변압기의 3상 결선

Three-Phase Transformer Connection

3상 변압은 단상 변압기 조합 또는 3상 일체 철심에서 Y·Δ·V 결선으로 전압과 위상을 맞춰요. Y-Δ·Δ-Y는 30° 위상차가 나고, V결선은 이용률 약 57.7%로 비상·경부하에 쓰여요. 극성·상순이 틀리면 병렬이나 계통 연계에서 사고가 나요. 결선 버튼을 바꿔 결선도와 위상 벡터가 어떻게 달라지는지 확인해 봐요.

단상 변압기를 3상으로 연결하기

💡 왜 3상 결선이 필요할까?

전력 계통은 3상 교류 시스템

①단상 변압기 3대를 조합하여 3상 변압을 수행

②결선 방식(Y, Δ)에 따라 전압비·위상·특성이 달라짐

③실무에서 가장 많이 출제되는 영역

전압 위상 관계

위상 변위

30°

변압기 이용률

100%

특징

강압용, 3고조파 Δ 내부순환

결선별 전압·전류 관계

Y결선

V_L = √3 V_P, I_L = I_P

선간전압 = √3 × 상전압, 선전류 = 상전류

Δ결선

Δ결선: V_L = V_P, I_L = √3 I_P

선간전압 = 상전압, 선전류 = √3 × 상전류

V결선 출력

V결선 출력 = √3 V_P I_P = Δ결선의 1/√3

이용률 = 1/√3 = 57.7% (2대로 3상 공급)

V결선 출력비

V결선 출력비 = P_V/P_Δ = 1/√3 ≈ 57.7%

변압기 2대의 이용률은 √3/3 × 100

결선 비교표

결선	위상차	이용률	3고조파	중성점	용도
Y-Y	0°	100%	문제 有	가능	특수
Y-Δ	30°	100%	Δ순환	1차만	강압
Δ-Δ	0°	100%	순환	불가	대용량
Δ-Y	30°	100%	Δ순환	2차만	승압
V	0°	57.7%	-	-	비상/소용량

⚡ 극성 시험

①가극성: 같은 방향 → 전압이 더해짐

②감극성: 반대 방향 → 전압이 빼짐

③병렬운전·3상 결선 전 반드시 극성 확인 필요

시험 포인트 정리

Y-Δ, Δ-Y

Y-Δ, Δ-Y: 30° 위상차

다른 결선은 0°

V결선

V결선: 출력 = 1/√3

이용률 57.7%

Y: V_L=√3V_P

Δ: I_L=√3I_P

Y-Y

Y-Y: 3고조파 문제

Δ 포함 시 내부 순환

🎯 시험 포인트

①Y-Δ, Δ-Y 결선은 30° 위상차 발생: 병렬운전 시 주의

②V결선 이용률 = 1/√3 ≈ 57.7%, 출력비도 1/√3

③Y-Y 결선은 3고조파 전압 왜곡 문제 → 실무에서 거의 안 씀

④Δ결선이 포함되면 3고조파가 Δ 내부를 순환하여 해소

⑤극성 시험: 가극성(+), 감극성(−), 병렬운전 전 필수

📝 대표 기출문제

①[기출유형] V결선의 이용률은? (답: 1/√3 ≈ 57.7%)

②[기출유형] Y-Δ 결선의 1차·2차 위상차는? (답: 30°)

③[기출유형] Y-Y 결선의 단점은? (답: 3고조파에 의한 전압 파형 왜곡)