변압기 델타 와이: 연결하는 방법

삼상 변압기를 설명하는 변압기 데이터 시트에 접근하면 Dyn11 또는 Ynd11을 접하게 될 것입니다. 다른 변압기 데이터 시트에서는 다른 명칭을 사용할 수 있지만, 모두 변압기의 벡터 그룹을 나타냅니다. 이는 변압기의 한 쪽에 델타 연결(Δ)이 사용되고 다른 쪽에 와이 연결(Y)이 사용됨을 의미합니다. 델타-와이 연결은 변압기가 전압을 증가시키거나 감소시키고 와이 쪽에 접지된 중성을 생성할 수 있게 해주기 때문에 전 세계에서 가장 인기 있는 변압기 연결 방식입니다.

간단한 설명: 델타-와이 변압기는 세 개의 주요 권선이 델타(중성 없음)로 연결되고 세 개의 보조 연결(또는 권선)이 와이(와이에서 분기점이 있음)로 연결되도록 구성되어 있어 전압을 변환하면서 와이 쪽에 접지된 중성을 제공할 수 있습니다. 이러한 유형의 연결은 전압 변화와 단상 부하에 대한 안정적인 중성(와이에서)을 허용하므로 배급 목적으로 일반적으로 사용되며, 삼중 고조파 및 제로 순서 전류가 한 쪽에서 다른 쪽으로 흐르는 것을 차단합니다.

델타-와이 변압기란 무엇인가요?

삼상 변압기는 세 개의 주요 권선과 세 개의 보조 권선으로 구성되며, 각 경우에 대해 두 가지 다른 구성 방식이 가능합니다. 첫 번째 옵션은 델타(Δ) 연결로, 권선이 삼각형 모양으로 연결되어(따라서 전기적으로 폐쇄됨) 중성점 개념을 완전히 피하고 선 단자를 삼각형의 정점에 연결합니다. 두 번째 옵션은 소위 와이(Y) 연결 유형으로, 권선이 연결되는 공통점(중성)이 단자에 연결됩니다. 즉, 연결은 주로 전압 측면에서 정의되는 델타 구성 또는 델타-와이 변압기 구성(Dyn)을 통해 이루어져야 합니다.

다른 가능성은 고전압이 생성되는 발전소와 같은 상황에서 와이 주 회선과 델타 보조 연결을 포함합니다. 벡터 그룹의 정의는 핵심 지식이며, 이는 델타 연결과 관련하여 와이 권선의 유형을 설명하여 이들 간의 위상 변위를 초래하므로 하나의 변압기 유형이 여러 시스템에서 사용될 수 있음을 의미합니다. 변압기 벡터 그룹 가이드 코드 시스템을 완전히 설명합니다.

델타-와이 연결이 필요한 경우는 언제인가요?

삼상 전력의 변환, 한 쪽에서 중성이 필요하고, 와이-와이 연결로 인한 문제를 해결해야 하는 세 가지 조건이 충족되는 경우 델타-와이 연결이 필요합니다. 일반적인 경우는 다음과 같습니다:

• 중간 1차 전압 분배를 통해 4선 저전압 시스템(유럽/아시아/호주에서 400/230V-와이 또는 북미에서 120/208V-와이)으로 단계 감소하여 단상 부하에 공급할 중성선을 제공합니다.
• 산업용 480V에서 120/208V(480V 델타 또는 와이 상점 공급이 델타-와이 변압기 유닛에 공급되어 120/208V 와이를 편리한 콘센트, 제어 및 조명에 제공합니다).
• 발전(Ynd)에서 와이 발전기의 고정자가 델타 연결된 고전압 공급으로 상승하여 접지된 중성을 사용하여 접지 결함 위험을 조절합니다.
• 고조파 격리는 델타 권선을 사용하여 시스템 내에서 삼중 고조파를 가두고 이를 원으로 되돌아가는 것을 방지함으로써 가능해집니다.

귀하의 응용 프로그램이 한쪽에 접지된 중성을 요구하는 경우 — 대부분이 그렇습니다. 단상 응용 프로그램에 대한 중성을 얻는 방법이기 때문입니다 — 델타-와이가 일반적으로 적절한 솔루션입니다. 양쪽 모두 접지되지 않거나 중성이 필요하지 않은 경우 델타-델타가 충분할 수 있습니다 — 우리의 델타-델타 대 델타-와이 비교 대안을 다룹니다.

표준인 이유: 엔지니어링 사례

와이-델타 변압기 연결 사용을 정당화하는 세 가지 이유:

• 접지된 와이 중성은 두상 조명 부하, 선-접지 전압 과부하 또는 충분한 접지 결함 보호를 제공하는 변압기에서 필수적입니다. 와이 측의 접지된 중성이 이를 제공하는 반면, 델타-델타 변압기는 와이 측의 접지된 중성이 부족하여 이를 수행할 수 없습니다.
• 고조파 및 제로 순서 전류의 격리: 델타-와이 변압기는 델타 권선에서 순환 전류 경로를 제공하여 삼중 고조파 및 제로 순서 조합을 제거할 수 있는 수단을 제공합니다. 따라서 접지된 와이 변압기가 델타 권선 없이 사용될 때 발생하는 다른 구성에서의 삼중 고조파 열 효과를 피할 수 있습니다.
• 와이 측은 효과적인 방법이나 임피던스를 통해 접지될 수 있으며, 변압기와 전체 시스템을 보호하여 접지 결함 전류를 제한합니다.

