변압기 무부하시험과 단락시험*

변압기(결선V)

변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건

변압기 발주시 검토사항 및 시험

변압기 병렬운전(순환전류)

목차(무부하시험 단락시험)

1️⃣변압기 무부하 시험

1)목적:

  • 변압기의 철손과 무부하 전류를 측정하여 철심의 자기 특성을 파악하고, 공극률 및 누설 자속 등을 간접적으로 추정
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/c_무부하시험.jpeg
  • 그림과 같이 전압계, 전류계, 전력계를 결선하고,
  • 정격전압V₁을 인가하면 V₁≃E₁ 이고,
  • 전력계에 나타나는 값은 히스테리시스손실과 와류손이 대부분이고,
  • 무부하 전류 I₀가 1차 권선의 저항에 흘러서 발생하는 대단히 적은 동손이 포함

2)측정값으로부터 계산되는 값:

  • 철손(P₀): 와트미터에서 직접 읽을 수 있습니다.
  • 자화 전류(Im): 무부하 전류(I₀)의 자화 성분으로, 전력계의 지시값이 거의 0에 가까울 때 무부하 전류와 같다고 볼 수 있습니다.
  • 무효 전류(Ie): 무부하 전류(I₀)의 무효 성분으로, 코일의 동손에 의한 전류입니다.

2️⃣변압기 단락 시험방법

1)목적:

변압기의 단락 임피던스, 동손, 전압 변동률을 측정하여 부하 변동에 따른 전압 변화를 예측하고, 변압기의 온도 상승을 계산하는 데 사용

  • 2차측을 단락시키고, 1차측에 점차 전압을 가하여 정격 전류가 흐르도록 합니다.
  • 전압계로 1차측 전압(Vsc), 전류계로 1차측 전류(Isc), 그리고 와트미터로 단락 손실(Psc)을 측정합니다.

2)측정값으로부터 계산되는 값:

  • 단락 임피던스(Zsc): Vsc/Isc로 계산됩니다.
  • 동손(Psc): 와트미터에서 직접 읽을 수 있습니다.
  • 임피던스 전압(%Z): (Vsc/V₁) x 100으로 계산됩니다.

3️⃣변압기 특성

1)임피던스 전압

변압기의 임피던스 전압이란 변압기 2차 측(저압 측)을 단락하여 1차측에서 정격 주파수의 저전압을 인가하여 정격전류를 흘려 보냈을 때의 1차 측 전압

2)효율

  • 변압기 손실에서 무부하 손은 변압기의 리액턴스성분과 관계되며, 부하손은 부하전류에 의한 저항손이 대부분이다. 따라서 %임피던스 전압은 저항성분과 리액턴스성분으로 구성되므로 변압기 무부하손과 부하손의 비에 관계됨을 알 수 있다
  • 효율
\[\eta=\frac{mP\cos\theta}{mP\cos\theta+P_i+M^2P_c}\times100[\%]\]
\[m=부하율, P_i+m^2P_c : 전손실, \] \[m=\sqrt{\frac{P_i}{P_c}}:최대효율조건\]
  • 임피던스 전압이 작으면 부하손이 작아져 손실비가 작아지고, 반대로 임피던스 전압이 큰 경우에는 손실비가 커진다.

3)전압변동률

  • 변압기의 전압변동률은 전부하 시와 무부하 시의 2차 단자전압의 변동 정도를 나타내주는 것으로, 이 값이 크면 부하의 증감에 따라 2차 전압의 변동이 큰 것을 의미
  • 변압기 2차 단자전압은 정격부하를 접속하면 무부하일 때에 배해 다소 감소
  • 전압변동율
\[\epsilon=\frac{무부하전압-2차측정격전압}{2차 측 정격전압}\times 100\]
변압기(결선V)

변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건

변압기 발주시 검토사항 및 시험

변압기 병렬운전(순환전류)

목차(발전기 병렬운전)

●H17변압기의 무부하 시험과 단락 시험 방법에 대해서 회로를 그려서 설명하고, 다음 변압기 특성에 대하여 설명하시오

  • 임피던스 전압
  • 효율
  • 전압변동률

변압기의 무부하시험과 단락시험

모법답안(변압기 무부하시험 단락시험)

1. 무부하 시험

목적: 변압기의 철손과 무부하 전류를 측정하여 철심의 자기 특성을 파악하고, 공극률 및 누설 자속 등을 간접적으로 추정합니다.

회로:

https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/c_무부하시험.jpeg
  • 2차측을 개방하고 1차측에 정격 전압을 가합니다.
  • 전압계로 1차측 전압(V1)을, 전류계로 1차측 무부하 전류(I0)를, 그리고 와트미터로 무부하 손실(P0)을 측정합니다.

측정값으로부터 계산되는 값:

  • 철손(P0): 와트미터에서 직접 읽을 수 있습니다.
  • 자화 전류(Im): 무부하 전류(I0)의 자화 성분으로, 전력계의 지시값이 거의 0에 가까울 때 무부하 전류와 같다고 볼 수 있습니다.
  • 무효 전류(Ie): 무부하 전류(I0)의 무효 성분으로, 코일의 동손에 의한 전류입니다.

2. 단락 시험

목적: 변압기의 단락 임피던스, 동손, 전압 변동률을 측정하여 부하 변동에 따른 전압 변화를 예측하고, 변압기의 온도 상승을 계산하는 데 사용합니다.

회로:

  • 2차측을 단락시키고, 1차측에 점차 전압을 가하여 정격 전류가 흐르도록 합니다.
  • 전압계로 1차측 전압(Vsc), 전류계로 1차측 전류(Isc), 그리고 와트미터로 단락 손실(Psc)을 측정합니다.

측정값으로부터 계산되는 값:

  • 단락 임피던스(Zsc): Vsc/Isc로 계산됩니다.
  • 동손(Psc): 와트미터에서 직접 읽을 수 있습니다.
  • 임피던스 전압(%Z): (Vsc/V1) x 100으로 계산됩니다.

3. 변압기 특성

전압 변동률이 작을수록 부하 변동에 따른 전압 변화가 적어 안정적인 전압을 유지할 수 있습니다.

임피던스 전압:

변압기의 단락 임피던스를 백분율로 나타낸 값입니다.

임피던스 전압이 낮을수록 단락 전류가 커지므로, 보호 계전기의 선택에 중요한 요소입니다.

효율:

입력 전력에 대한 출력 전력의 비율입니다.

무부하 시험과 단락 시험에서 얻은 값을 이용하여 계산합니다.

효율은 부하율에 따라 달라지며, 일반적으로 정격 부하 부근에서 최대가 됩니다.

전압 변동률:

부하 변동에 따른 2차측 전압의 변화율을 백분율로 나타낸 값입니다.

임피던스 전압과 부하의 역률에 따라 결정됩니다.

변압기(결선V)

변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건

변압기 발주시 검토사항 및 시험

변압기 병렬운전(순환전류)

목차(발전기 병렬운전)


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