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건식 변압기에서 임피던스의 중요성
책상 위에 두거나 건식 변압기의 명판에는 주요 항목들 중 하나로 제품 사양 kVA 및 전압과 같은 항목 외에도 퍼센트 임피던스(%Z) 값이 표시되어 있습니다. 비록 이것이 모호한 기술적 세부사항처럼 보일 수 있지만, 임피던스는 시스템 보호, 성능 및 설계에 큰 영향을 미치는 핵심 파라미터입니다.
이 가이드에서는 변압기 임피던스가 무엇이며 전기 시스템에 왜 중요한지 설명합니다.
변압기 임피던스란 무엇인가?
간단히 말해서, 변압기 임피던스 는 변압기를 통한 전류 흐름에 대한 저항 정도를 나타내는 값이다. 이 값은 공장에서 단락 시험을 통해 측정되며 정격 전압의 백분율로 표시된다. 예를 들어, 변압기의 임피던스가 5%(%Z = 5)라면, 2차 측에서 단락이 발생했을 때 변압기 내부의 전압 강하가 정격 전압의 5%라는 의미이다.
낮은 임피던스는 전류 흐름에 대한 저항이 작다는 것을 의미하며, 높은 임피던스는 저항이 크다는 것을 의미한다.
왜 임피던스가 매우 중요한가?
1. 고장 전류 계산
이는 임피던스의 가장 중요한 역할이다. 임피던스 값은 변압기가 공급할 수 있는 최대 고장 전류(단락 전류)를 결정한다. 계산식은 간단하다:
최대 고장 전류 = (정격 부하 전류) / (%Z / 100)
예를 하나 살펴보자:
- 1000 kVA 용량의 변압기에서 5% 임피던스 정상 만재 전류의 20배에 달하는 최대 고장 전류를 공급할 수 있음 (1 / 0.05 = 20).
- 1000 kVA 용량의 변압기에서 2.5% 임피던스 정상 만재 전류의 40번 정상 만재 전류의 (1 / 0.025 = 40) 배.
이 계산은 회로 차단기, 퓨즈 및 스위치기어를 포함한 모든 하류 보호 장치의 적절한 크기를 결정하는 데 필수적입니다. 보호 장치가 가용 고장 전류를 견딜 수 있도록 정격이 설정되지 않은 경우 단락 시 치명적인 고장이 발생할 수 있습니다.
2. 전압 조정
임피던스는 부하가 증가함에 따라 변압기 출력 전압이 얼마나 '처지거나' 감소하는지를 결정합니다. 임피던스가 더 높은 더 큰 전압 강하를 경험할 것입니다 부하 시 임피던스가 낮은 변압기보다 보다 더 큰 전압 강하를 겪게 됩니다. 일부 전압 강하는 정상이지만, 과도한 전압 강하의 경우 민감한 전자 장비에 문제를 일으킬 수 있습니다.
3. 변압기 병렬 연결
용량을 늘리거나 중복성을 확보하기 위해 두 개 이상의 변압기를 병렬로 연결하는 경우가 있습니다. 이를 올바르게 작동시키기 위해서는 각 변압기가 정격 kVA에 비례하여 부하를 분담해야 합니다. 성공적인 병렬 운전을 위한 핵심 조건은 변압기들의 임피던스 값이 매우 유사해야 한다는 것입니다.
임피던스 값이 일치하지 않을 경우, 임피던스가 낮은 변압기는 부하를 비정상적으로 크게 분담하게 되어 과열 및 과부하가 발생할 수 있으며, 반면에 임피던스가 높은 장치는 부족하게 사용됩니다. 일반적으로 성공적인 병렬 운전을 위해서는 임피던스 값이 ±7.5%서로 10% 이내에 있어야 합니다.
표준 임피던스 값
임피던스는 임의의 숫자가 아니라 고장 전류 제한, 전압 조정 및 제조 비용 간의 균형을 맞추기 위해 설계 엔지니어가 신중하게 선택하는 값이다. 맞춤형 임피던스도 가능하지만 대부분은 https://www.enweielectric.com/products/transformers/dry-type-transformers>건식 변압기 표준 임피던스 값을 사용하여 제작되며, 일반적으로 4%에서 8% 범위에 있다.
결론: 중요한 설계 파라미터
변압기 임피던스는 명판에 표시된 단순한 숫자를 훨씬 넘어서는 의미를 가진다. 이는 변압기가 전기 시스템 내에서 어떻게 작동할지를 결정하는 기본적인 설계 특성으로, 보호 장치 계획의 조정, 안정적인 전압 유지 및 병렬 운전의 안전성을 보장하는 핵심 요소이다.
기존 변압기를 교체하거나 새로운 시스템을 설계할 때, 안전하고 신뢰할 수 있는 전력 시스템을 위해 해당 용도에 적합한 임피던스 값을 확보하는 것은 필수적인 단계이다.
프로젝트에 적합한 임피던스 값에 대해 궁금한 점이 있다면, https://www.enweielectric.com/contact-us">Enwei Electric의 기술 팀에 문의하십시오 . 귀사의 시스템에 완벽하게 통합될 수 있도록 정확한 사양의 변압기를 선택하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.