변전방식 및 변전설비
전기기사 필기 2016년 3회 26번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 발·변전 일반 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
변압기의 결선 중에서 1차에 제3고조파가 있을 때 2차에 제3고조파 전압이 외부로 나타나는 결선은?
선택지 분석
Y - Y
정답 상세 해설
Y-Y 결선은 제3고조파의 순환 회로가 존재하지 않아 전압 파형에 왜곡이 발생하고 제3고조파 전압이 외부로 나타납니다.
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Step 1: 변압기 여자전류와 고조파의 관계를 파악합니다. 변압기 철심의 자기 포화와 히스테리시스 현상으로 인해 여자전류에는 제3고조파 성분이 포함되어야 유기 기전력이 정현파가 됩니다.
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Step 2: 결선 방식별 제3고조파 거동을 분석합니다. Δ(델타) 결선이 있는 경우 제3고조파 전류가 결선 내를 순환하며 기전력의 왜곡을 방지하지만, Y-Y 결선은 중성점이 접지되지 않은 경우 제3고조파 전류가 흐를 수 없습니다.
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Step 3: 결과적으로 Y-Y 결선에서는 제3고조파 전류가 흐르지 못해 자속이 왜곡되며, 이로 인해 유기 기전력에 제3고조파 전압이 포함되어 2차측 외부로 나타나게 됩니다.
2
오답 함정 분석
2차측의 Δ 결선 내에서 제3고조파 전류가 순환하므로 외부로 전압이 나타나지 않습니다.
3
오답 함정 분석
1차측의 Δ 결선이 제3고조파를 순환시켜 제거하므로 2차측 전압 파형은 정현파에 가깝게 유지됩니다.
4
오답 함정 분석
양측 모두 Δ 결선이 존재하여 제3고조파 전압이 외부 선로에 나타나지 않는 가장 안정적인 결선입니다.
자주 묻는 질문
Q.
제3고조파 전압이 외부로 나타나면 어떤 문제가 발생하나요?
전압 파형이 왜곡되어 기기의 절연에 무리를 줄 수 있으며, 통신선에 유도 장해를 일으키는 주요 원인이 됩니다.
Q.
Y-Y 결선에서 제3고조파 문제를 해결하는 방법은 무엇인가요?
제3권선을 Δ 결선으로 추가하여 제3고조파를 순환시키는 Y-Y-Δ(3권선 변압기) 방식을 사용하면 문제를 해결할 수 있습니다.
Q.
왜 Δ 결선에서는 제3고조파가 외부로 나가지 않나요?
제3고조파는 각 상의 위상이 동일하므로 Δ 결선으로 연결된 폐회로 내부를 순환하며 소모되기 때문입니다.