설명
1. 돌입 전류란 무엇입니까?
자화 돌입이라고도 알려진 돌입 전류는 변압기에 무부하 상태로 전원이 공급되는 순간(즉, 한 권선이 전원에 연결되고 다른 권선이 열려 있는 경우) 변압기의 1차 권선에서 발생하는 순간적인 높은 전류 서지를 나타냅니다. 이 전류는 처음에는 매우 높게 정점에 도달하지만 빠르게 감소합니다.
이 전류의 크기는 변압기의 정격 전류보다 훨씬 크며 때로는 정격 전류의 5~15배에 달합니다(대형 변압기의 경우 최대 20배에 달할 수도 있음). 그러나 지속 시간은 매우 짧으며 일반적으로 수십~수백 밀리초 이내에 정상적인 무부하 전류(일반적으로 정격 전류의 0.5%~2%에 불과)로 감소합니다.
간단히 말해서, 이는 마치 비어 있는 거대한 수영장의 물 밸브가 갑자기 열리는 것과 같습니다. 처음에는 엄청난 양의 물이 솟아오르지만 이내 안정됩니다. 돌입 전류는 바로 이 '대량의 물의 급증'입니다.
2. 돌입 전류의 원인은 무엇입니까?
돌입 전류의 근본적인 원인은 두 가지 주요 요소의 상호 작용과 관련이 있습니다.
- - 변압기 코어의 자기 포화
- - 스위칭 순간의 무작위성(전압 위상)
3. 돌입전류의 주요 특성
- - 매우 큰 규모: 정격 전류의 5~15배에 도달할 수 있습니다.
- - 다량의 비-주기적(DC) 구성 요소와 고조파가 포함되어 있습니다. 파형은 사인파에서 크게 벗어나고 시간 축 쪽으로 치우쳐 있으며 2차 고조파 함량이 높습니다. 이 특성은 돌입 전류와 오류 전류를 구별하기 위해 계전기 보호에 자주 사용됩니다.
- - 급속 감쇠: 권선의 저항으로 인해 과도 DC 구성요소가 기하급수적으로 감쇠합니다. 돌입 전류는 일반적으로 0.1~0.5초 내에 감소합니다. 변압기 용량이 클수록 감쇠 시간이 길어질 수 있습니다.
- - 불확실성: 돌입 전류의 크기는 폐쇄 순간의 전압 위상과 코어의 잔류 자성에 따라 달라지며 둘 다 무작위입니다. 따라서 돌입 전류의 크기와 파형은 닫힐 때마다 달라질 수 있습니다.
4. 돌입전류의 영향과 대책
효과:
- - 변압기 차동 보호 또는 과전류 보호의 잘못된 작동을 유발하여 폐쇄 실패로 이어질 수 있습니다.
- - 권선을 변형하거나 손상시킬 수 있는 큰 전기역학적 힘을 생성합니다.
- - 전력망에 전압 강하가 발생하여 동일한 버스에 있는 다른 장비의 작동에 영향을 미칩니다.
대책:
- 계전기 인식 기술: 돌입 전류에 다량의 2차 고조파가 포함되어 있다는 특성을 이용하여 차동 보호에 '2차 고조파 제한'을 설정하여 잘못된 트립을 방지할 수 있습니다.
- 폐쇄 단계 제어(동기화 스위칭 기술): 지능형 스위치를 사용하여 전압 피크에서 스위치를 폐쇄함으로써 초기 정상 상태 자속이 0이 되어 돌입 전류를 최소화할 수 있습니다.
- 직렬 저항으로 닫기: 먼저 저항을 통해 회로를 연결하여 돌입 전류를 제한한 다음-차단기로 저항을 단락시킵니다.
개요
변압기 돌입 전류는 전압 영 교차점과 같은 불리한 순간에 회로가 닫힐 때 발생하며 코어의 잔류 자성과 결합되어 정상 값을 훨씬 초과하는 과도 자속이 발생하여 코어가 심하게 포화되어 순간적으로 큰 전류가 발생합니다. 이는 결함이 아닌 변압기 고유의 전자기 과도 현상입니다.
