개념 한 쪽
전기공사기사 단권변압기 — 자기 용량과 부하 용량의 관계
단권변압기 세트는 작은 정격의 변압기를 단권 결선해 승압기로 쓸 때의 부하 용량, 부하 용량에서 자기 용량을 구하는 계산, V결선·Y결선에서의 자기 용량, 단권변압기의 성질을 묻는다.
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뜻
단권변압기는 1차와 2차 권선의 일부를 함께 쓰는 변압기다. 구조가 간단하고 전압 변동이 작으며, 3상용으로도 만들 수 있다. 그래서 3상에는 사용할 수 없다는 설명은 틀린 것이 된다.
단권변압기는 부하 전력의 대부분을 직접 연결된 권선으로 전달하고, 전압을 보정하는 작은 부분만 변압기처럼 동작한다. 그래서 같은 기계로 더 큰 부하를 공급할 수 있다.
용량 1kVA, 3000/200V의 단상 변압기를 단권 결선해 3000/3200V의 승압기로 사용하면 부하 용량은 16kVA가 된다. 3200을 200으로 나눈 16배가 되는 것이다.
부하 용량에서 자기 용량을 구할 때는 승압분의 비율을 곱한다. 1차 100V, 2차 200V, 선로 출력 50kVA이면 승압분 100V가 전체 200V에서 차지하는 비율이 1/2이므로 자기 용량은 25kVA다. 3000V를 3300V로 승압하고 부하 용량이 100kVA이면 300을 3300으로 나눈 비율을 곱해 약 9.1kVA가 된다.
단권변압기 두 대를 V결선해 2000V를 2200V로 승압하고 200kVA의 3상 부하에 공급할 때는 전체를 3으로 나눈 뒤 승압분의 비율을 곱한다. 200을 3으로 나눈 값에 200을 2200으로 나눈 비율을 곱하면 1대의 용량은 약 6.1kVA다.
단상 단권변압기 3대를 Y결선할 때는 선간전압을 √3로 나누어 상전압을 구하고, 승압분의 비율을 곱해 자기 용량을 구한다. 3000V를 3300V로 승압해 150kVA를 송전하는 경우에도 같은 방법을 쓴다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 승압기 용량 — 작은 변압기를 단권 결선하면 전체 전압과 원래 2차 전압의 비만큼 부하 용량이 커진다. 1kVA·3000/200V를 3000/3200V로 쓰면 16kVA다. ② 자기 용량 — 부하 용량에 승압분 비율을 곱한다. 100→200V·50kVA이면 25kVA다. ③ 성질 — 일부 권선을 공용해 구조가 간단하고 전압 변동이 작으며 3상에도 쓸 수 있다.
자주 묻는 물음
- 단권변압기의 부하 용량은 왜 원래 변압기 용량보다 커지나요?
- 1차와 2차가 권선 일부를 공용해 부하 전력의 대부분이 직접 전달되고, 전압 보정 부분만 변압기처럼 동작하기 때문입니다. 1kVA·3000/200V를 3000/3200V로 쓰면 16kVA가 됩니다.
- 부하 용량 50kVA, 100V에서 200V로 승압하는 단권변압기의 자기 용량은?
- 25kVA입니다. 승압분 100V가 전체 200V의 1/2이므로 50kVA에 1/2을 곱합니다.
- 단권변압기는 3상에 사용할 수 없나요?
- 아닙니다. 3상용으로도 만들 수 있습니다. 3상에는 사용할 수 없다는 설명이 틀린 것입니다.
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