델타(Δ)와 와이(Y)는 3상 전력 시스템에 사용되는 두 가지 주요 변압기 연결입니다. 이는 전압이 전달되는 방식, 전류가 흐르는 방식, 시스템이 접지 및 부하 균형을 처리하는 방식에 영향을 미칩니다. 각 연결에는 특정 용도와 장점이 있습니다. 이 문서에서는 간단하고 자세한 섹션에서 차이점, 동작 및 적절한 응용 프로그램에 대해 설명합니다.
씨1. Delta and Wye 정보
씨2. 와이 연결
씨3. 델타 연결
델타 및 와이 개요
변압기의 연결 유형은 전기가 3상 권선을 통해 흐르는 방식을 결정합니다. 델타(Δ) 연결에서 권선은 닫힌 삼각형 모양으로 결합되며 각 모서리는 위상이 연결되는 점 역할을 합니다. 이러한 유형의 연결은 시스템 전체에 전원을 고르게 공급하고 전류의 균형을 유지하는 데 도움이 됩니다. 와이(Y) 연결에서는 각 권선의 한쪽 끝이 연결되어 단일 중성점을 형성합니다. 이 설정은 두 가지 유형의 전압 (line-to-line) 및 line-to-neutral 을 제공하므로 더 높은 전압과 더 낮은 전압이 모두 필요한 시스템에 유용합니다. 각 연결 유형에는 안정성, 절연 수준, 접지 방법 등 시스템 요구 사항에 따라 고유한 장점이 있습니다.
와이 연결
Wye(Y) 연결은 세 개의 변압기 권선 각각의 한쪽 끝을 공통 중성점에 연결하고 다른 쪽 끝은 3상 라인에 연결합니다. 이 설정은 라인 투 라인 (line-to-line) 및 라인 투 (line-to-neutral) 전압을 모두 제공하여 단상 및 3 상 장비를 혼합하여 전원을 공급하는 시스템에 가장 적합합니다.
장점
• 이중 전압 공급: 단상 부하의 경우 라인-중성 전압과 3상 부하의 경우 라인-라인 전압을 제공합니다.
• 접지 안정성: 고체, 저항 또는 리액턴스 접지를 허용하여 안전성 및 결함 보호를 향상시킵니다.
• 절연 응력 감소: 각 권선은 라인 전압에 비해 위상 전압이 낮아 절연 요구 사항이 완화됩니다.
• 균형 잡힌 하중 분포: 중립점은 불균형한 하중 조건에서도 대칭을 유지하는 데 도움이 됩니다.
델타 연결
델타(Δ) 연결은 각 변압기 권선을 종단에서 끝까지 연결하여 닫힌 삼각형 루프를 형성합니다. Wye 시스템과 달리 중성점이 없어 3상 부하가 지배적인 중부하 및 산업 시스템에 이상적입니다. 폐쇄 루프 (closed-loop) 설계는 높은 부하 및 결함 조건에서 강력한 전류 순환과 더 나은 성능을 제공합니다.
장점
• 높은 시동 토크: 높은 돌입 전류가 필요한 대형 모터를 지원합니다.
• 고조파 억제: 삼중 고조파는 루프 내에 갇혀 공급 라인의 왜곡을 방지합니다.
• 서비스 연속성: 한 단계에 장애가 발생하더라도 오픈 델타 모드에서 계속 작동할 수 있어 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다.
• 더 나은 부하 공유: 균형 잡힌 3상 성능을 위해 권선 간에 전력을 고르게 분배합니다.
제한 사항
• 중성점 없음: 단상 부하를 직접 공급할 수 없습니다.
• 복잡한 접지: 결함을 감지하려면 특별한 접지 또는 모니터링 방법이 필요합니다.
