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변압기에 영향을 미치는 일반적인 전력 품질 요인

전력 품질, 전기측정의 기본
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상업용 건물에는 일반적으로 콘센트에 공급할 수 있는 208/120V 변압기가 델타-와이(delta-wye) 구성으로 있습니다. 콘센트에 연결된 단상의 비선형 부하는 중성선에 합쳐지는 3차 고조파를 생성합니다. 이 중성 전류가 변압기에 도달하면 델타 1차 권선에 반영되어 과열과 변압기 고장을 일으킵니다.

또 다른 변압기 문제는 코어 손실 및 구리 손실로 인해 발생합니다. 변압기는 일반적으로 60 Hz 위상 전류 부하에만 적합합니다. 주파수 고조파 전류가 높을수록 와전류와 히스테리시스로 인해 코어 손실이 증가하여, 동일한 60Hz 전류에서 발생하는 것보다 더 많은 열이 발생합니다.

비선형 부하를 담당하는 변압기는 정기적으로 점검하여 허용 한계 내에서 작동하는지 확인해야 합니다. 변압기는 접지 시스템의 무결성에도 중요합니다.

계수

  1. 변압기 부하(kVA)
  2. 고조파 스펙트럼
  3. 총 고조파 왜곡 (THD)
  4. a. 전압 THD
  5. b. 전류 THD
  6. K-factor
  7. 접지 전류

변압기 접지

변압기의 적절한 접지가 중요합니다. (표 3.3.) NEC 250조는 일반적으로 그리고 250-26조는 구체적으로 SDS의 접지 요건을 다룹니다.

솔루션

변압기 관련 PQ 문제에는 다음과 같은 여러 솔루션이 있습니다.
  • 추가 배전 변압기 설치 (별도 전원 계통)
  • 변압기 부하 경감
  • K 등급 변압기 설치
  • 강제 에어-쿨링 사용

1. 별도 전원 계통(SDS)

배전 변압기는 NEC(제100조)에 정의된 용어로 별도 전원 계통(SDS)용 공급 장치입니다. 핵심 아이디어는 이 변압기의 2차측이 모든 다운스트림 부하에 대한 새로운 전원 소스라는 것입니다. 이것은 PQ 분배 시스템을 개발하는 데 있어 강력한 개념입니다. SDS는 PQ에 유익한 몇 가지 중요한 목표를 달성합니다.

  • 새 전압 기준을 설정합니다.
  • 부하와 소스 사이의 거리를 줄여, 때로는 크게 줄여, 소스 임피던스를 낮춥니다.
  • 절연을 달성합니다.
  • 새로운 접지 기준이 설정됩니다.

2. K 등급 변압기

고조파는 동등한 기본파 전류보다 높은 속도로 변압기에 열을 발생시킵니다. 이는 주파수가 더 높기 때문입니다. 변압기에는 주파수에 따라 증가하는 세 가지 가열 효과가 있습니다.

  • 히스테리시스.
  • 와전류.
  • 표피 효과.

K-factor 변압기의 적용 문제

K-등급 변압기가 널리 적용되어 왔지만, 특정 문제가 있습니다. 다수의 컨설턴트는 K-13보다 높은 등급의 변압기를 사용할 필요성을 느끼지 못합니다. 이보다 높은 것은 통합 배전 장치(PDU)의 일부로 K-20 이상이 공급될 수 있습니다.

3. 표준 변압기 부하경감

일부 시설 관리자는 단상, 주로 비선형 부하를 제공하는 변압기에 대해 통상적으로 출력을 50% 내려 사용합니다. 즉, 150kVA 변압기는 75kVA의 부하만 공급합니다. IEEE 1100-1992(Emerald Book)의 부하경감 곡선은 부하가 SMPS(스위치 모드 전원 공급 장치)로 구성된 상업용 사무실 건물의 변압기가 60% 부하경감도 충분히 가능하지만 실제로는 50% 경감되어야 함을 보여줍니다.

4. 강제 공랭(Air cooling)

열이 문제라면 냉각이 해결책입니다. 팬을 가져다가 변압기에 켜고 강제 공랭을 합니다. 일부는 20~30%에 달하는 긍정적인 효과를 경험하였습니다. 어떤 경우에도 도움이 되지 해가 될 수는 없습니다. 전체 문서를 읽고 정확한 측정 방법에 대한 자세한 정보, 그림 및 지침을 확인하십시오.

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