seegongsik

전기기사 전기기기 · 변압기의 3상 결선

Three-Phase Transformer Connection

삼상 전력은 단상 변압기 세 대를 엮거나 삼상 철심 하나에 세 권선을 감아 바꾸는데, 권선을 Y · Δ · V 중 어떻게 잇느냐에 따라 전압비와 위상이 달라진다. Y-Δ 와 Δ-Y 는 1차와 2차 사이에 30° 위상차가 생기고, Δ-Δ 에서 한 대를 뺀 V결선은 출력비 1/√3 ≈ 57.7%, 이용률 √3/2 ≈ 86.6% 로 비상용이나 작은 부하에 쓴다. 극성이나 상순을 잘못 이으면 병렬 운전이나 계통 연계에서 큰 순환 전류가 흐르므로, 결선 전에 극성부터 확인해요. 결선 버튼을 누르면 위 결선도와 아래 1차 · 2차 전압 페이저가 함께 바뀌어요.

단상 변압기 세 대를 삼상으로 잇기

💡 왜 삼상 결선이 필요할까
전력 계통은 삼상 교류로 움직인다.
①단상 변압기 세 대를 엮어 삼상 전압을 바꾸는 경우가 많다.
②권선을 Y 로 잇느냐 Δ 로 잇느냐에 따라 전압비, 위상, 고조파 특성이 달라져요.

전압 위상 관계

위상 변위
30°
변압기 이용률
100%
특징
강압용, 제3고조파는 Δ 안에서 순환

결선별 전압 · 전류 관계

Y결선
VL = √3 VP, IL = IP
선간 전압은 상전압의 √3 배, 선전류는 상전류와 같다
Δ결선
Δ결선: VL = VP, IL = √3 IP
선간 전압은 상전압과 같고, 선전류는 상전류의 √3 배
V결선 출력비
PV/PΔ = 1/√3 ≈ 57.7%
같은 단상 세 대로 만든 Δ 출력에 대한 비. V결선 출력 √3 VP IP 는 Δ 의 1/√3
V결선 이용률
이용률 = √3/2 ≈ 86.6%
남은 두 대의 용량에 대한 비. 출력비 1/√3 과는 다른 값이에요

결선 비교표

결선위상차이용률3고조파중성점용도
Y-Y0°100%문제 있음가능3권선(Y-Y-Δ)
Y-Δ30°100%Δ순환1차만강압
Δ-Δ0°100%순환불가배전(저전압)
Δ-Y30°100%Δ순환2차만승압
V0°86.6%--비상 · 소용량
⚡ 극성 시험
①감극성: 1차와 2차의 같은 쪽 단자 전압 방향이 같아, 두 단자를 이으면 전압이 서로 빼진다(V₁ − V₂).
②가극성: 방향이 반대라 전압이 더해진다(V₁ + V₂).
③우리나라 변압기는 감극성이 표준이고, 병렬 운전이나 삼상 결선 전에는 반드시 극성을 확인해요.

시험 포인트 정리

Y-Δ, Δ-Y
Y-Δ, Δ-Y: 30° 위상차
같은 종류끼리 이은 결선은 0°
V결선
출력비 1/√3, 이용률 √3/2
57.7% 는 출력비, 86.6% 는 이용률
Y
Y: VL=√3VP
Δ: IL=√3IP
Y-Y
Y-Y: 제3고조파 문제
Δ 가 있으면 고조파가 Δ 안에서 순환
🎯 시험 포인트
①Y-Δ, Δ-Y 결선은 1차와 2차 사이에 30° 위상차가 생겨, 다른 결선과 병렬 운전할 수 없다.
②V결선의 출력비는 1/√3 ≈ 57.7%, 이용률은 √3/2 ≈ 86.6% 이다.
③Y-Y 결선은 제3고조파 때문에 전압 파형이 일그러지므로, Δ 3차 권선을 더한 Y-Y-Δ 로 쓰는 경우가 많아요.
④Δ 결선이 있으면 제3고조파 전류가 Δ 안에서 돌아 파형이 정현파에 가깝게 된다.
⑤극성은 감극성(우리나라 표준)과 가극성이 있고, 병렬 운전 전에 반드시 확인한다.
📝 대표 기출유형
①[기출유형] V결선의 이용률은? (답: √3/2 ≈ 86.6%. 출력비는 1/√3 ≈ 57.7%)
②[기출유형] Y-Δ 결선에서 1차와 2차의 위상차는? (답: 30°)
③[기출유형] Y-Y 결선의 단점은? (답: 제3고조파 때문에 전압 파형이 일그러지고, 통신선에 유도 장해를 준다)
← 이전
전압강하 및 전압변동률
다음 →
상수의 변환

마지막 수정