이상 변압기 방정식
위와 같은 이상 변압기의 방정식은 다음과 같다.
L은 자기 인덕턴스이고 M은 상호 인덕턴스이다.
변압기 기호의 부호 점을 주의해야 한다. 전류와 전압 방향에 따라 방정식에서 M 앞에 마이너스 부호가 붙을 수도 있다.
변압기 기호의 점을 찍는 방법
변압기의 1차측과 2차측에 각각 점을 찍어 부호를 표시한다.
점이 찍힌 단자로 전류가 들어갈 때 1차측와 2차측에서 생성되는 자기장의 방향이 일치한다.
다음 그림과 같이 점이 찍힌 단자로 전류 i1과 i2가 들어갈 때 자기장은 그림의 화살표와 같이 코어를 회전하면서 같은 방향을 가진다.
실제 변압기에서는 렌츠의 법칙에 의해 1차측에서 생성하는 자기장에 반대하는 2차측 자기장을 발생시키는 전류가 2차측에 흐른다.
변압기 손실
변압기의 손실은 고정손과 가변손으로 나뉜다. 고정손은 부하에 관계없이 일정한 손실이고 가변손은 부하에 따라 변하는 손실이다.
(1) 고정손 : 철손 = 히시테리시스손 + 와류손
(2) 가변손 : 동손 + 표류부하손
동손은 부하전류의 제곱에 비례한다. 전부하 100W에서 동손이 10W이라면 부하가 50W일 때 동손은 다음과 같다.
히스테리시스손은 주파수에 반비례하고 와류손은 주파수와 무관하다.
변압기 단절연 (Graded Insulation)
중성점 직접 접지일 때는 서지가 중성점에 가까울 수록 약해진다. 변압기의 중성점에 근접할수록 절연을 약하게 하여 변압기 크기와 중량을 5-15% 정도 저감시킨것을 단절연 (Graded Insulation)이라고 한다.
비접지일 때는 전절연 (Full Insulation) 변압기를 사용한다.
V 결선 변압기 용량
Y나 Δ 결선으로 연결된 3개의 각 변압기의 용량은 전체 전력의 1/3이다. 예를 들면, 300kVA의 전력이 전송될 때 3개의 각 변압기에는 100kVA의 전력이 전달된다.
하지만, V 결선에서는 2개의 각 변압기의 용량은 전체 전력의 1/√3 이다.
예를 들면, 300kVA의 전력이 전송될 때 2개의 각 변압기에는 약 173kVA의 전력이 전달된다. 173kVA의 2배는 300kVA을 넘는다.
100kVA 변압기 2개로 V 결선을 하면 최대 전송 전력은 √3 ×100 kVA이다. 100kVA 2대지만 200kVA 보다 작다.
제3고조파 단락 전류가 흐르는 변압기 결선방식
Δ 결선은 제3고조파 전류가 순환 전류로 소멸된다.
변압기 결선에서 Δ 결선이 없는 Y-Y 결선에서는 제3고조파 단락 전류가 흐르지만, Δ 결선이 있는 Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ 에서는 제3고조파 단락 전류가 흐르지 않는다.
기타
댓글