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변압기이론

무부하 시험과 단락시험

[81-4] 단락시험과 개방시험을 통해 변압기의 등가회로정수들을 산정하는 방법을 설명하시오.

무부하시험(Open Circuit test)

변압기의 2차측을 개방하고 1차측에 정격전압을 인가하여 전류 및 전력을 측정하여, 철손(철손 저항)과 여자 리엑턴스 값을 산출한다.
무부하 시험을 하면 1차측에는 매우 작은 여자전류만 통전되므로 권선의 저항에 의한 전력손실은 무시할 만큼 작게 나타나서 무시하면 측정된 전력값은 철손의 값으로 인정하여 산출하는 것이다.

1) 측정 결선 및 등가회로

무부하시험

2) 측정치 및 정수 산출

○ 전류계 -> 여자전류(I0)
○ 전력계 -> 철손(Pi)
○ 전압계 -> 여자 리액턴스(Xm) 또는 철손 저항(Ri)에 인가된 전압

(1) 철손 전류(Ii) 산출

\[ P_i =V_n \times I_i \to I_i = \frac{ P_i}{ V_n} \]

(2) 자화 전류(Im) 산출

\[ I _{m} =\sqrt {I _{0}^{2} -I _{i}^{2}} \]

(3) 철손 저항(Ri) 산출

\[ V _{n} =R _{i} \times I _{i} \to R_i = \frac{ V_n} {I_i } \]

(4) 자화 리액턴스(Xm) 산출

\[ V _{n} =X _{m} \times I _{m} \to X_m = \frac{ V_n} {I_m } \]

단락시험(Short Circuit test)

2차측을 단락하고 1차측에 정격주파수의 정격전류에 도달할때까지 전압을 상승한다. 이때 전압 전류 전력을 측정한다. 단락시험을 통해 권선의 저항, 누설리액턴스 등의 정수를 산정할 수 있다.

1) 측정결선 및 등가회로

단락시험

2) 측정치 및 정수 산출

○ 전류계 -> 정격전류(In)
○ 전력계 -> 동손(Pc)
○ 전압계 -> 단락전압(Vs)

(1) 등가 임피던스(Zeq)

\[ V _{s} =I _{n} \times Z _{eq} \to Z_{eq} = \frac{ V_s} {I_n } \]

(2) 등가 권선저항(Req)

\[ P_c =I_n ^2 \times R_{eq} \to R_{eq} = \frac{ P_c } {I_n ^2} \]

(3) 등가 누설리액턴스(Xeq)

\[ X_{eq} = \sqrt { Z_{eq} ^2 -R_{eq} ^2} \]
변압기
변압기의-등가회로와-임피던스
변압기의-저주파-특성
무부하-시험과-단락시험
단권-변압기
변압기의-병렬운전
예제
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