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전기기사 전기기기 · 변압기의 종류 및 특성

Transformer Types & Characteristics

변압기는 냉각 방식, 철심 구조, 용도의 세 갈래로 나누고, 냉각 방식은 ONAN 같은 네 글자 코드로 냉매와 순환 방식을 적는다. 유입식과 건식, 내철형과 외철형, 전력용 · 배전용 · 계기용이 대표 분류이고, 명판의 정격 용량은 피상전력 kVA 로 적는다. 절연유는 권선을 절연하고 열을 방열기로 옮기는 두 가지 일을 함께 맡으며, 낙뢰 같은 충격 전압에 견디는 힘은 BIL 로 나타내요. 위 세 버튼으로 분류 축을 고르면 냉각 방식 · 철심 구조 · 용도별 그림이 바뀌어요.

변압기 분류

💡 변압기는 어떻게 나눌까
변압기는 냉각 방식, 철심 구조, 용도에 따라 나눈다.
①냉각: 기름에 담근 유입식과 공기로 식히는 건식이 가장 기본적인 구분이다.
②철심: 권선이 철심을 감싸는 내철형과 철심이 권선을 감싸는 외철형이 있어요.
③용도: 전력용, 배전용, 계기용, 특수용으로 나눠요.

냉각 방식

🔬 냉각 코드 읽는 법(IEC)
네 글자 코드로 적는다(예: ONAN).
①첫째 글자: 권선에 닿는 냉매(O = 광유, K = 연소점이 높은 절연유)
②둘째 글자: 그 냉매의 순환(N = 자연, F = 강제)
③셋째 글자: 바깥 냉매(A = 공기, W = 물)
④넷째 글자: 바깥 냉매의 순환(N = 자연, F = 강제). 건식은 AN · AF 처럼 두 글자로 적어요.
코드안쪽 냉매안쪽 순환바깥 냉각대략 용량
ONAN절연유자연공기 자연~10MVA
ONAF절연유자연공기 강제(팬)~30MVA
OFAF절연유강제(펌프)공기 강제(팬)30MVA~
OFWF절연유강제수냉 강제대용량
AN공기자연-~5MVA

정격

정격 용량 [kVA]
정격 용량 [kVA] = Vn × In / 1000
피상전력 기준(역률과 무관)
정격 전압
정격 2차 전압 = 정격 부하일 때의 2차 단자 전압
전압변동률의 V₂ₙ 이 바로 이 값이다
정격 전류
정격 전류 = 정격 용량 / 정격 전압
계속 흘려도 되는 최대 전류
⚡ BIL(기준 충격 절연 강도)
①변압기가 견딜 수 있는 충격 전압의 크기이다.
②낙뢰 같은 서지 전압에 대한 절연 내력을 나타낸다.
③정격 전압이 높을수록 BIL 도 높아야 해요.

절연유

🔧 변압기 절연유
①주된 역할은 절연과 냉각이다. 권선 사이와 권선 · 철심 사이를 절연하고, 대류로 열을 방열기까지 옮긴다.
②갖출 조건: 절연 내력이 클 것, 점도가 낮을 것, 인화점은 높고 응고점은 낮을 것, 비열과 열전도율이 클 것.
③화학적으로 안정해 공기와 닿아도 산화(열화)가 잘 되지 않아야 하고, 그래서 콘서베이터나 질소 봉입으로 공기를 막아요.

시험 포인트 정리

ONAN
ONAN = 유입 자냉
기름과 공기 모두 자연 순환
ONAF
ONAF = 유입 풍냉
바깥에 팬을 더한다
정격
정격: kVA(피상전력)
역률과 상관없이 적는다
내철형
내철형 = 고전압용
외철형 = 저전압 대전류용
🎯 시험 포인트
①냉각 코드 ONAN · ONAF · OFAF 는 네 글자가 각각 무엇인지 묻는다.
②정격 용량의 단위는 kW 가 아니라 kVA(피상전력)이에요.
③정격 2차 전압은 정격 부하일 때의 2차 단자 전압이에요.
④절연유의 주된 역할은 절연과 냉각이고, 절연 내력이 크고 점도가 낮으며 인화점이 높아야 한다.
⑤내철형은 권선이 철심을 감싸 고전압용, 외철형은 철심이 권선을 감싸 저전압 대전류용이다.
📝 대표 기출유형
①[기출유형] ONAN 의 뜻은? (답: Oil Natural Air Natural, 유입 자냉식)
②[기출유형] 변압기 정격 용량의 단위는? (답: kVA, 피상전력 기준)
③[기출유형] 변압기 절연유가 갖출 조건이 아닌 것은? (답: 점도가 클 것. 점도는 낮아야 냉각이 잘 된다)
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