3상 변압기 회로

3상은 배전 시스템에 자주 사용되기 때문에 전압을 높이거나 낮추려면 3상 변압기가 필요합니다.

이는 일반 단상 변압기를 함께 묶어 다양한 구성의 2개의 3상 시스템 간에 전력을 변환할 수 있으므로 특수한 3상 변압기가 필요하지 않기 때문에 이는 부분적으로만 사실입니다.

그러나 이러한 작업을 위해 특수 3상 변압기가 제작되었으며 모듈식 대응 제품보다 더 적은 재료 요구 사항, 더 작은 크기 및 더 적은 무게로 수행할 수 있습니다.

3상 변압기 권선 및 연결

3상 변압기는 3세트의 1차 및 2차 권선으로 구성되며, 각 세트는 철심 어셈블리의 한 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. 이 권선을 함께 연결할 수 있는 다양한 방법의 조합이 이 섹션의 초점이 될 것입니다.

권선 세트가 공통 코어 어셈블리를 공유하거나 각 권선 쌍이 별도의 변압기인지 여부에 관계없이 권선 연결 옵션은 동일합니다.

기본 - 보조

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Y - Y

Y - Δ

Δ - Y

Δ - Δ

변압기 권선 연결을 위해 Y 또는 Δ 구성을 선택하는 이유는 다른 3상 애플리케이션과 동일합니다. Y 연결은 여러 전압에 대한 기회를 제공하는 반면 Δ 연결은 더 높은 수준의 신뢰성을 즐깁니다(한 권선이 열리지 않으면 나머지 두 개는 여전히 부하에 대한 전체 라인 전압을 유지할 수 있습니다.

3개의 1차 및 2차 권선 세트를 함께 연결하여 3상 변압기 뱅크를 형성하는 가장 중요한 측면은 아마도 적절한 권선 위상(권선의 "극성"을 나타내는 데 사용되는 점)에 주의를 기울이는 것입니다.

Δ와 Y의 위상 권선 사이의 적절한 위상 관계를 기억하십시오. (아래 그림)

(Y) "Y"의 중심점은 모든 "-" 또는 모든 "+" 굴곡 지점을 함께 묶어야 합니다. (Δ) 권선 극성은 상호 보완적인 방식으로 함께 쌓여야 합니다( +에서 -로).

권선이 일반 Y 또는 Δ 구성으로 표시되지 않을 때 이 위상을 올바르게 얻는 것은 까다로울 수 있습니다. 아래 그림부터 설명하겠습니다.

입력 A₁ , B₁ , C₁ 출력 A₂와 같이 "Δ" 또는 "Y"로 배선될 수 있습니다. , B₂ , C₂ .

"Y-Y" 변압기용 위상 배선

3개의 개별 변압기를 함께 연결하여 한 3상 시스템에서 다른 3상 시스템으로 전력을 변환해야 합니다. 먼저 Y-Y 구성에 대한 배선 연결을 보여 드리겠습니다.

"Y-Y" 변압기의 위상 배선

위의 그림에서 점으로 표시된 모든 권선 끝은 각 위상 A, B, C에 연결되고 점이 아닌 끝은 함께 연결되어 각 "Y"의 중심을 형성하는 방법에 유의하십시오.

1차 및 2차 권선 세트를 모두 "Y" 형태로 연결하면 중성 도체(N₁ 및 N₂ ) 각 전원 시스템에서.

"Y-Δ" 변압기용 위상 배선

이제 Y-Δ 구성을 살펴보겠습니다.

"Y-Δ" 변압기용 위상 배선

2차 권선(하단 세트, 위 그림)이 체인으로 연결되는 방식에 주목하세요. 한 권선의 "도트" 쪽은 다음 권선의 "점이 없는" 쪽에 연결되어 Δ 루프를 형성합니다.

권선 쌍 사이의 모든 연결 지점에서 두 번째 전원 시스템(A, B, C)의 라인에 연결됩니다.

"Δ-Y" 변압기용 위상 배선

이제 아래 그림의 Δ-Y 시스템을 살펴보겠습니다.

"Δ-Y" 변압기용 위상 배선

이러한 구성(위 그림)은 중성선이 없는 소스 전원 시스템에서 두 번째 전원 시스템에 여러 전압(선간 또는 선간)을 제공하는 것을 허용합니다.

"Δ-Δ" 변압기용 위상 배선

마지막으로 Δ-Δ 구성으로 전환합니다.

"Δ-Δ" 변압기용 위상 배선

2차 전원 시스템에 중성선이 필요하지 않은 경우 Δ 구성의 고유한 신뢰성 때문에 Δ-Δ 연결 방식(위 그림)이 선호됩니다.

"V" 또는 "open-Δ" 변압기용 위상 배선

Δ 구성이 하나의 권선이 누락되어 만족스럽게 작동할 수 있다는 점을 고려하여 일부 전력 시스템 설계자는 1차측과 2차측 모두에 누락된 권선이 있는 Δ-Δ 구성을 나타내는 2개의 변압기만 있는 3상 변압기 뱅크를 생성하기로 선택합니다.

"V" 또는 "open-Δ"는 단 2개의 변압기로 2-φ 전력을 제공합니다.

이 구성을 "V" 또는 "Open-Δ"라고 합니다. 물론 2개의 변압기 각각은 표준 Δ 구성에서 3개와 동일한 양의 전력을 처리하려면 크기가 커야 하지만 전체 크기, 무게 및 비용 이점은 종종 그만한 가치가 있습니다.

그러나 Δ 모양에서 하나의 권선 세트가 누락되면 이 시스템은 더 이상 일반 Δ-Δ 시스템의 내결함성을 제공하지 않습니다. 두 변압기 중 하나가 고장 나면 부하 전압과 전류가 확실히 영향을 받습니다.

실제 사례

다음 사진(아래 그림)은 워싱턴 주에 있는 Grand Coulee 수력 발전 댐의 승압 변압기 뱅크를 보여줍니다.

이 유리한 지점에서 여러 변압기(녹색)를 볼 수 있으며 3개로 그룹화되었습니다. 수력 발전기당 변압기 3개, 3상 구성의 일부 형태로 함께 배선되었습니다.

사진에는 ​​1차 권선 연결이 나와 있지 않지만 2차 권선은 Y 구성으로 연결되어 있으며 각 변압기에서 하나의 큰 고전압 절연체가 돌출되어 있습니다.

이것은 각 변압기의 2차 권선의 다른 쪽이 Y 시스템에서만 사실일 수 있는 접지 전위에 있거나 그 근처에 있음을 나타냅니다.

왼쪽에 있는 건물은 발전기와 터빈이 있는 발전소입니다. 오른쪽에서 경사 콘크리트 벽은 댐의 하류 면입니다.

관련 워크시트:

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Delta 및 Wye 3상 회로 워크시트