전력용 변압기의 퍼센트 임피던스가 단락전류 계산에 사용되는 이유는 무엇인가요?

Question

변압기 명판에는 정격용량과 전압 외에도 퍼센트 임피던스(%Z)가 표시되어 있습니다. 퍼센트 임피던스는 변압기의 전압변동과 관련이 있다고 알고 있는데, 단락고장 발생 시 예상 고장전류를 계산하는 데도 사용된다고 합니다. 퍼센트 임피던스가 작거나 클 때 단락전류는 어떻게 달라지며, 실제 차단기 용량을 선정할 때 이 값이 중요한 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

변압기의 퍼센트 임피던스는 정격전류가 흐르는 조건에서 정격전압에 대한 임피던스 전압의 비율을 백분율로 나타낸 값입니다. 동일한 용량과 전압 조건에서 다른 계통 임피던스의 영향을 무시하면 퍼센트 임피던스가 작을수록 단락고장 시 전류를 제한하는 정도가 작아져 예상 단락전류가 커지고, 퍼센트 임피던스가 클수록 단락전류는 작아집니다. 예를 들어 변압기 2차 측 단락전류를 단순 계산할 때 정격전류를 퍼센트 임피던스로 나눈 값에 100을 곱해 근사할 수 있습니다. 다만 실제 단락전류는 전원 측 임피던스와 케이블 임피던스 등에도 영향을 받습니다. 따라서 차단기를 선정할 때는 예상 단락전류가 차단기의 정격차단전류를 초과하지 않는지 확인해야 하며, 변압기 명판의 퍼센트 임피던스는 이 계산에 필요한 중요한 자료입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

변압기 %Z는 변압기 내부의 전류 흐름을 방해하는 정도를 나타내는데, 단락전류 계산하는데 중요한 값 입니다. 같은 용량과 같은 전압의 변압기라면 %Z가 작을 수록 단락전류는 커지고, 클수록 작아지게 됩니다. 단락고장 시 큰 전류가 흐르면 차단기에 높은 차단 성능이 필요하므로, 예상 단락전류를 계산해 적절한 차단용량을 선정해야 합니다.