#513 변압기의 극성

변압기 3상 결선 – 변압기의 극성

변압기의 극성(Polarity)은 1차 권선과 2차 권선 간의 **상호 유도 전압의 방향성**을 나타냅니다. 극성은 1상 또는 3상 변압기 모두에서 중요한 요소이며, 특히 **병렬운전**이나 **위상 관계 정합**에 결정적인 영향을 줍니다.

1. 극성의 기본 개념

• 극성이란, 같은 순간에 1차와 2차 권선 양단에 발생하는 유도기전력의 방향
• 극성이 맞지 않으면 병렬 결선 시 **단락 사고** 발생 가능

일반적으로 변압기의 명판 또는 도면에는 극성을 나타내기 위해 **점(dot)** 표시 또는 **상대위상 마크**가 사용됩니다.

2. 극성의 종류

극성 종류	설명
동위상 극성 (Additive Polarity)	1차와 2차 유도기전력이 같은 방향
반위상 극성 (Subtractive Polarity)	1차와 2차 유도기전력이 반대 방향

일반적인 **저전압 분배용 변압기**에서는 동위상 극성을 사용하고, **고전압 전력용 변압기**에서는 반위상 극성을 사용하는 경우가 많습니다.

3. 극성 시험 방법 (단상 기준)

단상 변압기의 극성은 간단한 시험 회로로 확인할 수 있습니다.

• 1차 권선에 정격 전압 인가
• 2차 권선에서 A단자와 a단자를 연결하고, B와 b 간 전압 측정
• 측정값이 \( V_{ab} = V_1 + V_2 \) → 동위상 / \( V_{ab} = V_1 - V_2 \) → 반위상

\[ V_{ab} = \begin{cases} V_1 + V_2, & \text{동위상} \\ |V_1 - V_2|, & \text{반위상} \end{cases} \]

4. 3상 결선과 극성

3상 변압기에서는 위상 정합(상차각, clock number)이 중요합니다. Y–Δ, Δ–Y 등의 결선 방식은 30°, 0°, 180°의 상차를 발생시키므로, 병렬 운전 시 반드시 극성과 위상차를 확인해야 합니다.

• Y–Y 결선: 상차각 없음 → 극성만 맞추면 병렬 가능
• Y–Δ 또는 Δ–Y: 30° 위상차 발생 → 병렬 운전 어려움

5. 결론

변압기의 극성은 전압의 위상 관계를 이해하고 안전한 결선을 구성하는 데 필수적인 요소입니다. 병렬 운전, 위상 정합, 오동작 방지 등을 위해 정확한 극성 시험과 확인이 반드시 선행되어야 합니다. 특히 3상 결선에서는 상차각까지 고려한 설계가 필요합니다.