위에서 나열된 이점에 대한 대가는 1차 및 2차 단자 간의 30도 위상 이동이며, 이는 변압기의 벡터 그룹이 시계 방향/반시계 방향 작동을 요구하는지에 따라 달라집니다 — 즉, Dyn11 또는 Dyn1. 이는 병렬 작동, 보호 릴레이 조정 및 서로 간의 설정된 위상 관계를 요구하는 부하와 관련하여 상당한 의미를 가집니다. 따라서 이름표에 언급된 벡터 그룹의 중요성과 변압기 시운전 시 확인됩니다.

시작하기 전 도구 및 안전

델타-와이 변압기 배선과 관련하여 고에너지 장비 작업은 엄격한 지침을 따라야 함을 의미합니다.

• 변압기 및 이에 연결된 모든 회로의 전원을 차단하고, 전압계를 사용하여 모든 단자에서 작업이 안전하다는 것을 증명할 수 있을 때까지 잠금 장치를 사용합니다.
• 개인 보호 장비(PPE): 아크 등급의 의복, 다루고 있는 전압에 맞는 절연 장갑, 그리고 변압기의 단자가 매우 높은 전압 아크를 발생시킬 수 있으므로 얼굴 보호 장비를 착용해야 합니다.
• 도구: 절연 드라이버와 렌치, 단자 하드웨어용 토크 렌치, 위상 회전계, 전압계(여러 종류가 있으므로 주의해야 함), 절연 저항 테스터, 그리고 사용할 수 있는 경우 변압기 변환 비율(TTR) 테스터가 필요합니다.
• 명판 및 도면: 벡터 그룹, 탭 설정 및 제조업체의 연결 도면을 나타내는 명판이 있어야 합니다. 기억이나 추측으로 배선하지 마십시오.
• 자격을 갖춘 인원만: 이는 전기 기술자의 작업이며, 다음 단계는 안내용일 뿐이며, 비면허인을 선택하여 이 작업을 수행하게 할 경우, 결과에 대한 큰 책임을 지게 됩니다.

단계별 배선

델타 1차(H1-H2-H3), 와이 2차(X0 중성, X1-X2-X3)의 가장 대표적인 상황에서:

• 데이터 시트 및 장비의 명판에서 벡터 그룹 및 연결 회로를 확인하고, 실제 전압 공급을 위해 1차 권선의 탭 위치도 확인하십시오.
• 1차 델타 연결: 권선 와이어의 끝을 연결하여 H1 종료에서 H2 시작, H2 종료에서 H3 시작, H3 종료에서 H1 시작으로 닫힌 델타를 만듭니다. 그리고 세 개의 위상 리드(A, B, C)를 보호 장비(퓨즈/차단기)를 통해 델타의 세 모서리에 연결합니다. 델타 시스템은 중성이 없으며 접지 시스템이 아닙니다.
• 2차 와이 연결: X1, X2 및 X3의 모든 권선 와이어를 중성점 X0에서 연결한 후, 보호 및 버스바를 위해 열린 끝에서 세 개의 리드(a, b, c)를 가져옵니다. X0 중성 접지를 중성 버스바에 연결합니다.
• 시스템 설계에 따라 중성을 접지하십시오: X0(중성 버스바를 통해)를 시스템 접지 전극에 연결합니다. 접지선은 코드에 따라 크기가 조정되어야 하며(우리의 변압기 접지 기본 기사에서 이에 대한 지침을 제공합니다); 연결은 변압기 또는 첫 번째 차단기에서 이루어져야 하며 부하에 연결해서는 안 됩니다.
• 인클로저와 코어의 본딩: 탱크/프레임과 코어의 본딩은 동일한 접지 시스템에서 이루어져야 합니다.
• 전원을 공급하고 확인하십시오: 아래에 주어진 테스트를 수행하고, 1차 보호 장치를 닫고 부하 연결 전에 2차 전압 및 위상 회전을 측정합니다.

이제 역(Ynd, 발전기 승압) 구성의 경우 역할이 반전되어 와이가 1차 중성으로 작용하며, 이는 발전기 설계에 따라 접지되어야 하고 델타 시스템은 2차 구성으로만 유지됩니다. 삼상 변압기 범위 카탈로그의 배전 섹션에서 유틸리티 강하 장치에 대한 벡터 그룹 세부정보와 함께 시중에서 구입할 수 있는 표준 구성을 포함합니다.

