변압기 극성 및 각변위 시험: 이해하기 쉽게 풀어보는 핵심 가이드

3권선변압기

변압기는 전기 에너지를 한 전압에서 다른 전압으로 변환하는 데 사용되는 중요한 장치입니다. 변압기의 성능과 안전성을 보장하기 위해 여러 가지 시험을 진행하며, 그중 극성 시험과 각변위 시험은 변압기의 설치와 운용에 있어 매우 중요한 역할을 합니다. 이번 글에서는 이 두 시험에 대해 쉽게 설명하고, 그 방법과 중요성을 세세히 다뤄보겠습니다.

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변압비 시험이란?

이전에 다뤘던 변압비 시험은 변압기의 1차 권선과 2차 권선 간의 전압 비율이 설계값과 일치하는지 확인하는 시험입니다. 이를 통해 변압기가 설계된 대로 전압을 변환할 수 있는지 확인할 수 있습니다. 변압비 시험은 변압기의 기본적인 성능을 평가하는 첫 단계입니다.

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변압기 극성 시험: 왜 필요할까?

극성이란?

극성은 변압기 권선 간의 전압과 전류 방향을 나타냅니다. 이는 병렬 운전 시 위상 차이를 방지하고 올바른 결선을 위해 반드시 확인해야 합니다. 변압기의 극성은 두 가지로 구분됩니다:

• 감극성: 1차 권선과 2차 권선의 전압이 반대 방향으로 흐를 때 나타납니다.
• 가극성: 1차 권선과 2차 권선의 전압이 같은 방향으로 흐를 때 나타납니다.

극성 시험의 필요성

• 변압기 병렬 운전 시, 권선 간 극성이 맞지 않으면 전력 손실과 과열 현상이 발생할 수 있습니다.
• 올바른 극성 확인은 변압기의 결선과 운용 효율성을 보장합니다.

극성 시험 방법

극성 시험은 다음의 두 가지 방법으로 진행됩니다:

1. 직류 전압계를 이용한 방법
   • 변압기의 1차 권선에 직류 전압을 인가합니다.
   • 2차 권선에서 전압계를 통해 전압의 방향과 크기를 측정합니다.
   • 측정 결과를 통해 권선의 극성을 판단합니다.
2. 교류 전압계를 이용한 방법
   • 1차 권선에 교류 전압을 가합니다.
   • 2차 권선에서 측정한 전압과 1차 권선 전압의 상대적인 방향을 비교하여 극성을 결정합니다.

예시

권선 종류	전압 방향	극성
1차 권선	위쪽	가극성
2차 권선	위쪽	가극성
1차 권선	위쪽	감극성
2차 권선	아래쪽	감극성

 

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변압기 각변위 시험: 병렬 운전을 위한 필수 과정

각변위란?

각변위는 변압기의 고압 권선과 저압 권선 사이의 전압 벡터 간의 위상 차이를 나타냅니다. 이는 변압기의 결선 방식(예: Y-Delta, Delta-Y 등)에 따라 달라지며, 병렬 운전 시 위상 차이를 최소화하기 위해 반드시 확인해야 합니다.

각변위 시험의 중요성

• 병렬 운전에서 권선 간 위상 차이가 크면 전력 전달 효율이 떨어지고, 변압기에 과부하가 걸릴 수 있습니다.
• 각변위 시험은 이러한 문제를 방지하기 위한 핵심 절차입니다.

각변위 시험 방법

1. 시험 준비
   • 3상 변압기의 고압 권선(U, V, W)과 저압 권선(u, v, w)의 결선을 확인합니다.
   • 고압 권선 측에 전압을 인가합니다.
2. 전압 측정
   • 각 권선 간 전압을 측정합니다. (예: U-v, V-w 등)
3. 벡터도 작성
   • 측정된 전압 값을 바탕으로 전압 벡터도를 작성합니다.
   • 작성된 벡터도를 통해 고압 및 저압 권선 간의 위상 차이를 확인합니다.

결과 분석

결선 방식	위상 차이	주의 사항
YNyn0	0도	병렬 운전 가능
YNd1	30도	병렬 운전 불가
Dyn1	30도	병렬 운전 불가

 

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결론: 변압기 시험의 핵심 요약

극성 시험과 각변위 시험은 변압기의 설치 및 운용에 있어 매우 중요한 절차입니다. 이 두 시험을 통해 변압기의 결선 상태와 위상 관계를 정확히 파악할 수 있으며, 이는 안전하고 효율적인 전력 시스템을 구축하는 데 필수적입니다.

변압기의 안정성과 효율성을 높이기 위해 정확한 시험 절차를 따르고, 전문가의 도움을 받는 것이 중요합니다.