전기기능사 전기기기 · 변압기 특성

Transformer Characteristics

변압기 특성은 철손·동손, 효율, 전압변동률로 성능을 읽는 단원이에요. 최대효율 조건과 정격·손실 관계가 계산 문제의 핵심이에요. 부하율에 따른 효율 변화를 감으로 잡아 두어요. 손실·효율 식에서 특성 계산이 보여요.

변압기 정격과 손실

💡 변압기 정격을 kVA로 표시하는 이유

①변압기는 전압을 바꾸는 기기 → 부하의 역률을 모릅니다

②그래서 kW가 아니라 kVA(피상전력)로 정격을 표시합니다

③손실은 크게 2가지: 철손(항상 일정)과 동손(부하에 따라 변함)

손실

철손 vs 동손

부하율50%

이 그림은 정격에서 Pi=Pc=0.02(상대)로 고정. 부하율 50%에서 η = 95.2 %

변압기 효율

η = P₂P₂ + P_i + P_c × 100 [%]

효율 = 출력 / (출력 + 철손 + 동손)

최대효율 조건

P_i = P_c (철손 = 동손)

철손과 동손이 같아지는 부하율에서 효율이 최대

ε = V₂₀ - V₂V₂₀ × 100 [%]

V₂₀: 무부하 2차전압, V₂: 부하 시 2차전압

🔑 전압변동률이 작을수록 좋은 변압기

①부하가 걸려도 전압이 별로 안 떨어진다는 뜻

②이상적인 변압기: ε = 0%

③실제 변압기: 보통 3~5%

효율 공식

η = P₂P₂ + P_i + P_c × 100

출력 / (출력 + 철손 + 동손)

최대효율 조건

Pi = Pc

철손 = 동손일 때 효율 최대

🎯 시험 포인트

①정격은 kVA 표시 (역률 모르므로)

②철손: 부하와 무관(일정), 무부하시험으로 측정

③동손: 부하²에 비례, 단락시험으로 측정

④최대효율 조건: 철손 = 동손

⑤전압변동률이 작을수록 좋은 변압기