변압기 결선 방식 - D-Y결선 및 Y-D결선 비교 해석

변압기 결선 방식 - D-Y결선 및 Y-D결선

변압기는 3상 전압을 단상 전압으로, 단상 전압을 3상 전압으로 변환하는 역할을 하는 중요한 전기기기입니다. 변압기는 결선 방식에 따라 다양한 특성을 가지므로, 설계 및 운전 시 적절한 결선 방식을 선택하는 것이 중요합니다.

 

D-Y결선이란?

D-Y결선은 1차측이 델타결선, 2차측이 Y결선으로 연결된 방식입니다. 1차측은 델타결선으로 연결되어 있으므로, 여자전류의 3고조파가 흐를 수 있습니다. 따라서 2차측의 전압은 깨끗한 정현파가 됩니다. 또한, 중성점이 접지되어 있으므로 이상전압 발생을 억제하고, 상전압을 안정시킬 수 있습니다.

 

Y-D결선이란?

Y-D결선은 1차측이 Y결선, 2차측이 델타결선으로 연결된 방식입니다. 1차측은 Y결선으로 연결되어 있으므로,중성점이 접지될 수 있습니다. 따라서 이상전압 발생을 억제하고, 지락사고를 용이하게 검출할 수 있습니다.

 

 

D-Y결선 및 Y-D결선의 특징

D-Y결선 및 Y-D결선은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

 

특징                                                             D-Y결선                                                     Y-D결선

 

1차측	델타결선	Y결선
2차측	Y결선	델타결선
여자전류의 3고조파	흐름	흐름
중성점 접지	가능	가능
이상전압 발생 억제	가능	가능
상전압 안정화	가능	가능
지락사고 검출	용이	용이
1차와 2차간 위상차	30°	30°
1대 고장 시 운전 가능	불가능	불가능
Step-up/Step-down	Step-up/Step-down	Step-down/Step-up
단상부하에 의한 불평형	상대적으로 작음	상대적으로 큼
변압기 이용률	100%	57.7%

D-Y결선의 적용

D-Y결선은 다음과 같은 경우에 적용됩니다.

• 3고조파가 적은 전압을 필요로 하는 경우
• 이상전압 발생을 억제하고, 상전압을 안정시킬 필요가 있는 경우
• 지락사고를 용이하게 검출할 필요가 있는 경우
• Step-up용으로 사용되는 경우

Y-D결선의 적용

Y-D결선은 다음과 같은 경우에 적용됩니다.

• 3고조파가 많은 전압을 필요로 하는 경우
• 중성점이 접지되어야 하는 경우
• Step-down용으로 사용되는 경우

D-Y결선과 Y-D결선의 비교

D-Y결선과 Y-D결선은 위의 특징을 비교하면 다음과 같은 차이점이 있습니다.

 

특징                                                             D-Y결선                                                     Y-D결선

 

여자전류의 3고조파	흐름	흐름
중성점 접지	가능	가능
이상전압 발생 억제	가능	가능
상전압 안정화	가능	가능
지락사고 검출	용이	용이
1차와 2차간 위상차	30°	30°
1대 고장 시 운전 가능	불가능	불가능
Step-up/Step-down	Step-up/Step-down	Step-down/Step-up
단상부하에 의한 불평형	상대적으로 작음	상대적으로 큼
변압기 이용률	100%	57.7%

D-Y결선의 단점

D-Y결선은 다음과 같은 단점이 있습니다.

• 1대의 변압기가 고장나면 송전이 불가능합니다.
• 단상부하에 의한 불평형이 상대적으로 큽니다.
• 변압기 이용률이 100%가 아닌 57.7%입니다.

Y-D결선의 단점

Y-D결선은 다음과 같은 단점이 있습니다.

• 3고조파가 많은 전압을 필요로 하는 경우, 3고조파 성분이 중성선을 통해 유도되어 인근 통신선 등에 영향을 줄 수 있습니다.
• 중성점이 접지되어 있으므로, 지락사고가 발생할 경우 대규모 정전이 발생할 수 있습니다.

결론

D-Y결선과 Y-D결선은 각각의 장단점이 있으므로, 적용 용도에 따라 적절한 결선 방식을 선택하는 것이 중요합니다.