안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.
결론부터 말씀드리면 변압기 병렬운전 조건을 맞추지 않으면 변압기 사이에 불필요한 순환전류가 흐르거나 부하가 한쪽에 치우쳐 과열과 고장으로 이어질 수 있기 때문에 반드시 조건을 맞춰야 합니다. 변압기를 병렬로 운전하는 이유는 여러 대가 부하를 나누어 공급하게 하여 용량을 늘리고, 한 대를 점검하거나 고장났을 때도 전원 공급을 유지하기 위해서입니다. 하지만 병렬로 연결된 변압기들은 2차측이 같은 모선에 직접 연결되므로, 각 변압기의 2차 전압 크기와 위상이 맞지 않으면 문제가 생깁니다. 예를 들어 두 변압기의 권수비가 달라 2차 전압이 서로 다르면, 부하가 없어도 전압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 전류가 흐릅니다. 이것이 순환전류입니다. 순환전류는 실제 부하에 공급되는 전류가 아니라 변압기 사이를 돌기만 하는 전류이므로 불필요한 동손과 발열만 증가시킵니다. 심하면 변압기가 무부하 상태에서도 과열될 수 있습니다. 극성이 맞지 않으면 더 위험합니다. 극성이 반대로 연결되면 2차측에서 서로 반대 방향 전압이 맞물려 단락에 가까운 상태가 될 수 있고, 매우 큰 전류가 흘러 차단기 동작이나 변압기 손상으로 이어질 수 있습니다. 퍼센트 임피던스가 서로 다른 경우에는 부하 분담이 균등하지 않습니다. 임피던스가 작은 변압기는 상대적으로 더 많은 부하를 부담하게 되고, 임피던스가 큰 변압기는 덜 부담하게 됩니다. 이 경우 전체 용량에는 여유가 있어 보여도 특정 변압기만 과부하가 되어 권선 온도가 올라가고 절연 수명이 줄어들 수 있습니다. 삼상 변압기에서는 결선군과 위상차도 중요합니다. 위상각이 맞지 않으면 병렬 연결 시 큰 전류가 흐르거나 정상적인 부하 분담이 불가능합니다. 따라서 병렬운전 전에는 정격전압, 권수비, 극성, 위상각, 주파수, 퍼센트 임피던스, 용량비 등을 확인해야 합니다. 실기에서는 이 조건들을 단순 암기하기보다, 전압 차이는 순환전류를 만들고 임피던스 차이는 부하분담 불균형을 만든다고 연결해서 이해하면 좋습니다.