델타-와이 변압기 구성
| 구성 | 일반적인 사용 | 주요 기능 |
|---|---|---|
| Δ–Y(승압) | 발전 시스템 | 전송 효율을 위해 전압을 높입니다. |
| Y–Δ(강압) | 산업용 또는 유틸리티 변전소 | 배전용으로 전송 전압을 낮춥니다. |
| Δ–Δ | 모터 구동 및 고부하 시스템 | 안정적인 3상 성능을 보장하고 개방형 델타 백업을 허용합니다. |
| Y–Y | 균형 부하 응용 분야 | 민감한 전자 회로에 중성 연결을 제공합니다. |
델타 및 와이 시스템의 접지 및 중립 동작
| 접지 유형 | 사용 시스템 | 주요 목적 |
|---|---|---|
| 단단한 땅 | 와이 | 낮은 저항 결함 경로와 즉각적인 결함 제거를 제공합니다. |
| 코너 그라운드 | 델타 | 더 쉬운 오류 감지와 과전압 위험 감소를 위해 단상 접지. |
| 플로팅(접지 없음) | 델타 | 단일 라인-접지 오류 동안 시스템을 계속 실행합니다. 지속적인 서비스에 적합합니다. |
| 저항 접지 | 와이 | 장비 손상을 방지하기 위해 고장 전류 크기를 제한합니다. |
위상 변이 및 벡터 그룹 동작
3상 변압기에서 델타(Δ) 및 와이(Y) 연결은 1차 전압과 2차 전압 사이에 30° 위상 변이를 생성합니다. 이러한 각도 차이는 변압기가 병렬로 작동하는 방식과 시스템 간 전력이 흐르는 방식에 영향을 미칩니다.
• Δ-Y 구성: 2차 전압은 발전기를 송전선로에 연결하는 승압 변압기에서 흔히 볼 수 있는 +30° 1차를 앞선입니다.
• Y-Δ 구성: 2차 전압은 산업용 부하에 전원을 공급하는 강압 변압기에서 일반적으로 1차보다 -30° 뒤쳐집니다.
고조파 동작 및 전력 품질
| 측면 | 델타(Δ) 시스템 | 와이(Y) 시스템 |
|---|---|---|
| 삼중 고조파 | 닫힌 델타 루프 내에 포함되어 있습니다. 공급 라인에 도달하지 마십시오. | 중성선을 통해 흐르면 잠재적으로 전압 왜곡이 발생할 수 있습니다. |
| 라인 전류 품질 | 더 부드럽고 깨끗하며 대형 모터 또는 정류기 부하에 이상적입니다. | 중성선이 제대로 접지되거나 균형이 맞지 않으면 약간의 왜곡이 발생할 수 있습니다. |
| 최고의 사용 | 헤비 듀티 모터 드라이브, 정류기 회로 및 전력 변환기. | 전자, 조명 및 단상 장비와의 혼합 부하. |
로드 밸런싱 및 중성 전류 동작
와이(Y) 시스템
중성 도체가 장착된 Wye 시스템은 불균형 전류를 소스로 안전하게 되돌릴 수 있습니다. 이는 부하가 위상 간에 다른 경우에도 안정적인 위상 전압을 유지하는 데 도움이 됩니다. 중성선은 전압 드리프트를 방지하고 장비 스트레스를 최소화하는 기준점을 제공합니다.
델타(Δ) 시스템
델타 연결에는 직접 중성선이 없지만 폐쇄 루프는 불균형 전류의 내부 순환을 허용합니다. 가벼운 불균형을 잘 견디지만 한 상에 과도한 부하가 발생하여 순환 전류가 발생하여 과열되고 효율성이 저하될 수 있습니다.
델타 대 와이 시스템의 병렬 작동
두 개 이상의 변압기가 함께 작동하는 경우 전기 부하를 안전하게 공유하려면 적절하게 일치해야 합니다. 델타(Δ) 및 와이(Y) 시스템에서는 배선이나 전압의 작은 차이라도 부하 공유가 고르지 않거나 권선에 추가 열이 발생할 수 있습니다. 원활하고 안정적인 작동을 위해 변압기는 몇 가지 주요 조건을 충족해야 합니다.
