 변압기처럼

부하에 전력을 공급할 수 있는 장점을 가지게

됩니다.

 

위의 그림은 변압기 병렬운전의 기본적인 계통

으로 전원측 모선에 변압기 2대가 연결되어 있

고, 부하측은 개폐기(평상시 개방)에 의해 각각

의 변압기기 해당부하에 응동하여 운전됩니다.

운전중 변압기 고장이나 설비증설 등으로 변압

기 용량을 일시적으로 초과할 경우 저압라인의

개폐기를 투입하여 병렬운전을 하게 됩니다.

이러한 병렬운전은 공급신뢰도 향상에 도움을

줄 수 있지만, 

단락용량의 증대, 손실증가 등의 문제점도 가

지고 있어 특별한 경우가 아니면 장기간 사용

은 설비운영에 문제가 될 수 있어 추후 근본적

인 대책을 강구할 필요가 있겠습니다.

 
2. 병렬운전의 장점

■ 전력공급 신뢰도 향상

한 대의 변압기에 고장이 발생하더라도 나머지

변압기로 부하에 전력을 계속 공급하여 정전을

방지하고 전력 공급의 신뢰도를 높일 수 있습

니다.

■ 부하 변동 대응

부하의 변동이 심할 경우 가벼운 부하 시에는

한두 대만 운전하고 부하가 증가하면 나머지

변압기를 투입하여 운전 효율을 향상시키고

무부하손을 줄일 수 있습니다.

■ 경제적인 측면
대용량 변압기 한 대보다 중소용량 변압기

여러 대를 병렬로 설치하는 것이 경제적일

수 있으며 부하 증가 시 증설이 용이합니다.

 
 
3. 병렬운전 조건 (단상 및 3상 변압기)

변압기를 병렬로 운전할 때 변압기 사이에

순환 전류(횡류)가 흐르는 것을 방지하고 각

변압기가 정격 용량에 비례하여 부하를 균형

있게 분담하도록 하기 위해 반드시 지켜야

할 조건들이 있습니다.

이 조건들이 맞지 않으면 변압기에 과열,

소손 등의 손상을 가져올 수 있습니다.

■ 극성이 같을 것
우리나라는 감극성을 채택하고 있는바,

극성이 다르면 2차측 전압의 합이 0이 되지

않고 2E (기전력의 2배)에 가까운 전압차가

발생하여 큰 단락 전류가 흘러 권선이 소손

되게 됩니다.

■ 권수비(정격전압)가 같을 것
권수비가 다르면 2차 측 유기기전력의 크기

가 달라져 그 차이 때문에 순환 전류가 흐르

게 됩니다.

■ % 임피던스가 같을 것
% 임피던스는 부하 분담에 반비례하므로,

% 임피던스가 다르면 임피던스가 작은 변

압기에 과부하가 걸림

■ 내부저항과 누설
리액턴스의 비 (X/R비)가 같을 것
X/R 비가 다르면 각 변압기가 부담하는 전

류의 위상차가 발생하여 동손이 증가하고

변압기의 전체 역률이 나빠짐

■ 3상 변압기의 경우,
위 4가지 조건 외에 추가적으로
□ 상회전 방향이 같아야 하고
□ 각변위가 같아야 합니다.
각변위가 다르면 2차 전압에 위상차가 생겨

순환 전류가 흐릅니다

 
 
4. 병렬운전의 문제점

 
병렬운전은 장점도 많지만,

다음과 같은 문제점도 고려해야 합니다.

■ 단락 용량 증대

변압기를 병렬로 연결하면 계통의 합성

% 임피던스가 작아져서 고장발생 시 단락

전류가 커지고, 이로 인해 차단기의 단락용량

을 증가시킬 수 있습니다.

■ 손실 증가

운전 부하율이 낮을 경우, 병렬운전하는

변압기 대수가 많아지면 상대적으로 무부하

손(철손)의 합이 증가하여 전체적인 효율이

낮아질 수 있습니다.

이상으로 변압기 병렬운전에

대해 살펴보았습니다