테스트 및 검증

에너지를 공급하기 전에 다음 테스트를 수행하십시오. 장치를 처음으로 에너지를 공급한 후, 테스트를 다시 수행하십시오:

• 절연 저항: 1차-중성, 2차-중성 및 1차-2차 절연 저항을 측정하십시오. 기록이 제조업체가 규정한 최소 값과 일치하는지 확인하십시오. 낮은 값이 발견되면, 장치에 전원을 공급하기 전에 즉시 문제를 조사해야 합니다.
• 연속성 및 극성 테스트: 각 권선에 전원이 공급되고 있으며 열린 코너가 존재하지 않는지 확인하고, 동시에 와이 중성점이 모든 권선 사이에 연결되어 있는지 확인하십시오.
• 변압기 비율 테스트 (TTR): 변압기 이름판에 명시된 비율과 일치하도록 비율을 맞추십시오.
• 에너지원 테스트: 변압기 양쪽에서 선-선 및 선-중성 전압을 측정하십시오. 와이 측에서는 전압이 변압기의 선 중성에서 측정된 전압의 √3배가 되어야 합니다. 또한 중성점이 접지되어 있는지 확인하고, 변압기의 위상 회전도 확인하십시오.
• 중성 전류 확인: 중성이 전류를 운반하고 있다면, 이는 변압기에 불균형 하중이 있다는 것을 의미합니다. 적절하게 설계된 와이 변압기는 올바르게 작동합니다.

구조화된 수용 테스트 세트 — 절연, 비율, 극성 및 에너지를 공급한 확인 — 는 적절한 시운전의 일부입니다; 우리의 변압기 테스트 가이드 는 전체 세트와 각 테스트의 합격 기준을 나열합니다.

Common Mistakes and How to Avoid Them

• Grounding the Delta: A delta winding has no neutral point, and therefore should not be grounded at any winding point. Indeed, grounding one of the phases, or any tap connection on the winding results in an unintentional and potentially dangerous grounded system. The delta side is designed to be ungrounded.
• Neglecting the Wye’s Neutral or Misconnecting it: Most floating neutral conditions will result in unpredictable and abnormal voltages. This allows some of the equipment to become damaged and allows voltage levels on the neutral to ground to develop.
• Neglecting the 30 Degree Phase Shift: If two transformers are connected in parallel with different vector groups, severe circulating currents can occur and damage the transformers. Verify that the vector groups are compatible.
• Reversing Phase Sequence: If two of the phases on the primary are reversed, the secondary phase rotation will be reversed as well and all of the equipment connected to the transformer will operate in a wrong manner. Always check the phase rotation.
• Selecting the Wrong Tap: Connecting the wrong tap on the primary side of the transformer will also result in an erroneous output. Always make sure you have selected the correct primary tap setting before turning on the transformer.
• Working Live: Since the transformer is a high-energy device, it will not matter if the system is wired correctly if someone gets hurt while doing it. Always remember to lock-out, tag-out, and work with qualified personnel.

Frequently Asked Questions

What does a Delta Wye transformer do?

A Delta-Wye transformer transfers three-phase voltage from a delta configuration (with no neutral) to a wye configuration (wye configuration provides a neutral that is grounded and stable), which serves the purpose of converting voltages of either kind to the other as well as maintain a stable neutral for single-phase loads. It is used for electricity distribution purposes, whereby, for example, is used for voltage conversion from a delta of 10kV to 400 or 230 V wye. As mentioned earlier that Delta-Wye transformers serve to isolate triplen harmonics or zero-sequence current.

How do you tell if 480 is delta or wye?

Determine the voltage. In the case of 480V Delta system, there is no neutral system in the same way whereby the line-to-line voltage equals to 480V. On the other hand, 480 V Wye system uses a neutral and as such the voltage is determined by dividing 480 with the square root of three giving 277V from each phase to the neutral. You can check for the presence of neutral conductor and measure the voltage between the line and the neutral voltage; if the value determined is 277V, the system is Wye, and if the neutral is nonexistent, then the Delta system is in use.

Is 240V Wye or Delta?

In North America, 240V three-phase systems normally use Delta configuration unless the Wye system is being used for commercial applications. It comprises either the Delta format of 240V or center-tap Delta of input voltage of 240/120 V. However, the existence of Delta is dependent upon the nameplate. If there is any neutral present, then it is Wye.

How do you wire a delta wye transformer?

To wire a Delta-Wye transformer, use 3-phase wires connected to the transformers used to ensure that all points connected with each transformer have a neutral present.

References

• IEEE C57 — Transformer standards (vector groups, testing, application)
• NFPA 70 — National Electrical Code (transformer installation, grounding)
• OSHA 1910.269 — Electric power generation, transmission, and distribution safety
• IEC 60076 — Power transformers (vector groups, ratings)
• ANSI — Transformer standards and application guides

Conclusion

The delta-wye transformer serves as the common mode of electrical connection because it provides the solution to the two issues every distribution network faces. It switches voltage and creates a grounded neutral while the delta absorbs the harmonics and zero-sequence current before damage to the source can occur. There are six steps to making this connection correctly: determine the vector group, create a delta loop that isn’t grounded, connect the neutral of the wye, ground that neutral, check with insulation, ratios, and rotation testing, and lastly do not forget about the 30° phase shift for paralleling. If you perform all six steps, the Dyn11 on the nameplate will become a transformer that can supply service to a building, facility, or community for years taking advantage of its simple and reliable delta-wye connectivity.