라고 할지라도 수분 유기물의 불순물이 혼입되면 절연내력이 저하된다. 또한 장기간 사용하면 화학적 변화가 일어나 침저몰이 생기는 경우가 있다.
♤ 열화
변압기 오일이 화학적인 변화를 일으켜서 침식되는 현상
원인 : 공기중 수분이 흡수, 불순물 침투
영향 : 절연내력이 감소, 냉각작용감소, 침식작용, 온도상승
방지책 : 밀폐식, 흡습제설치, 콘서베이터 설치(질소를 채운다)
가장 효과적인 방법은 콘서베이터 설치이다.
2. 변압기 원리와 유기기전력
(1차권수) (2차권수)
· 무부하때 변압기 1차에 흐르는 전류는 무부하전류이다. 이전류의 대부분 은 여자전류이다.
[A]
[wt]
()
에서
[V]
· 이므로
· [V]
⇒
· [V]
[V] ⇒ = a <권수비>
⇒ 가장 이상변압기라도 한다.
= -
3. 변압기 등가회로와 여자 전류 및 철손
R 부
g b
하
1)여자전류
· <전전류> = [A]
= 무부하 전류 , = 부하전류
· 무부하시에 변압기 1차측에 흐르는 전류
[A]
· 이고,
[A] 이다. 여자전류의 대부분은 자화전류이다.
· 무부하시에 변압기 존재하는 와트는 철손 뿐이다.
[A] 이고 과 는 위상이 동산이다.
2)주파수와 철손 관계
<히스테리시스손> = [w]
<와류손> = [w]
⇒ (E ∝ fB) 이고, f ∝
그러므로 주파수가 증가하면 히스테리시스손이 감소되고 곧 철손이 감소된다.
◎ 주파수증가 철손증가
여자전류 감소
리액턴스 증가 (=)
<와류손> = ∝ 이되어, 주파수와는 무관하며 전압의 2승에 비례한다.
◎ 와류손은 주파수와는 무관하다.
3) 변압기확산 등가회로
2차를 1차로 환산
⇒
⇒
[]
a
R
g b a
1차를 2차로 환산
[]
4.변압기의 특성
1) 전압 변동율
(p: 퍼센트저항 강하, q: 페센트 리액턴스 강하)
<최대값> =
· P<퍼센트저항강하> =
· q<퍼센트 리액턴스강하> =
·
2) 임피턴스 전압 ()
변압기 2차측을 단락한 상태에서 1차측에 정적전류가 흐를때 까지 인가하는 전압
· [V]
⇒ 이때 발생하는 와트를 임피턴스 와트라고 한다.
3) 변압기효율
전부하 효율
부하시 효율
·
·
☞ (최대 효율시부하)]
최대효율
전일효율
5. 변압기 3상 결선
1) Y 결선
· ,, : 상전압
· ,, : 선간전압
= - = + (-) = 2
=
=
☞()
2) 결선
☞
()
3) Y결선의 특징
장 점
· Y결선은 결선에 비하여 선간전압이 배 크므로 승압용에 유리하며 소전류 고전 압계통의 변압기에 유리하다.
· Y 결선은 중성점을 접지할수 있으므로 이상전압으로부터 변압기를 보호 받을수 있다.
· 중성점을 접지하면 보호계전기 동작이 확실하다.
· Y결선은 중성점 전류 합이 영이므로 3고조파 순환전류가 흐르지 않기 때문에 열발생 이 적다.
· 중성점 접지방식은 중성점 전위가 영이므로 중성점으로 갈수록 절연레벨을 낮게 하수 가 있다.
단점
· Y결선은 3고조파 순환 저류가 흐르지 않으므로 2차측 전압에 3고조파가 나타난다.
· 중성점 접지방식은 통신선에 대한 유도장해가 크다.
· Y결선으로 운전중 변압기 한 대가 소손 되었을때 V결선으로 운전할수 없다.
4) Y-의 3상 출력
[VA]
(단상용량)
→ Y-의 3상 출력은 단상용량의 3배의 출력을 낸다.
→ Y-에서의 단상 변압기 용량
단상용량 =
5) V결선
=
V결선의 3상출력
[VA]
[VA] (단상용량)
☞ V결선의 3상출력은 결선에 비하여 57.7％의 출력을 낸다.
V결선의 이용률
6.변압기 병렬운전
조건(3상)
극성이 같을것(단상)
정격전압과 권수비가 같을것(단상)
퍼센트 저항강하 와 퍼센트 리액턴스 강하가 같을것(단상)
부하분담시 요량에는 비례하고 퍼센트 임피턴스에는 반비례할것(단상)
· 각변위가 같을것
· 상회전이 일치할것
변압기 극성
· 감 극 성
U V
B(+) b(+)
a(-)
A(-) u v
· 가 극 성
U V
B(+) b(-)
A(-) a(+) v u
· 극성시험법
V
감극성일 때 V의 지시값 =
가극성일 때 V의 지시값 =
· 부하분담
· 각 변위
3상을 2뱅크로 병렬운전시에는 A뱅크와 B뱅크의 각변위가 같어야한다. 각 변위가 다르게 되면 위상차가 생겨 순환전류가 흐르게 된다.
병렬 가능 결선
병렬 불가능 결선
- 와-
- 와 -Y
Y- 와 Y-
-Y 와 Y-Y
Y-Y 와 Y-Y
-Y 와 -Y
- 와 Y-Y
Y- 와 Y-
V-V 와 V-V
3상 변압기의 병렬운저의 결선 조합
7.특수 변압기
1) 3상변압기
내철형 3상 변압기는 외철형에 비하여 독립된 자로가 없기 때문에 단상 변압기로 사용이 불가능하다.
외철형 3상 변압기에서 중앙의 권선을 다른 권선과 달리 전류 방향을 반대로 하면 자 속이 합하여 지기 때문에 철심면적을 반으로 줄일수있다.
3상 변압기는 단상 변압기 3대를 사용 하는것에 비하여 변전실 면적을 작게 차지하 고, 모든 재료가 절약되는 것에 비하여 부하에 대한 신뢰성이 작고, 예비 변압기를 둘 때 불합리하면 고장수리가 어렵기 때문에 수용가측에서 볼때 단상 변압기 3대를 이용하 여 3상 부하를 쓰는것이 유리하다.
2) 상수변환
3상을 2상으로 변환 · 스콧트결선 (T결선)
· 메이어결선
· 우드브릿지결선
A
B
C
T좌 변압기 권수비 a =
3) 단권변압기
직렬권선 = ()이 곧 자기용량
이며 단권변압기 용량이다.
L
부하용량 =
=
4) 계기용 변성기
P T(potential Tr) : 계기용 변압기
2차측 정격전압 :110[V]
C T(current Tr) : 계기용 변류기
2차측 정격전류: 5[A]
⇒ CT는 사용중 2차를 개방하면 CT 1차전류가 전부여자전류가 되어 자속이 포화되므로 2차 측에 고압이 유기되어 2차권선이 소손된다. 그러므로 사용중 전류계를 떼기전에는 먼저 2차측을 단락시킨 다음 전류계를 떼어야 한다.
누설 변압기 : 수하특성을 갖는 변압기로서 네온용 변압기다.
용접기에 이용된다.
변압기 내부고장 보호계전기
· 비율차동 계전기 : 전기적인 고장보호
· 브흐훌쯔 계전기 : 기계적인 고장보호