전력용변압기의 무부하 통전시 여자돌입전류 저감에 대한 연구

Abstract

산업의 발전에 따른 전기산업도 이에 동조하여 발전함에 따라 전력사용량이 크게 증가하는 추세로 전력계통에서 필수적인 요소인 변압기의 설치 수량도 증가하는 추세이다. 전기에너지 사용에 따른 대용량 전력용 변압기 초기 전원 투입시점에서 여자돌입전류가 발생하므로 전력계통 운영시 고려해야 할 중요한 요소이다. 여자돌입전류 발생으로 변압기 손상 및 계전기 오동작을 야기함으로써 계통운용에 손실이 발생하고 전력기기 손상에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 변압기 여자돌입전류를 저감하여 전력계통 신뢰도 향상 및 전력기기에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 검토할 필요가 있다. 기존에도 변압기에서 발생하는 여자돌입전류를 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔으며 앞으로도 이에 대한 대책을 연구할 필요가 있다.

본 논문에서는 무부하 변압기 전원 투입시 투입위상에 관계없이 여자돌입전류를 저감하기 위한 방안으로 변압기 1차측에 분로회로를 삽입하여 무부하시 변압기에 흐르는 자화전류를 저감함으로써 변압기에서 발생하는 여자돌입전류를 저감하기 위한 방법을 적용하였다. 또한 여자돌입전류에는 제2고조파 성분이 다량 포함되는 것을 확인하였고 이를 저감하기 위해 2차 고조파 필터 회로를 삽입함으로써 여자돌입전류를 더욱 저감하는 회로를 구성하여 시험하였다.; As the electricity industry develops in line with the development of the industry, the amount of power used increases significantly, and the number of installed transformers, which is an essential element in the power system, is also increasing. Excitation inrush current is generated at the initial power supply of a large-capacity power transformer according to the use of electric energy, so it is an important factor to be considered in operating the power system. Excitation inrush current may cause transformer damage and relay malfunction, resulting in loss in system operation and affecting power equipment damage. Therefore, it is necessary to consider reducing the excitation inrush current of the transformer to improve the reliability of the power system and to minimize the impact on the power equipment. Various studies have been carried out to reduce the excitation inrush current generated in the transformer, and it is necessary to study countermeasures for this.

In this paper, as a method to reduce the excitation inrush current regardless of the input phase when the no-load transformer power is turned on, a shunt circuit is inserted in the primary side of the transformer to reduce the magnetizing current flowing through the transformer at no load. Using this principle, a method to reduce the excitation inrush current generated in the transformer was applied. In addition, it was confirmed that a large amount of the second harmonic component was included in the excitation inrush current, and to reduce this, a circuit to further reduce the excitation inrush current was constructed and tested by inserting a second harmonic filter circuit.