3상은 전력 분배 시스템에서 자주 사용되므로 전압을 높이거나 낮추려면 3상 변압기가 필요합니다.
이는 부분적으로만 사실인데, 일반적인 단상 변압기를 함께 연결하여 다양한 구성의 두 개의 3상 시스템 간의 전력을 변환하면 특수한 3상 변압기가 필요 없게 됩니다.
그러나 이러한 작업을 위해 특수한 3상 변압기가 제작되었으며 모듈형 변압기보다 필요한 자재, 크기, 무게가 적어 성능을 발휘할 수 있습니다.
3상 변압기 권선 및 연결
3상 변압기는 1차 및 2차 권선 3세트로 구성되며, 각 세트는 철심 조립체의 한쪽 다리에 감겨 있습니다. 기본적으로 아래 그림과 같이 결합된 코어를 공유하는 3개의 단상 변압기처럼 보입니다.
3상 변압기 코어에는 3세트의 권선이 있습니다.
이러한 1차 및 2차 권선 세트는 Δ 또는 Y 구성으로 연결되어 완전한 장치를 형성합니다. 이러한 권선을 서로 연결할 수 있는 다양한 조합이 이 섹션의 초점이 될 것입니다.
권선 세트가 공통 코어 어셈블리를 공유하든 각 권선 쌍이 별도의 변압기이든 권선 연결 옵션은 동일합니다.
초등학교 - 중학교
- 와 - 와
- 와이 - Δ
- Δ - Y
- Δ - Δ
변압기 권선 연결 에 Y 또는 Δ 구성을 선택하는 이유는 다른 3상 애플리케이션과 동일합니다. Y 연결은 다양한 전압을 제공할 수 있는 반면, Δ 연결은 더 높은 수준의 신뢰성을 제공합니다(한 권선이 개방되어도 다른 두 권선은 부하에 최대 회선 전압을 유지할 수 있음).
3개의 1차 및 2차 권선을 연결하여 3상 변압기 뱅크를 형성하는 데 가장 중요한 측면은 아마도 권선의 적절한 위상(권선의 "극성"을 나타내는 데 사용되는 점)에 주의하는 것입니다.
Δ와 Y의 위상 권선 사이의 적절한 위상 관계를 기억하세요: (아래 그림)
(Y) "Y"의 중심점은 모든 "-" 또는 모든 "+" 권선 지점을 함께 연결해야 합니다. (Δ) 권선 극성은 보완적인 방식(+에서 -로)으로 함께 쌓여야 합니다.
권선이 일반적인 Y 또는 Δ 구성으로 표시되지 않을 때 이 위상을 올바르게 하는 것은 까다로울 수 있습니다. 아래 그림부터 설명하겠습니다.
입력 A 1 , B 1 , C 1 은 "Δ" 또는 "Y"로 배선될 수 있으며 출력 A 2 , B 2 , C 2 도 마찬가지입니다 .
“YY” 변압기의 위상 배선
3개의 개별 변압기를 서로 연결하여 한 3상 시스템에서 다른 3상 시스템으로 전력을 변환합니다. 먼저 YY 구성의 배선 연결을 보여드리겠습니다.
“YY” 변압기의 위상 배선.
위 그림에서 점으로 표시된 모든 권선 끝이 각각의 위상 A, B, C에 연결되어 있고, 점이 없는 끝은 서로 연결되어 각 "Y"의 중심을 형성하는 것을 주목하세요.
1차 및 2차 권선 세트를 모두 "Y" 형태로 연결하면 각 전력 시스템에서 중성선(N 1 및 N 2 ) 을 사용할 수 있습니다 .
“Y-Δ” 변압기의 위상 배선
이제 Y-Δ 구성을 살펴보겠습니다.
“Y-Δ” 변압기의 위상 배선.
2차 권선(위 그림의 아래쪽 세트)이 체인 형태로 연결되어 있는 모습에 주목하세요. 한 권선의 '점' 면이 다음 권선의 '비점' 면에 연결되어 Δ 루프를 형성합니다.
권선 쌍 사이의 모든 연결 지점에서 2차 전력 시스템(A, B, C)의 선에 연결됩니다.
“Δ-Y” 변압기의 위상 배선
이제 아래 그림에서 Δ-Y 시스템을 살펴보겠습니다.
“Δ-Y” 변압기의 위상 배선.
이러한 구성(위 그림)을 사용하면 중성선이 없는 전원 시스템에서 두 번째 전원 시스템에 여러 전압(선간 전압 또는 선-중성선)을 제공할 수 있습니다.
"Δ-Δ" 변압기의 상 배선
마지막으로 Δ-Δ 구성으로 넘어가겠습니다.
"Δ-Δ" 변압기의 상 배선.
2차 전력 시스템에 중성선이 필요하지 않은 경우 Δ 구성의 본질적인 신뢰성 때문에 Δ-Δ 연결 방식(위 그림)이 더 선호됩니다.
“V” 또는 “open-Δ” 변압기의 위상 배선
Δ 구성은 한 권선이 없어도 만족스럽게 작동할 수 있다는 점을 고려하여 일부 전력 시스템 설계자는 2개의 변압기만 사용하여 3상 변압기 뱅크를 생성하기로 선택하며, 이는 1차 및 2차 측 모두에 권선이 없는 Δ-Δ 구성을 나타냅니다.
"V" 또는 "개방형 Δ"는 2개의 변압기만으로 2-φ 전력을 제공합니다.
이 구성을 "V" 또는 "Open-Δ"라고 합니다. 물론 두 변압기 각각은 표준 Δ 구성에서 세 개와 동일한 양의 전력을 처리하기 위해 대형이어야 하지만, 전반적인 크기, 무게 및 비용 이점은 종종 그만한 가치가 있습니다.
그러나 Δ 모양에서 하나의 권선 세트가 누락되면 이 시스템은 더 이상 일반적인 Δ-Δ 시스템의 오류 허용 범위를 제공하지 않는다는 점을 명심하십시오. 두 변압기 중 하나가 고장나면 부하 전압과 전류가 확실히 영향을 받을 것입니다.
실제 생활의 예
다음 사진(아래 그림)은 워싱턴 주 그랜드쿨리 수력발전 댐의 승압 변압기 뱅크를 보여줍니다.
이 유리창에서 여러 개의 변압기(녹색)가 보이고, 이들은 3개씩 모여 있습니다. 즉, 수력 발전기당 3개의 변압기가 3상 구성의 어떤 형태로든 연결되어 있습니다.
사진에는 1차 권선 연결부가 보이지 않지만 2차 권선은 Y자 구성으로 연결되어 있는 것으로 보이며, 각 변압기에서 튀어나온 큰 고전압 절연체가 하나만 있습니다.
이는 각 변압기의 2차 권선의 반대편이 접지 전위에 있거나 거의 접지 전위에 있음을 의미하는데, 이는 Y 시스템에서만 사실일 수 있습니다.
왼쪽 건물은 발전기와 터빈이 있는 발전소입니다. 오른쪽의 경사진 콘크리트 벽은 댐의 하류면입니다.
