변압기 중성점의 절연

비 유효 접지 계통에 접속되어지는 중성점을 직접 접지하지 않는 변압기에서도 중성점에는 직접 이상전압이 침투하지 않는다. 이는 변압기의 내부 임피던스와 Capacitance에 의해 권선의 말단으로 이행하면 서 감쇄되어지기 때문이다. 또한 1선접지시에 상용주파 전압도 선로측에 비해서 적어도 상전압 이상 상승하지 않으므로 적당한 피뢰기를 사용하므로서 중성점측의 절연 Level을 선로측보다 낮게 할 수가 있다. 이와 같이 중성점측에 절연 Level을 조금이라도 낮추면, 중성점 직접접지의 경우에 근접하므로 그만큼 자재가 절약되어 변압기 중량이 가벼워지고 손실도 절감되므로 절연계급 140호의 경우 100호의 계통에 채용되어진다. 또한 유효접지계통에 접속되는 변압기에 있어서도 계통의 영상임피던스가 낮아지므로 지락 전류가 과대하게 흘러 통신장애를 발생시킬 우려가 있으므로 일부 변압기 중성점을 접지 시키지 않고 운전하는 경우도 있다. 실제 우리나라의 154kV의 계통에서 한전의 요구에 따라서 수용가 측의 수전 변압기의 중성점을 Open(비접지)시켜 운전하는 경우가 있다. 이런 경우 1선 접지시에 중성점 전위상승은 비접지계의 경우에 비하여 작으므로 중성점 Level을 작게 할 수 있다. 예를 들면 비접지계 154kV의 중성점을 절연 Level을 100호 정도까지 낮게 할 수 있다. 다음은 실제 규격에 있어서 초고압 변압기의 중성점에 있어서의 절연강도의 적용에 관한 것입니다. 변압기 중성점 절연 Level -. IEC 76 5.5.: 직접접지할 경우 최소 8KV의 내전압을 가질 것 -. IEC 76 5.5.3 : 중성점 터미널이 영속적으로 접지 되지 않을 경우, regulating transformer에 의해 연결될 경우, 중성점 권선을 보호하기 위해서 설치되는 System fault 상태하에서 Maximum power frequency Voltage와 동일한 정격의 Surge arrestor를 선정해야 한다. 유효접지의 조건이 만족되는 범위내에서 일부 변압기의 중성점을 비접지(Floation)로 운전할 경우를 고려하여 중성점 Busing 및 피뢰기를 설치한다. 변압기 중성점에는 평상시 거의 전압기 가해지지 않으므로 경제적인 이유에서 단절연을 실시한다. 154kV 및 345kV 변압기의 중성점 피뢰기의 정격전압의 선정 중성점 피뢰기의 정격전압의 선정은 1선 지락시의 중성점 전압상승을 고려하여 다음과 같이 선정한다. 유효접지시 접지계수가 75%이므로 1선지락시 건전상의 최고 전위상승은 선간전압의 75%이하이다. 따라서 상승전압 = 0.75 x 설계최고 전압 (154kV의 경우 0.75 x 170) 127kV로 이를 상전압에 대한 값으로 표시하면 127kV/(170/root3) = 1.3배의 상전압이 된다. a상 지락시 b,c 상은 최대 1.3 가 되므로 0점의 중성점 전위가 0'점으로 이동 된 값은 0.468 E 가 된다. 154kV 계통의 중성점 최대 전위 상승 En= 0.468 x 170/root3 = 45.9kV 345kV 계통의 중성점 최대 전위 상승 En= 0.468 x 362/root3 = 97.8kV 이에 따른 피뢰기 정격은 154kV의 경우 75kV, 345kV의 경우 108kV로 선정한다. 선정된 피뢰기의 특성을 기준으로 변압기 중성점의 BIL은 154kv의 경우 : 75kV 270 x 1.2 =324kV - 350BIL, 345kv의 경우108 kV 363 x 1.2 =436kV - 450BIL