변압기

[조양호]

변압기에 대해서 변압기는 특고압 또는 고압을 저압으로 변환하는 강압 또는 저압을 고압으로 변환하는 목적으로 사용된다. 변압기는 수변전 설비 중에서 가장 중요한 기기이며, 변압기의 신뢰성이 수전설비 전체의 신뢰도를 좌우한다. 1) 변압기의 종류 가) 유입 변압기 철심에 감은 코일을 절연유로 절연한 것으로, A종 절연(허용 최고온도 105 ℃) 변압기이다. 이 변압기는 가장 많이 사용되는 변압기로 값이 가장 싸다. 나) 몰드 변압기 코일 주위에 전기적 특성이 큰 에폭시 수지를 고 진공으로 침투시키고, 다시 그 주위를 기계적 강도가 큰 에폭시 수지로 몰딩한 변압기이다. 몰드 변압기는 건식 변압기에 비하여 소음이 적고, 유입 변압기에 비해서도 작고 가벼우므로 최근 많이 보급되고 있다. 그러나 유입 변압기에 비하여 값이 비싸다. 다) 아몰퍼스 변압기 아몰퍼스 메탈은 철, 붕소, 및 규소 등의 혼합물을 이용하여 용융, 금속 냉각 등으로 만들어진 비정질 자성 재료로서, 원자가 규칙적으로 배열되기 전에 고체화되어 불규칙한 배열 상태를 가진 0.025[mm]의 합금 박판이다. 이와 같은 비정질 자성재료를 사용한 아몰퍼스 변압기는 75[%]이상의 무부하 손실 절감으로 기존의 규소강판 변압기를 사용하는 것보다 효율성을 증대시킬 수 있고 전력 소비를 현저하게 줄일 수 있는 에너지 절약형 신기술 변압기이다. 2) 변압기의 극성 1차, 2차 단자 간에 나타나는 유기기전력의 상대적 방향을 나타내는 것으로, 가극성과 감극성이 있다. 우리 나라는 감극성이 표준이다. 단자 표기는 고압측은 U, V로 저압측은 u, v로 나타내며, 일반적으로 U와 u가 같은 쪽에 있는 변압기가 감극성이고, 대각선으로 위치한 변압기가 가극성이다. 3) 변압기의 결선 단상 변압기 3대로 3상 전압으로 변환시키는 방법은 Δ-Δ결선, Y-Y 결선, Δ-Y 결선, Y-Δ 결선이 있다. 그리고 단상 변압기 2대로 3상 전압으로 변환시키는 방법은 V-V결선이 있다. 4) 변압기의 병렬 운전 조건 ① 극성이 같을 것. ② 1차 및 2차 정격전압이 같을 것. ③ 권수비가 같을 것. ④ 퍼센트 임피던스가 같을 것. 5) 변압기의 용량 산정 일반적으로 변압기의 용량을 결정할 때는 다음과 같은 검토가 필요하다. ① 부하조사 ② 배전방식과 전압강하 ③ 전압변동과 순시 정전시의 대책 ④ 주위온도와 발열량의 파악 ⑤ 단락 보호방식 ⑥ 단락전류의 추정과 차단기의 선정 ⑦ 부하의 밸런스, 시간 정격 ⑧ 기타사항 - 접지보호 - 전기설비기술 기준과 공급규정, 내선규정과의 관계 - 여자 돌입전류 - 플리커에 대한 대책 위의 사항은 서로 깊은 관련을 가지고 있으므로, 그 계통에서 가장 필요한 항목부터 검토하여 결정하는 것이 바람직하다. 부하조사가 완료되면 소요전력을 추정할 수 있게 되며, 보통 수용가의 조명설비, 동력설비의 용량과 실제로 보이는 각각의 최대수요전력과는 일치하지 않는다. 그래서 이들 사이에 수용률을 정의하여 최대수요전력을 산출한다. 일반적으로 변압기의 용량은 최대수요전력보다는 커야 하며 적정한 용량의 설계는 매우 중 요하고 다음과 같은 식이 성립된다.