변압기의 시험 및 보수

Transformer Testing & Maintenance

변압기 시험은 무부하·단락으로 등가 파라미터를 얻고 절연·온도·극성으로 안전과 품질을 확인해요. 무부하는 철손과 여자 어드미턴스, 단락은 동손과 %Z를 주며 두 시험만으로 특성 예측이 가능해요. 절연내력·메거·tanδ 같은 보전 시험은 사고 예방 점검 항목이에요. 시험 모드와 측정값을 바꿔 산출되는 g0·re·%Z를 따라가 봐요.

변압기를 시험하는 두 가지 방법

💡 왜 시험이 필요할까?

등가회로 파라미터를 실측으로 구해야 성능을 정확히 예측합니다

①무부하시험: 2차 개방 → 철손, 여자 파라미터 측정

②단락시험: 2차 단락 → 동손, 임피던스 파라미터 측정

③두 시험만으로 변압기의 모든 특성을 계산 가능

무부하 시험 파라미터

인가전압 V₁220 V

무부하전류 I₀2 A

무부하손실 P₀150 W

무부하시험 결과

철손 P_i

150 W

역률 cosθ₀

0.341

철손전류 I_w

0.682 A

자화전류 I_μ

1.880 A

g₀

3.099 mS

b₀

8.546 mS

cosθ_0

cosθ₀ = P₀ / (V₁ · I₀)

= 150/(220×2) = 0.341

g_0

g₀ = P₀/V₁², b₀ = I_μ/V₁

여자 어드미턴스 Y₀ = g₀ − jb₀

단락 시험 파라미터

단락전압 V_s12 V

정격전류 I_s50 A

단락손실 P_s600 W

단락시험 결과

동손 P_c

600 W

r_e

0.2400 Ω

x_e

0.0000 Ω

z_e

0.2400 Ω

5.5 %

r_e

r_e = P_s/I_s², x_e = √(z_e² − r_e²)

r_e = 600/50² = 0.2400 Ω

%Z = V_s/V₁ × 100

= 12/220×100 = 5.5%

기타 시험

⚡ 주요 시험 종류

①절연저항시험: 메거로 권선 간, 권선-대지 간 측정

②절연내력시험: 정격의 2배+1000V를 1분간 인가

③유전정접(tanδ) 시험: 절연유 열화 판정

④온도상승시험: 연속 운전 시 최고 온도 확인

⑤극성시험: 감극성/가극성 판별 (병렬운전 전 필수)

시험	측정 대상	구하는 것
무부하	P₀, I₀, V₁	철손, g₀, b₀
단락	P_s, I_s, V_s	동손, r_e, x_e
절연저항	MΩ	권선 절연상태
절연내력	2V+1000V	절연 파괴 유무
극성	전압차	가극성/감극성

시험 포인트 정리

무부하

무부하 → 철손, Y₀

2차 개방, 정격전압 인가

단락

단락 → 동손, Z_e

2차 단락, 저압 인가

cosθ₀

cosθ₀ = P₀/(V₁I₀)

무부하 역률

r_e

r_e = P_s/I_s²

등가 저항

🎯 시험 포인트

①무부하시험: 2차 개방, 1차에 정격전압 → 철손 + 여자 파라미터

②단락시험: 2차 단락, 1차에 저전압 → 동손 + 임피던스 파라미터

③%Z = 단락전압/정격전압 ×100: 단락시험 직접 산출

④절연내력시험 전압 = 정격전압×2 + 1000V (1분간)

⑤두 시험 결과만으로 효율, 전압변동률, 등가회로 모두 구할 수 있다

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 무부하시험으로 측정할 수 있는 것은? (답: 철손, 여자전류, 여자 어드미턴스)

②[기출유형] 단락시험으로 구하는 등가회로 파라미터는? (답: r_e, x_e, %Z)

③[기출유형] 변압기 온도상승시험의 목적은? (답: 정격 부하에서의 온도상승 한도 확인)