[스크랩] 변압기(變壓器)의 여자(勵磁) 돌입전류 ( Inrush current )

변압기

[스크랩] 변압기(變壓器)의 여자(勵磁) 돌입전류 ( Inrush current )

살라이마리꼼 2007. 2. 19. 21:36

변압기(變壓器)의 여자(勵磁) 돌입전류 ( Inrush current )

1. 개 요

    변압기의 1, 2차중 어느 한 단자를 개방하고(무부하 상태), 나머지 단자에 전압
    을 인가하게 되면 순간적으로 흐르는 큰 충격전류를 여자돌입전류라 하며, 그
    크기는 인가전압의 위상, 변압기 철심의 잔류자속에 따라 달라지며 때로는 정격
    전류보다 더 큰 전류가 흐르기도 한다. 부하상태에서도 돌입전류가 생기기는 하
    지만 계전기의 오동작을 초래할 정도는 아니다.

2. 여자돌입전류 발생 mechanism(무부하상태일 경우)

  가.인가전압의 위상이 파고치에서 투입할 경우 ( 철심의 잔류자속은 "0" 임)
      여자전류는 누설리엑턴스의 영향 (저항성분은 무시)으로 전압의 위상보다 늦
      은  0 에서 시작하여 전압파형과 같은 정현파로 변화하며 안정된 상태를 유지
      한다.
      달리 설명하면, 철심의 잔류자속이 없는 무부하 상태이므로 여자전류는 매우
      적고 ,따라서 철심은 포화하지 않아 (히스테리시스 곡선의 직선부분) 유기전압
      및 여자전류의 파형은 정현파이고 큰 돌입전류는 흐르지 않는다.


  나.인가전압의 위상이 0에서 투입할 경우 ( 철심의 잔류자속은 "0" 임)
      여자전류는 전압의 위상보다 늦으므로 전압의 위상이 0에서 인가되면, 철심의
      자속은 0 (잔류자속이 0 이므로 ) 상태에서 순간적으로 파고치(ψm)까지 도달해
      야 하며, 또한 전압이 Vo→Vm→Vo 변화하는 반주기 동안 자속은 ψo→ψm→
      ψo →-ψm 및 직류성분의 합성치 (돌입전류의 파형도 동일하게 변화)로 변화하
      여 변화폭은 2ψm으로 이 과정에서 철심이 포화하고, 이 자속을 만들기 위하여
      여자전류가 급증하여 큰 여자돌입전류로 된다.


3. 큰 돌입전류가 흐르는 요인
    가. 인가전압의 위상이 0 에서 투입한 경우
    나. 전원(계통)임피던스가 적은 경우
    다. 철심에 잔류자속이 있을 경우
    라. 냉간압연 철심 또는 저압측에서 여자하는 경우
         <표1> 철심종류 및 여자방식에 따른 여자전류의 크기    (정격전류의 배수)

용 량(KVA)	냉간압연 철심		열간압연 철심
용 량(KVA)	고압측여자	저압측여자	고압측여자	저압측여자
500	10	16	6	9.4
1,000	8.4	14	4.8	7.0
5,000	6.0	10	3.9	5.7
10,000	5.0	10	3.2	3.2
50,000	4.5	9	2.5	2.5

<표2> 여자돌입전류 감쇄시간

변압기 용량(KVA)	여자돌입전류가 최소파고치의 50%로 감소하는시간(C)	비 고
500 ~ 1,000	최대 8~10	변압기 설계에 따라 다름
1,000 ~ 10,000	최대 10~60	변압기 설계에 따라 다름
10,000 이상	최대 60~30,000	변압기 설계에 따라 다름

4. 돌입전류 조파분석
유기기전력이 정현파이기 위하여 여자돌입전류는 왜형파가 되며 이를 분석하면
다음과 같은 성분함량을 갖는다.

