변압기 결선 방식 - D-D결선 및 Y-Y결선
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-D결선이란?
D-D결선은 1차측과 2차측 모두 델타결선으로 연결된 방식입니다. 1차측과 2차측 모두 델타결선으로 연결되어 있으므로, 여자전류의 3고조파 성분이 1차측과 2차측에서 모두 순환하게 됩니다. 따라서 2차측의 전압은 깨끗한 정현파가 됩니다. 또한, 단상 변압기 3대를 병렬로 연결하여 사용할 수 있으므로, 1대의 변압기가 고장나더라도 다른 2대로 계속 운전이 가능합니다.
Y-Y결선이란?
Y-Y결선은 1차측과 2차측 모두 Y결선으로 연결된 방식입니다. 1차측과 2차측 모두 Y결선으로 연결되어 있으므로, 중성점이 접지될 수 있습니다. 따라서 이상전압 발생을 억제하고, 지락사고를 용이하게 검출할 수 있습니다.또한, 상전압이 선간전압의 1/밖에 되지 않으므로, 고전압 방식에 유리합니다.
D-D결선의 특징
D-D결선은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
| 1차측 | 델타결선 |
| 2차측 | 델타결선 |
| 여자전류의 3고조파 | 흐름 |
| 중성점 접지 | 불가능 |
| 이상전압 발생 억제 | 불가능 |
| 상전압 안정화 | 가능 |
| 지락사고 검출 | 어려움 |
| 1대 고장 시 운전 가능 | 가능 |
| Step-up/Step-down | Step-up/Step-down |
| 단상부하에 의한 불평형 | 심함 |
| 변압기 이용률 | 50% |
D-D결선의 적용
D-D결선은 다음과 같은 경우에 적용됩니다.
- 3고조파가 적은 전압을 필요로 하는 경우
- 이상전압 발생을 억제할 필요가 없는 경우
- 지락사고를 용이하게 검출할 필요가 없는 경우
- 단상 부하가 적은 경우
- Step-up/Step-down 용도로 사용되는 경우
Y-Y결선의 특징
Y-Y결선은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
| 1차측 | Y결선 |
| 2차측 | Y결선 |
| 여자전류의 3고조파 | 흐름 없음 |
| 중성점 접지 | 가능 |
| 이상전압 발생 억제 | 가능 |
| 상전압 안정화 | 가능 |
| 지락사고 검출 | 용이 |
| 1대 고장 시 운전 가능 | 불가능 |
| Step-up/Step-down | Step-up/Step-down |
| 단상부하에 의한 불평형 | 적음 |
| 변압기 이용률 | 86.6% |
Y-Y결선의 적용
Y-Y결선은 다음과 같은 경우에 적용됩니다.
- 3고조파가 많은 전압을 필요로 하는 경우
- 중성점이 접지되어야 하는 경우
- 단상 부하가 많은 경우
- Step-up/Step-down 용도로 사용되는 경우
D-D결선의 장단점
D-D결선은 다음과 같은 장단점을 가지고 있습니다.
장점
- 3고조파가 적은 전압을 얻을 수 있습니다.
- 1대의 변압기가 고장나더라도 다른 2대로 계속 운전이 가능합니다.
단점
- 중성점이 접지되지 않아 이상전압 발생을 억제할 수 없습니다.
- 지락사고를 용이하게 검출할 수 없습니다.
- 단상 부하에 의한 불평형이 심합니다.
- 변압기 이용률이 50%에 불과합니다.
Y-Y결선의 장단점
Y-Y결선은 다음과 같은 장단점을 가지고 있습니다.
장점
- 중성점이 접지되어 이상전압 발생을 억제할 수 있습니다.
- 지락사고를 용이하게 검출할 수 있습니다.
- 상전압이 선간전압의 1/밖에 되지 않아 고전압 방식에 유리합니다.
단점
- 3고조파가 많은 전압을 얻을 수 없습니다.
- 1대의 변압기가 고장나면 송전이 불가능합니다.
- 단상 부하에 의한 불평형이 적습니다.
- 변압기 이용률이 86.6%로 높습니다.
결론
D-D결선과 Y-Y결선은 각각의 장단점이 있으므로, 적용 용도에 따라 적절한 결선 방식을 선택하는 것이 중요합니다.
D-D결선은 다음과 같은 경우에 적합합니다.
- 3고조파가 적은 전압을 필요로 하는 경우
- 이상전압 발생을 억제할 필요가 없는 경우
- 지락사고를 용이하게 검출할 필요가 없는 경우
- 단상 부하가 적은 경우
- Step-up/Step-down 용도로 사용되는 경우
Y-Y결선은 다음과 같은 경우에 적합합니다.
- 3고조파가 많은 전압을 필요로 하는 경우
- 중성점이 접지되어야 하는 경우
- 단상 부하가 많은 경우
- Step-up/Step-down 용도로 사용되는 경우
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