변압기 기능 및 구조(Transformer components)

변압기 기능 및 구조(Transformer components)

 

 

1. 변압기 기능 및 구조

저전류 고전압을 대전류 저전압으로 변환 또는 역변환

1) 변압기 외관 및 권선 배치

< Core type >

 

 

< Shell type >

 

2) 변압기의 주요 구성 요소

- core, yoke, clamping device

- primary, secondary, tertiary windings, R-spacer, V-spacer, conductor insulation

- winding insulation, bracing

- tank, cooler, conservator, other auxiliaries

- bushing, tap-changer, terminal

 

3) 적철심 코아

철심의 직경은 변하지 않고 철심의 단면적을 최대한으로 키우기 위해 철심 적층단을 늘려야 함.

 

설계자가 고려할 변압기 사용 조건

① 주위 온도 - 최대, 최소

② 주위 환경 - 폭발성 대기 조건(열대 기후 조건, 습도조건 등)

③ 고도

④ 옥내, 옥외, 옥상, 전주, 지하 설치

⑤ 소음 제약

⑥ 외형 치수의 제약

⑦ 기후 조건

⑧ 물류, 수송 조건

 

4) 설계자가 고려할 변압기 성능 특성

① 변압기 용량 (KVA)

② 1차 전압

③ 2차 전압

④ 상 수 - 단상, 삼상 등

⑤ 주파수

⑥ 결선 - Y, Δ 등

⑦ 절연 강도

⑧ 과부하 용량

⑨ 온도 상승

⑩ 손실 - 철손, 동손, 효율

⑪ 소음

⑫ 임피던스, 누설 리액턴스

⑬ 전압 변동율

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* 기타 고려 사항 - 냉각 방식

단락시의 기계적 강도

tap 범위

 

 

2. 변압기 모델 및 여자

 

1) 변압기 1차측에 직류여자

- 과도상태 ( 무부하 )

① 철심의 자화곡선

② 유도전압 변화 (역기전력, Lenz's law)

③ 전류 변화

④ 자속 변화

⑤ 인가 전압

 

 

 

2) 변압기 1차측에 교류여자

- 정상상태 (무부하, 권선저항 무시)

 

 

3) 변압기 1차측에 교류여자

- 과도상태 (무부하, , 권선저항 무시)

 

4) 자속 및 돌입전류

 

 

 

3. 이상적인 변압기

- 철손, 동손, 누설 무시, 투자율 무한대

 

 

1) 전압 및 자속의 실효값, 최대값

 

2) Phasor form

 

 

① 회로 요소 R 에서 전압 - 전류 phasor

 

② 회로 요소 L 에서 전압 - 전류 phasor

 

③ 회로 요소 C 에서 전압 - 전류 phasor

 

3) 변압기 등가회로 및 백터도

 

 

 

4. 변압기의 전압방정식

1) 순시방정식 ( 철손 무시 )

 

누설자속이 있을 시

 

 

5. 변압기 극성

a) 극성 표시 : 고압측 H1, H2 / 저압측 X1, X2

b) 극성 시험 : 그림과 같이 결선하여 한쪽 권선에 전압을 인가하고 그림과 같이 측정하면

극성이 일치하는 경우에 V=V1-V2

극성이 일치하지 않는 경우에 V=V1+V2

 

 

6. 변압기 효율

근사등가회로에서,

 

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변압기 기초원리 및 이론(Transformer Basics and Principles)

 

 

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변압기 리액턴스 계산방법 / 단권변압기(Autotransformer)의 설명

 

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3상 변압기의 결선(3Phase Transformer Connections)

 

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변압기의 코어 종류(Transformer Iron Core Type)