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6600/220[V]인 두 대의 단상 변압기 A, B가 있다. A는 30[kVA]로서 2차로 환산한 저항과 리액턴스의 값은 0.03[Ω], 0.04[Ω]이고, B의 용량은 20[kVA]로서 2차로 환산한 값은 0.03[Ω], 0.06[Ω]이다. 이 두 변압기를 병렬운전해서 40[kVA]의 부하를 건 경우, A기의 분담 부하[kVA]는 대략 얼마인가?
해설
각 변압기의 %임피던스 (2차 220[V]=0.22[kV], 자기 용량 기준)
%ZA=PARA2+XA210 V2=30×0.032+0.04210×0.222=3.10\%Z_A = \dfrac{P_A\sqrt{R_A^2+X_A^2}}{10\,V^2} = \dfrac{30\times\sqrt{0.03^2+0.04^2}}{10\times 0.22^2} = 3.10 [%]
%ZB=PBRB2+XB210 V2=20×0.032+0.06210×0.222=2.77\%Z_B = \dfrac{P_B\sqrt{R_B^2+X_B^2}}{10\,V^2} = \dfrac{20\times\sqrt{0.03^2+0.06^2}}{10\times 0.22^2} = 2.77 [%]

분담부하는 정격용량에 비례, %임피던스에 반비례하므로
PA′PB′=%ZB%ZA⋅PAPB=2.773.10×3020=1.34\dfrac{P_A'}{P_B'} = \dfrac{\%Z_B}{\%Z_A}\cdot\dfrac{P_A}{P_B} = \dfrac{2.77}{3.10}\times\dfrac{30}{20} = 1.34
PA′+PB′=40P_A'+P_B'=40, PA′=1.34 PB′P_A'=1.34\,P_B'이므로 PA′1.34+PA′=40\dfrac{P_A'}{1.34}+P_A'=40
∴ PA′=22.91P_A' = 22.91 [kVA]


[해설]

변압기 병렬운전에서 각 기의 분담부하는 정격용량에 비례하고 자기 용량 기준 %임피던스에 반비례한다.

%임피던스는 2차 환산 임피던스로 구하며, 이때 전압은 kV 단위(220[V]=0.22[kV])로 넣는다.
%Z=P Z10 V2\%Z = \dfrac{P\,Z}{10\,V^2}
%ZA=30×0.032+0.04210×0.222=3.10\%Z_A = \dfrac{30\times\sqrt{0.03^2+0.04^2}}{10\times 0.22^2} = 3.10 [%]
%ZB=20×0.032+0.06210×0.222=2.77\%Z_B = \dfrac{20\times\sqrt{0.03^2+0.06^2}}{10\times 0.22^2} = 2.77 [%]

분담비와 전체 부하 40[kVA]로 A기 분담을 구한다.
PA′PB′=2.773.10×3020=1.34\dfrac{P_A'}{P_B'} = \dfrac{2.77}{3.10}\times\dfrac{30}{20} = 1.34
PA′=40×1.341+1.34=22.91P_A' = 40\times\dfrac{1.34}{1+1.34} = 22.91 [kVA]

혼동 주의: 임피던스는 저항·리액턴스의 단순 합이 아니라 R2+X2\sqrt{R^2+X^2}로 합성한다.

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