개념 한 쪽
변압기 결선 중에는 상수를 바꾸거나 특수한 목적에 쓰이는 방식이 있다. T결선은 단상 변압기 2대로 3상 전원에서 2상 전원을 얻는 결선이다. 또 서로 결선 방식이 다른 변압기군을 병렬로 운전할 때는 선간전압 기준 권수비를 맞춰야 한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「특수변압기의 3상 결선 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| T좌 권수비 계산 | 1 | 주좌 권수비에 √3/2를 곱해 T좌 권수비 구하기 |
| 상수 변환 결선 식별 | 1 | 3상 전원에서 2상 전원을 얻는 결선방법 가리기 |
| 병렬운전 권수비 계산 | 1 | Δ-Y와 Y-Δ 병렬에서 선간비 일치 조건으로 권수비 구하기 |
T결선은 스코트 결선이라고도 부른다. 철심 배치가 T자 모양을 이루어 붙은 이름이다. 단상 변압기 2대, 즉 주좌(main)와 T좌(teaser)를 조합해 3상 전원을 2상 전원으로 바꾼다. 전철 급전처럼 3상 계통에서 2상 또는 단상 전기를 끌어 쓸 때나 2상 전동기를 돌릴 때 활용한다.
T좌는 전체 전압의 86.6%, 곧 √3/2배만 담당한다. 그래서 T좌의 권수비는 주좌 권수비에 √3/2를 곱한 값이 된다. 반면 Δ(델타) 결선과 Y(스타) 결선은 3상을 3상으로 변환하는 일반 결선이고, V결선은 변압기 2대로 3상 공급을 유지하는 운전 방식이라 상수 변환과는 무관하다.
결선 방식이 다른 변압기군을 병렬로 운전하려면 양쪽의 선간전압 기준 변압비가 같아야 한다. 그래야 2차측에 순환전류가 흐르지 않는다. Δ-Y 결선은 2차가 Y결선이므로 선간전압이 상전압의 √3배가 되고, Y-Δ 결선은 2차가 Δ결선이므로 선간 기준 비가 상권수비의 √3배가 된다. 두 군의 선간비를 같게 놓으면 상권수비 사이에 3배 관계가 성립한다.
T결선에서 T좌 권수비를 구하는 계산을 풀어본다. 3300V 3상에서 200V를 얻을 때 주좌 권수비는 3300/200 = 16.5다. T좌는 주좌의 √3/2배 전압만 다루므로 권수비는 16.5 × 0.866 ≈ 14.3이 된다. 16.5를 그대로 고르면 주좌와 T좌를 헷갈린 오답이다.
Δ-Y 결선의 변압기군 A와 Y-Δ 결선의 변압기군 B를 병렬로 쓸 때, A의 상권수비가 30이면 B의 권수비는 다음과 같이 구한다. A의 선간비는 30/√3, B의 선간비는 √3 × a_B이므로 √3 × a_B = 30/√3, 곧 a_B = 30/3 = 10이 된다. 30을 그대로 쓰면 √3 보정을 무시한 함정에 빠진다.
T-결선에 의하여 3300V의 3상으로부터 200V, 40kVA의 전력을 얻는 경우 T좌 변압기의 권수비는 약 얼마인가?
정답 ③ · T결선은 주좌(main) 변압기와 T좌(teaser) 변압기로 3상을 2대의 단상변압기로 구성하는 방식이다. 주좌 변압기의 권수비 이고, T좌 변압기의 권수비는 이다.
T결선 T좌 권수비는 주좌 권수비(3300/200=16.5)에 √3/2를 곱한 값 14.3이다.
3상 전원에서 2상 전원을 얻기 위한 변압기의 결선방법은?
정답 ② · 3상을 2상으로 변환하려면 스콧결선(T결선)을 사용한다. T결선은 주좌철심과 T좌철심 두 대의 단상변압기로 3상-2상 상수변환을 수행하며, 철도 급전(단상)이나 2상 전동기 구동에 사용된다.
3상↔2상 상수변환은 T결선(스콧결선) — 두 대의 단상변압기(주좌·T좌)로 3상 전원에서 2상을 얻는다.
△-Y 결선의 3상 변압기군 A와 Y-△ 결선의 변압기군 B를 병렬로 사용할 때 A군의 변압기 권수비가 30이라면 B군의 변압기 권수비는?
정답 ① · Δ-Y 결선군과 Y-Δ 결선군을 병렬운전하려면 두 변압기군의 등가(선간 기준) 권수비가 같아야 한다. Δ-Y군은 2차측이 Y결선으로 승압되어 상권수비의 √3배가 선간권수비가 되고, Y-Δ군은 반대로 상권수비가 선간권수비의 1/√3배가 된다.
Δ-Y와 Y-Δ 병렬운전은 선간 기준 권수비가 같아야 하므로 30/√3=√3×a에서 a=10이다.
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