• 동일한 전압 비율: 두 변압기 모두 전압을 동일한 양만큼 높이거나 낮춰야 합니다.
• 동일한 벡터 그룹: 동일한 위상 변이를 유지하려면 내부 권선 배열이 일치해야 합니다.
• 동일한 위상 순서: 각 위상을 통해 전류가 흐르는 순서가 정렬되어야 합니다.
• 유사한 임피던스: 전류 흐름에 대한 저항은 부하의 균형에 가까워야 합니다.
호환 가능한 조합 호환되지 않음
| 호환 가능한 조합 | 호환되지 않음 |
|---|---|
| Δ-Δ와 Δ-Δ | Δ-Y와 Y-Δ |
| Y–Y가 있는 Y–Y | 다른 벡터 그룹을 가진 트랜스포머 |
Delta 대 Wye 시스템에 적합한 설정 선택
• 시스템의 주요 목적(전송, 배포 또는 지역화된 사용)을 식별합니다.
• 송전 변전소의 경우 Δ-Y 연결을 사용하여 전압을 효율적으로 높이고 전기 절연을 유지합니다.
• 산업 시설의 경우 Δ-Δ 또는 Y-Δ 구성을 선택하여 무거운 모터 부하를 처리하고 균형 잡힌 3상 작동을 보장합니다.
• 상업용 건물의 경우 단상 및 3상 회로 모두에 전원을 공급하기 위한 중성점을 포함하는 Y-Y 연결을 선택합니다.
• 재생 가능 시스템의 경우 Δ-Y 설정을 사용하여 고조파를 줄이고 그리드와의 안정적인 위상 정렬을 유지합니다.
• 시스템 레이아웃을 마무리하기 전에 접지 요구 사항과 로드 밸런싱을 확인합니다.
결론
Delta 및 Wye 변압기 연결은 서로 다른 방식으로 작동하지만 둘 다 전력 시스템의 기본입니다. Delta는 무거운 부하에 강하고 Wye는 안정적인 접지 및 혼합 전압을 지원합니다. 올바른 선택은 전압 레벨, 부하 유형, 접지 요구 사항 및 시스템 설계에 따라 다릅니다. 그들의 강점을 알면 안전하고 신뢰할 수 있는 전력 분배가 보장됩니다.
자주 묻는 질문
델타 시스템을 와이로 변환할 수 있습니까?
예. Delta 시스템은 변압기 권선을 다시 연결하거나 변압기를 교체하여 Wye로 변환할 수 있습니다. 작동 전에 적절한 접지 및 전압 계산을 수행해야 합니다.
델타가 모터 부하에 더 좋은 이유는 무엇입니까?
Delta는 각 위상이 전체 라인 전압을 수신하기 때문에 더 높은 시동 토크를 제공하므로 중공업 모터에 가장 적합합니다.
접지되지 않은 델타 시스템에 접지 오류 모니터링이 필요합니까?
예. 접지되지 않은 델타 시스템은 지락 중에도 계속 작동할 수 있지만 모니터링하지 않으면 위험한 과전압 및 절연 고장이 발생할 수 있습니다.
Wye 시스템에 중성 도체가 필요한 이유는 무엇입니까?
중성선을 통해 Wye 시스템은 단상 부하를 공급하고 부하가 위상 간에 고르지 않을 때 전압 균형을 유지할 수 있습니다.
장거리 전송에 Delta와 Wye 중 어느 것이 더 낫습니까?
Wye는 고전압 수준을 지원하고 접지를 제공하며 안전성과 안정성을 향상시키기 때문에 장거리 전송에 더 좋습니다.
Delta 및 Wye 변압기를 병렬로 작동할 수 있습니까?
예, 하지만 전압 비율, 벡터 그룹, 위상 시퀀스 및 임피던스가 일치하는 경우에만 가능합니다. 그렇지 않으면 부하 불균형 및 과열로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다.