변압기의 결선 방법

문서 내 토픽

1. Y-Y 결선

Y-Y 결선은 1차측과 2차측 모두 Y형태로 연결하는 방식으로, 상전압이 선간전압의 1/√3로 낮아져 절연 설계에 유리합니다. 중성점 접지 시 단절연 방식으로 절연 비용을 절감할 수 있으며 송전망과 배전용 주상변압기에 사용됩니다. 다만 3고조파 통로 부재로 인한 파형 왜곡 문제가 있어, 실무에서는 3차 Δ권선을 추가한 Y-Y-Δ 결선으로 보완합니다.
2. Δ-Δ 결선

Δ-Δ 결선은 1차측과 2차측 모두 Δ형태로 연결하며 대전류 부하에 적합합니다. 각 상에 흐르는 전류가 작아 열적 부담이 적고, Δ 내부에서 3고조파가 자유롭게 순환하여 외부 선로로 흐르지 않습니다. 한 대 고장 시 V-결선으로 운전 가능하나, 중성점 접지 불가능으로 지락 사고 검출이 어렵고 단상 부하 공급이 어렵습니다.
3. Y-Δ 결선

Y-Δ 결선은 1차측을 Y로, 2차측을 Δ로 연결하는 방식으로, 고압측 절연 부담을 줄이고 계통 안정도를 향상시킵니다. 대용량 모터 부하나 산업용 변압기에 널리 적용되며, 2차 Δ측에서 안정적인 3상 전원을 공급합니다. 다만 1차-2차 간 30도 위상차가 존재하여 병렬 운전 시 제약이 있고, 중성선 접지를 제공하지 못합니다.
4. Δ-Y 결선

Δ-Y 결선은 1차측을 Δ로, 2차측을 Y로 연결하는 배전용 표준 결선입니다. 고압 계통과 저압 계통 간 접지 영향이 분리되고, 2차측에서 선간전압과 상전압을 동시에 얻어 3상 모터와 단상 부하를 모두 공급할 수 있습니다. 75kVA 이하 중소용량 변압기에서 중성점 활용을 위해 많이 채택되나, Y-Δ와 동일하게 30도 위상차와 중성선 유도 장해 문제가 있습니다.

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1. Y-Y 결선

Y-Y 결선은 3상 전력 시스템에서 중성점이 접지된 구성으로, 안정적인 전압 공급이 가능한 장점이 있습니다. 특히 불평형 부하에 대해 중성선을 통해 전류가 흐를 수 있어 각 상의 전압을 균형있게 유지할 수 있습니다. 다만 중성선이 필요하므로 배선 비용이 증가하고, 3차 고조파 전류가 중성선으로 흐를 수 있다는 단점이 있습니다. 일반적으로 배전 시스템과 저압 시스템에서 널리 사용되며, 단상 부하를 공급하는 데 효과적입니다.
2. Δ-Δ 결선

Δ-Δ 결선은 삼각형 결선으로 중성점이 없는 구성입니다. 이 방식은 배선이 간단하고 비용이 저렴하며, 3차 고조파가 폐루프 내에서 순환하여 외부에 영향을 주지 않는 장점이 있습니다. 그러나 불평형 부하에 약하고, 단상 부하 공급이 어려우며, 접지가 어렵다는 단점이 있습니다. 주로 산업용 고압 시스템이나 평형 부하가 있는 환경에서 사용되며, 안정성과 신뢰성이 중요한 경우에 적합합니다.
3. Y-Δ 결선

Y-Δ 결선은 1차 측이 Y 결선이고 2차 측이 Δ 결선인 변압기 결선 방식입니다. 이 구성은 1차 측의 중성점 접지로 안정성을 확보하면서도 2차 측의 Δ 결선으로 3차 고조파를 제거할 수 있는 장점이 있습니다. 전압 변환 비율이 √3배가 되어 전압 조정이 용이하고, 불평형 부하에 대한 대응이 가능합니다. 배전 시스템에서 고압에서 저압으로 변환할 때 자주 사용되며, 효율성과 안정성의 균형을 잘 맞춘 방식입니다.
4. Δ-Y 결선

Δ-Y 결선은 1차 측이 Δ 결선이고 2차 측이 Y 결선인 변압기 결선 방식입니다. 이 구성은 1차 측의 간단한 배선과 2차 측의 중성점 접지로 인한 안정성을 동시에 확보할 수 있습니다. 저압 측에서 단상 부하를 공급할 수 있고, 불평형 부하에 대한 대응이 가능합니다. 다만 1차 측에 접지가 없어 보호 조건이 제한될 수 있습니다. 주로 고압 배전에서 저압 배전으로 변환하는 변전소에서 사용되며, 실용성과 경제성이 우수한 방식입니다.

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