변압기 손실과 효율*

변압기(특성Q)

변압기 냉각방식
변압기 이상현상 및 대책
변압기 여자 돌입전류
변압기 이행전압의 종류와 대책
임피던스 전압이 변압기특성에 영향을 주는요소
주파수 변화가 변압기에 미치는 영향
변압기 보호방식(B)
변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
유입 변압기 온라인 진단
변압기 경제적 운용방식
변압기 손실과 효율
변압기 최대 효율조건

목차(변압기 손실과 효율)

변압기 손실과 효율

1️⃣변압기 손실의 종류

1)부하손

부하손은 저항손이 대부분으로 부하률에 제곱에 비례하는 특성을 갖는다. 와류손과 표류부하손은 작아서 동손에 포함

동손(=부하손=저항손)
- 부하전류에 의한 저항손실

\[P_c=I²R\]

와류손:
값이 적어 저항손에 포함부하전류에 의한 누설자속의 영향으로 권선에서 발생
표류부하손:
값이 적어 저항손에 포함누설자속의 영향으로 금구, 외함 등에서 발생

2)무부하손

무부하 손실은 히스테리시스 손실과 와류손실은 자성체인 철심에서 철심에서 발생되는 철손이 대부분이며, 무부하손은 부하율에 무관하게 일정하다

철손(Pi):
- 히스테리시스 손실(Pℎ)+ 와류손실(Pe)

\[ P _{i} ∝ fB _{m}^{2} \] \[B_m : 자속밀도\]

무부하 시 동손:
- 계산이 가능하나 값이 작아 무시
유전체손:
- 고압의 경우 일부 계산
표유부하손:
- 대용량 변압기의 경우 고려

2️⃣변압기 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

\[손실비=\frac{전부하동손}{무부하손(철손)}\]

3️⃣변압기 손실에 대한 개선 방향

권선 개선	재료: 초전도체 방법: 단권변압기
철심 개선	재료: 아몰퍼스 형태: 철심 두께 앏게

4️⃣변압기 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

5️⃣변압기 효율과 부하율의 관계

변압기 효율이란 투입된 전력에 대한 유효 출력 전력의 비율을 의미합니다. 즉, 변압기가 얼마나 효율적으로 전력을 변환하는지를 나타내는 지표입니다.

부하율이 낮을 때: 변압기의 동손은 부하 전류의 제곱에 비례하므로, 부하율이 낮으면 동손에 비해 철손이 상대적으로 커져 효율이 낮아집니다.
부하율이 높을 때: 동손이 증가하여 효율이 감소하지만, 철손은 일정하므로 부하율이 낮을 때보다는 효율이 높습니다.
최고 효율점: 변압기의 동손과 철손이 같아지는 지점에서 효율이 최대가 됩니다.

부하율은 변압기 용량 대비 실제 사용하는 용량의 비율을 의미합니다.
일반적으로 변압기는 부하율이 높을수록 효율이 높아지는 경향이 있습니다.
왜냐하면, 변압기 손실은 크게 철손(무부하손)과 동손(부하손)으로 나뉘는데, 철손은 부하와 관계없이 일정하지만, 동손은 부하 전류의 제곱에 비례하기 때문입니다. 따라서 부하가 증가하면 상대적으로 동손이 차지하는 비중이 커져 전체 효율이 높아집니다.

하지만, 부하율이 너무 높으면 과부하로 인해 변압기 수명이 단축되거나 고장 발생의 위험이 증가하므로, 적정 부하율을 유지하는 것이 중요합니다. 일반적으로 변압기는 80% 부하율에서 최대 효율을 나타내는 경우가 많습니다.

변압기(특성Q)

목차(변압기 손실과 효율)

변압기 손실과 효율

💯기출문제(변압기)

●A11.변압기 선정을 위한 효율과 부하율을 관계를 설명하고, 유입변압기와 몰드변압기의 특성을 비교 설명하시오

변압기(특성Q)

목차(변압기 손실과 효율)

변압기 손실과 효율

🌐V1106Z24

변압기 손실과 효율*

변압기 손실과 효율

1️⃣변압기 손실의 종류

1)부하손

2)무부하손

2️⃣변압기 손실

1)동손(=부하손=저항손)

2)철손

3)표유뷰하손

4)변압기의 손실비

3️⃣변압기 손실에 대한 개선 방향

4️⃣변압기 효율

1)실측효율

2)규약효율

3)전일효율

5️⃣변압기 효율과 부하율의 관계

변압기 손실과 효율

💯기출문제(변압기)

●A11.변압기 선정을 위한 효율과 부하율을 관계를 설명하고, 유입변압기와 몰드변압기의 특성을 비교 설명하시오

변압기 손실과 효율

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