조 파 성 분	제2고조파	제3고조파	제3고조파
기본파에 대한 백분율	63%	27%	5%

5. 돌입전류의 영향
가. 변압기 회로 투입시 계전기의 오동작

                                ◎ 계전기 오동작 방지대책 ◎

   O 비율차동계전기
        - 감도저하식 : 여자전류가 감쇄하는 수초(대용량변압기의 경우)동안 동작감도를 낮
                             추는 방식
        - 고조파억제식 : 제 2고조파 필터를 설치하고 직렬로 억제코일을 삽입하여
                                동작억제력을 발생시키는 방식
   O OCR : 한시레버를 정정TAP치의 10배 전류에서 동작시간 0.2초 정도면 적정
   O ASS : 간이수전설비의 인입구에 설치되는 보호장치로서 후비보호장치의 재폐로시
               발생하는 돌입전류로부터 오동작을 방지키 위해 0.5초(30C), 1초(60C) 등 2가지
               동작 억제시간을 구비하고 있는데, 소용량 수전설비의 경우 돌입전류는 보통
               0.5초 이내 소멸되므로  0.5에 정정하면 적합함.
   O MCCB : 저압->저압 변성, 또는 발전기->변압기를 연결하는 저압계통의 변압기 전
                원측에 사용되는 MCCB는 돌입전류 오동작방지 회로가 구비되어 있지 않으
                므로, MCCB의 전류-시간특성곡선과 돌입전류의 크기,지속시간등을 검토하여
                별도의 대책을 강구한다
              - MCCB의 용량을 상위로 높여서 돌입전류에 대한 동작을 방지하고, 변압기 2차
                 측에서 적정보호를 시행하는 방법
              - 별도의 우회회로를 구성하여 동작감도를 저하시키는 방법
              - 무부하 투입을 지양하고 전자접촉기등을 이용한 부하투입방안 강구

    나. FUSE(COS, PF) 투입시 용단 : FUSE(COS, PF)를 투입할 때는 무부하 투입
                                                    보다는 부하투입을 검토

6. 운전시 유의사항
     2차측에 접속부하가 있는 변압기를 1차측에서 전원을 투입할 경우 또는 사고
     발생 및 제거시에도 여자돌입전류가 생기지만 그다지 큰 값은 아니다.
     작업 또는 점검후 송전시에 계전기(OCR)가 동작할 경우 설비를 점검하여 이상
     이 없으면 일단 돌입전류의 가능성이 있으므로 동작협조를 재검토해야 한다.변압기(變壓器)의 여자(勵磁) 돌입전류 ( Inrush current )

용 량(KVA)	냉간압연 철심		열간압연 철심
용 량(KVA)	고압측여자	저압측여자	고압측여자	저압측여자
500	10	16	6	9.4
1,000	8.4	14	4.8	7.0
5,000	6.0	10	3.9	5.7
10,000	5.0	10	3.2	3.2
50,000	4.5	9	2.5	2.5

<표2> 여자돌입전류 감쇄시간

변압기 용량(KVA)	여자돌입전류가 최소파고치의 50%로 감소하는시간(C)	비 고
500 ~ 1,000	최대 8~10	변압기 설계에 따라 다름
1,000 ~ 10,000	최대 10~60	변압기 설계에 따라 다름
10,000 이상	최대 60~30,000	변압기 설계에 따라 다름

4. 돌입전류 조파분석
유기기전력이 정현파이기 위하여 여자돌입전류는 왜형파가 되며 이를 분석하면
다음과 같은 성분함량을 갖는다.

조 파 성 분	제2고조파	제3고조파	제3고조파
기본파에 대한 백분율	63%	27%	5%

5. 돌입전류의 영향
가. 변압기 회로 투입시 계전기의 오동작

용 량(KVA)	냉간압연 철심		열간압연 철심
용 량(KVA)	고압측여자	저압측여자	고압측여자	저압측여자
500	10	16	6	9.4
1,000	8.4	14	4.8	7.0
5,000	6.0	10	3.9	5.7
10,000	5.0	10	3.2	3.2
50,000	4.5	9	2.5	2.5

<표2> 여자돌입전류 감쇄시간

변압기 용량(KVA)	여자돌입전류가 최소파고치의 50%로 감소하는시간(C)	비 고
500 ~ 1,000	최대 8~10	변압기 설계에 따라 다름
1,000 ~ 10,000	최대 10~60	변압기 설계에 따라 다름
10,000 이상	최대 60~30,000	변압기 설계에 따라 다름

4. 돌입전류 조파분석
유기기전력이 정현파이기 위하여 여자돌입전류는 왜형파가 되며 이를 분석하면
다음과 같은 성분함량을 갖는다.

