특수변압기

Special Transformers

특수변압기는 단권·누설·흡상·계기용 등 일반 2권선 전력용과 다른 구조·용도를 묶은 분류예요. 단권은 권선 일부를 공유해 작고 효율이 좋고, 누설 변압기는 누설 자속을 키워 전류를 제한해요. 용도별 장단과 결선 특징이 시험 구분 문제의 핵심이에요. 종류를 선택해 결선도와 특징 카드가 어떻게 달라지는지 살펴봐요.

특수한 목적의 변압기들

💡 특수변압기란?

일반 2권선 변압기 외에 특수한 구조와 용도를 가진 변압기

①단권변압기: 1차·2차 권선을 공유 → 소형·경량

② 3권선변압기: 3개 권선 → 다전압 공급

③누설변압기: 의도적 누설자속 → 정전류 특성

권수비 a2

단권변압기 용량 분석

자기용량/부하용량

자기용량/부하용량 = (a−1)/a = 1 − 1/a

a=2 → 50.0%만 변압기로 변환

전도용량

전도용량 = 부하용량 − 자기용량 = 부하용량/a

= 50.0% (직접 전도로 전달)

🔬 단권변압기의 장단점

장점: 자기용량이 작으므로 변압기 크기↓, 비용↓, 손실↓

①권수비가 1에 가까울수록 경제적 (자기용량 비율↓)

②단점: 1차·2차가 전기적으로 절연되지 않음

③고압-저압 간 직접 연결 → 고전압 침입 시 위험

④사용처: 기동보상기, 계통 전압 조정

3권선변압기와 누설변압기

⚡ 3권선변압기

1차(고압), 2차(중압), 3차(저압) 3개 권선

①3차를 Δ결선 → 3고조파 순환 경로 제공

②3차에 조상설비(콘덴서) 연결 가능

③소내 전원(소내 변압기) 공급 용도

④변전소에서 다전압 공급에 사용

🔧 누설변압기

1차와 2차 사이에 자기분로(Magnetic Shunt) 삽입

①의도적으로 누설자속을 크게 만듦

②부하 증가 → 2차 전압 자동 감소 (수하특성)

③정전류 특성 → 아크 용접기에 최적

④네온관 점등용 변압기에도 사용

특수변압기 비교

종류	핵심 구조	특성	용도
단권	권선 공유	소형경량, 비절연	기동보상기, 전압조정
3권선	3개 독립 권선	다전압, Δ 3차	변전소, 조상설비
누설	자기분로 삽입	수하특성, 정전류	아크 용접기, 네온관

시험 포인트 정리

자기용량비

자기용량비 = (a−1)/a

= 1 − 1/a

a≈1일 때 가장 경제적

자기용량↓ → 크기↓

3권선

3권선: 3차=Δ결선

3고조파 순환 경로

누설변압기

누설변압기: 수하특성

정전류 → 용접기

🎯 시험 포인트

①단권변압기 자기용량비 = (a−1)/a: 핵심 공식

②단권변압기는 1차·2차가 전기적으로 절연되지 않음 → 고저압 간 직결

③3권선변압기 3차 Δ결선 → 3고조파 순환 + 영상전류 경로

④누설변압기: 자기분로로 누설자속↑ → 수하특성(정전류)

⑤누설변압기 용도: 아크 용접기, 네온사인 변압기

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 단권변압기의 장점은? (답: 재료 절약, 소형경량, 전압변동률 작음)

②[기출유형] 3권선 변압기의 용도는? (답: 1차·2차·3차로 전압 3종류 공급)

③[기출유형] 누설변압기의 용도는? (답: 용접기, 네온사인 변압기 등 전류 제한 필요 시)