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작성일 : 09-04-27 14:18
변압기 용량 선정 - 용량계산 실례 -
 글쓴이 : 한일변압기
조회 : 31,780  

                               - 변압기 용량 선정 -

전동부하시 변압기선정에서 설명한 바와 같이 전동기 부하 시 단시간 과부하의 전류가 흐르므로 변압기의

단락기계력을고려, 계산하여야 하나 이는 기동시간 및 기동전류의 크기가 전동기 별로 다르기 때문에 실제로는 어렵습니다.

따라서 기동전류만 감안하여 전압변동률이 10% 범위내의 변압기 용량 선정 방법을 다음의

실례를 들어 설명 하였습니다.

 

계 산 실 례 - 1
전동기 사양 :  800 kW / 역률 85% / 효율 90%  인 부하의 경우
                < 1대 선 기동 후 나머지 1대 후 기동>              

① 순수한 정상 운전상태 일 때의 변압기 용량
변압기 용량 =(800 / 0.85 / 0.9 )x 2대 = 2091 kVA → 2500kVA 선정 시
리액터 기동으로 기동전류가 정격전류의 400% 라고 가정하면 -
기동 시 1대의 순간 부하 =(800 / 0.85 / 0.9)x 4 = 4183KVA 가 되며
이는 변압기 용량의 4183 / 2500 = 1.67배의 과부하가 기동 시간동안 걸리게 된다.

 

이때 변압기의 전압변동률을 계산하여 보면 -
부하의 역률 Cosθ = 0.85 ,  Sinθ = 0.527  이고
2500KVA 변압기의 특성을 %Ir = 1.2% , %Ix = 5.87% 라 가정하면
전압변동률(%) = 1.2 x 0.85 x 1.672 + 5.87 x 0.527 x 1.67 +(5.87 x 0.85 x 1.67 – 1.2 x 0.527
                          x 1.672)2 / 200 = 8.22 % < 10% 가 되어 변압기 용량 선정에 문제가
                         되지 않는다.

 

그러나 본 경우 기동시간은 감안되지 않은 것으로 만약 기동시간이 30%라 하면
기동 시 전압은 문제가 되지 않으나 변압기로 보았을 때 167%의 과부하로 30초간
사용 시 문제가 되지 않는가도 검토할 필요가 있다.

 

계 산 실 례 - 2
앞선 경우와 동일한 경우 < 단, 1대만 기동 후 사용 >

② 순수한 정상 운전상태 일 때의 변압기 용량
변압기 용량 =(800 / 0.85 / 0.9 )x 1대 = 1046 kVA → 1200 kVA 선정 시
리액터 기동으로 기동전류가 정격전류의 400% 라고 가정하면 -
기동 시 1대의 순간 부하 =(800 / 0.85 / 0.9)x 4 = 4183kVA 가 되며
이는 변압기 용량의 4183 / 1200 = 3.48배의 과부하가 기동 시간동안 걸리게 된다.
이때 변압기의 전압변동률을 계산하여 보면 -
부하의 역률 Cosθ = 0.85 ,  Sinθ = 0.527  이고
1200kVA 변압기의 특성을 %Ir = 1.2% , %Ix = 5.87% 라 가정하면
 전압변동률(%) = 1.2 x 0.85 x 3.482 + 5.87 x 0.527 x 3.48 +(5.87 x 0.85 x 3.48 – 1.2 x 0.527
                        x 3.482)2 / 200 = 23.5 % > 10% 가 되어 변압기 용량 선정에 문제가 된다.

 

따라서 변압기 용량을 높여 재선정 하여야 한다.

상기의 경우 변압기 용량을 1200 → 2000kVA 로 높여 선정하면 –

③ 순수한 정상 운전상태 일 때의 변압기 용량
변압기 용량 =(800 / 0.85 / 0.9 )x 1대 = 1046 kVA → 2200 kVA 선정 시
리액터 기동으로 기동전류가 정격전류의 400% 라고 가정하면 -
기동 시 1대의 순간 부하 =(800 / 0.85 / 0.9)x 4 = 4183kVA 가 되며
이는 변압기 용량의 4183 / 2200 = 1.9배의 과부하가 기동 시간동안 걸리게 된다.

 

이때 변압기의 전압변동률을 계산하여 보면 -

부하의 역률 Cosθ = 0.85 ,  Sinθ = 0.527  이고
1200KVA 변압기의 특성을 %Ir = 1.2% , %Ix = 5.87% 라 가정하면
전압변동률(%) = 1.2 x 0.85 x 1.902 + 5.87 x 0.527 x 1.90 +(5.87 x 0.85 x 1.90 – 1.2 x 0.527
                         x 1.902)2 / 200 = 9.81 % < 10% 가 되어 변압기 용량 선정에 문제가
                         되지 않는다.


전동기 부하 사용 시 변압기 용량 선정은 변압기의 %임피던스에 영향이 있다는 것을 알 수있으며 

%임피던스가 작을수록 변압기 용량은 작게 선정되어 질수 있으나 변압기 단락기계력에 대한 문제도 고려 해야 한다.