조 파 성 분	제2고조파	제3고조파	제3고조파
기본파에 대한 백분율	63%	27%	5%

5. 돌입전류의 영향
가. 변압기 회로 투입시 계전기의 오동작

용 량(KVA)	냉간압연 철심		열간압연 철심
용 량(KVA)	고압측여자	저압측여자	고압측여자	저압측여자
500	10	16	6	9.4
1,000	8.4	14	4.8	7.0
5,000	6.0	10	3.9	5.7
10,000	5.0	10	3.2	3.2
50,000	4.5	9	2.5	2.5

<표2> 여자돌입전류 감쇄시간

변압기 용량(KVA)	여자돌입전류가 최소파고치의 50%로 감소하는시간(C)	비 고
500 ~ 1,000	최대 8~10	변압기 설계에 따라 다름
1,000 ~ 10,000	최대 10~60	변압기 설계에 따라 다름
10,000 이상	최대 60~30,000	변압기 설계에 따라 다름

4. 돌입전류 조파분석
유기기전력이 정현파이기 위하여 여자돌입전류는 왜형파가 되며 이를 분석하면
다음과 같은 성분함량을 갖는다.

조 파 성 분	제2고조파	제3고조파	제3고조파
기본파에 대한 백분율	63%	27%	5%

5. 돌입전류의 영향
가. 변압기 회로 투입시 계전기의 오동작

용 량(KVA)	냉간압연 철심		열간압연 철심
용 량(KVA)	고압측여자	저압측여자	고압측여자	저압측여자
500	10	16	6	9.4
1,000	8.4	14	4.8	7.0
5,000	6.0	10	3.9	5.7
10,000	5.0	10	3.2	3.2
50,000	4.5	9	2.5	2.5

<표2> 여자돌입전류 감쇄시간

변압기 용량(KVA)	여자돌입전류가 최소파고치의 50%로 감소하는시간(C)	비 고
500 ~ 1,000	최대 8~10	변압기 설계에 따라 다름
1,000 ~ 10,000	최대 10~60	변압기 설계에 따라 다름
10,000 이상	최대 60~30,000	변압기 설계에 따라 다름

4. 돌입전류 조파분석
유기기전력이 정현파이기 위하여 여자돌입전류는 왜형파가 되며 이를 분석하면
다음과 같은 성분함량을 갖는다.

조 파 성 분	제2고조파	제3고조파	제3고조파
기본파에 대한 백분율	63%	27%	5%

5. 돌입전류의 영향
가. 변압기 회로 투입시 계전기의 오동작

용 량(KVA)	냉간압연 철심		열간압연 철심
용 량(KVA)	고압측여자	저압측여자	고압측여자	저압측여자
500	10	16	6	9.4
1,000	8.4	14	4.8	7.0
5,000	6.0	10	3.9	5.7
10,000	5.0	10	3.2	3.2
50,000	4.5	9	2.5	2.5

<표2> 여자돌입전류 감쇄시간

변압기 용량(KVA)	여자돌입전류가 최소파고치의 50%로 감소하는시간(C)	비 고
500 ~ 1,000	최대 8~10	변압기 설계에 따라 다름
1,000 ~ 10,000	최대 10~60	변압기 설계에 따라 다름
10,000 이상	최대 60~30,000	변압기 설계에 따라 다름

4. 돌입전류 조파분석
유기기전력이 정현파이기 위하여 여자돌입전류는 왜형파가 되며 이를 분석하면
다음과 같은 성분함량을 갖는다.

조 파 성 분	제2고조파	제3고조파	제3고조파
기본파에 대한 백분율	63%	27%	5%

5. 돌입전류의 영향
가. 변압기 회로 투입시 계전기의 오동작

출처 : 전기시설관리_정보공유

글쓴이 : 백열전구 원글보기

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