변압기 권선과 철심의 건조법이 아닌 것은?
- 열풍법
- 단락법
- 반환부하법
- 진공법
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 변압기 권선과 철심의 건조법이 아닌 것을 찾는 것이다. 변압기 건조에는 열풍법·단락법·진공법 등이 사용되며, 반환부하법은 변압기 온도상승 시험을 위한 방법으로 건조법에 해당하지 않는다.
변압기 건조법은 열풍·단락·진공법 등이고, 반환부하법은 온도상승 시험법이라 건조법이 아니다.
개념 한 쪽
전기공사산업기사 보수 등 — 변압기의 시험 및 보수
변압기를 오래 쓰려면 권선과 철심의 상태를 시험과 보수로 확인해야 한다. 수분을 제거하는 건조법, 손실을 측정하는 개방회로·단락시험, 절연 상태를 판정하는 시험을 서로 구분하는 것이 핵심이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「보수 등」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 건조법·시험법 구분 | 1 | 건조법이 아닌 반환부하법을 가리기 |
| 와류손 특성 판단 | 1 | 전압 일정 조건에서 와류손의 주파수 의존성 판정 |
뜻
변압기의 권선과 철심에 스며든 수분을 제거하는 건조법에는 열풍법, 진공법, 단락법 등이 있다. 열풍법은 따뜻한 바람을 불어넣어 건조하고, 진공법은 감압하여 수분의 끓는점을 낮춰 건조하며, 단락법은 2차를 단락시키고 저전압을 가해 저항 손실 열로 건조한다. 이 밖에 저항법 같은 방법도 사용된다. 한편 반환부하법은 같은 사양의 변압기 두 대를 서로 1차·2차로 접속하여 적은 전원 용량으로 온도 상승 시험을 하는 방법으로, 시험법이지 건조법이 아니다.
개방회로 시험(무부하 시험)은 2차를 개방하고 정격 전압을 가하는 시험이다. 전류가 아주 작아 동손을 무시할 수 있고 철심이 정격 자속으로 여자되므로, 무부하 전류와 철손(히스테리시스손·와류손)을 구할 수 있다. 여자 어드미턴스 같은 철심 자화 특성 관련 양도 여기서 구한다.
단락시험은 2차를 단락하고 정격전류가 흐를 만큼 낮은 전압을 1차에 가하는 시험이다. 이때 임피던스 전압과 임피던스 와트(동손)를 얻고, 이로부터 %임피던스를 구해 전압 변동률 계산에 사용한다. 요약하면 개방회로 시험은 철손 계열, 단락시험은 동손 계열이다.
절연물의 열화 정도를 파악하는 시험은 유전정접시험, 절연내력시험, 절연저항측정시험이다. 유전정접시험은 절연물의 손실각(tanδ)을 측정해 열화·수분 침입 정도를 보고, 절연저항측정은 저항값으로 열화를 판단하며, 절연내력시험은 규정 전압을 가해 절연이 견디는지 확인한다. 반면 권선저항측정은 권선 도체 자체의 저항을 재서 단선·접속 불량을 찾는 시험이므로 절연 열화 판정과는 관계가 없다.
손실과 효율 면에서 와류손은 주파수 f의 제곱과 자속밀도 Bm의 제곱에 비례한다. 인가전압이 일정하면 V ∝ f·Bm 관계에서 Bm ∝ 1/f가 되어 f의 지수가 상쇄되므로 와류손은 주파수에 무관하게 일정하다. 최대효율은 철손 = x²×전부하동손(부하율 x) 조건에서 나타나므로, 철손과 전부하동손을 같게 설계하면 전부하에서 최대효율이 된다.
예제
전압변동률 계산 — 퍼센트 저항강하 p[%], 퍼센트 리액턴스강하 q = p/2[%], 역률 80%(지상)인 경우: 근사공식 ε = p·cosθ + q·sinθ에서 cosθ = 0.8, sinθ = 0.6이므로 ε = p × 0.8 + (p/2) × 0.6 = 0.8p + 0.3p = 1.1p. 즉 전압변동률은 1.1[%]이다. 뒤의 제곱항은 매우 작아 무시한다.
보기 선택형 함정 — 건조법 목록에 반환부하법을 섞어 넣거나, 개방회로 시험으로 구할 수 없는 것으로 동손을 내놓고, 절연 열화 파악 방법에 권선저항측정을 섞는다. 각각 시험법과 건조법, 개방=철손/단락=동손, 절연 열화용과 도체 점검용 시험을 구분하면 가려낼 수 있다.
대표 기출 3문항
변압기의 입력 전원이 정현파일 때, 여자 전류가 정현파가 아닌 원인은?
- 와류손
- 표유 부하손
- 누설 리액턴스
- 자기 포화와 히스테리시스 현상
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 입력 전원이 정현파일 때 변압기 여자전류가 왜 왜곡되는가를 묻고 있다. 철심의 자화곡선이 비선형이어서 자기 포화 구간과 히스테리시스 특성 때문에 여자전류가 정현파를 따르지 못하고 고조파를 포함하게 된다.
여자 전류의 파형 왜곡은 철심의 자기 포화와 히스테리시스(비선형 자화곡선) 때문에 생긴다.
변압기의 개방회로 시험으로 구할 수 없는 것은?
- 무부하 전류
- 동손
- 히스테리시스 손실
- 와류손
정답과 해설 보기
정답 ② · 변압기의 개방회로(무부하) 시험으로 얻을 수 없는 양을 묻는 문제이다. 개방회로 시험은 정격 전압을 인가하여 무부하 전류와 철손(히스테리시스 손·와류손)을 측정할 수 있으나 부하 전류에 따른 동손은 구할 수 없다.
개방회로(무부하) 시험은 무부하 전류와 철손(히스테리시스·와류손)을 구하고, 동손은 단락시험에서 구한다.
자주 묻는 물음
- 변압기의 대표적인 건조법은 무엇인가요?
- 열풍법, 진공법, 단락법 등이 있고 저항법도 사용된다. 반환부하법은 온도 상승 시험법이므로 건조법에 넣지 않는다.
- 개방회로 시험과 단락시험은 각각 무엇을 구하는 시험인가요?
- 개방회로 시험은 무부하 전류와 철손(히스테리시스손·와류손), 여자 어드미턴스를 구하고, 단락시험은 임피던스 전압과 임피던스 와트(동손)를 구한다. '개방 = 철손, 단락 = 동손'으로 묶어 기억한다.
- 절연물 열화 판정과 권선저항측정은 어떻게 다른가요?
- 유전정접시험·절연내력시험·절연저항측정시험은 절연물의 열화를 확인하는 시험이다. 권선저항측정은 코일 도체의 저항을 재어 단선·접속 불량 같은 도전 회로 이상을 찾는 시험이므로 절연 열화 판정과는 무관하다.
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