변압기 손실과 효율


변압기 손실과 효율

http://ftz.kr/2021/02/2627/

변압기 손실의 종류

1)부하손

  • 부하손은 저항손이 대부분으로 부하률에 제곱에 비례하는 특성을 갖는다. 와류손과 표류부하손은 작아서 동손에 포함시킨다.
  • 동손(=부하손=저항손)
    부하전류에 의한 저항손실 (Pc=I²R)
  • 와류손 : 값이 적어 저항손에 포함
    부하전류에 의한 누설자속의 영향으로 권선에서 발생
  • 표류부하손 : 값이 적어 저항손에 포함
    누설자속의 영향으로 금구, 외함 등에서 발생

2)무부하손

  • 무부하 손실은 히스테리시스 손실과 와류손실은 자성체인 철심에서 철심에서 발생되는 철손이 대부분이며, 무부하손은 부하율에 무관하게 일정하다
  • 철손 : 히스테리시스 손실 + 와류손실
  • 무부하 시 동손 : 계산이 가능하나 값이 작아 무시
  • 유전체손 : 고압의 경우 일부 계산
  • 표유부하손 : 대용량 변압기의 경우 고려
\[ P _{i} ∝ fB _{m}^{2} \]

변압기 손실

1)동손(=부하손=저항손)

\[P_c=K(I^2_1r_1+I^2_2r_2)\]

여기서, K : 표피효과에 의한 실효저항 증가율

2)철손

  • 히스테리시스손 (n=1.6~2정도)
\[ P _{h} =\sigma_h\cdot f\cdot B^n_m [W/kg] \]
  • 와류손
\[P_e=\sigma_e(K_f\cdot f\cdot t\cdot B_m)^2[W/kg]\] \[\sigma_h : 히스테리시스손 계수,\sigma_e : 와류손계수, \]\[K_f : 파형률, f : 주파수, t : 두께, \]\[B_m : 자속밀도\]

3)표유뷰하손

  • 대용량 변압기의 경우 상판의 발열문제 발생
  • 부싱부분에 비자성체 재료인 스테인레스판, 알루미늄판 설치

4)변압기의 손실비

\[손실비=\frac{전부하동손}{무부하손(철손)}\]

변압기 손실에 대한 개선 방향

권선 개선재료 : 초전도체
방법 : 단권변압기
철심 개선재료 : 아몰퍼스
형태 : 철심 두께 앏게

변압기 효율

1)실측효율

\[\eta=\frac{P_2}{P_1}\times 100[\%]\]

여기서, P₁ : 입력 P₂ : 출력

2)규약효율

\[\eta=\frac{출력}{출력+손실}\times100[\%]=\frac{입력-손실}{입력}\times100[\%]\]

3)전일효율

  • 부하가 변동할 경우 효율을 종합적으로 계산하기 위해서 전일효율을 사용
\[\eta=\frac{1일의 출력전력량}{1일의 출력전력량+1일의 손실전력량}\]\[=\frac{P_d}{P_d+P_i\times 24+P_{cd}}\]

Pi : 철손, Pcd : 1일간의 동손

사용기기 선정
사용기기 선정(변압기T)
변압기 원리 종류별 특징
변압기 손실과 효율
변압기 최대 효율조건
예제 변압기 손실
-78
변압기 발주시 검토사항 및 시험

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