전기산업기사 변압기의 종류 — 3권선·철손·전압 조정

조상설비가 있는 1차 변전소의 주변압기는 3권선 변압기를 쓴다. 1차 권선은 계통, 2차 권선은 부하, 3차 권선(안정권선)에 조상설비를 연결해 무효전력을 조정하고 제3고조파도 억제한다. 단권 변압기나 단상 변압기는 소용량용이라 대형 주변압기로는 부적합하다. 변압기 손실은 철손(무부하손 — 히스테리시스손+와류손, 부하와 거의 무관)과 동손(부하손 — 권선 저항의 I²R)으로 나뉜다. 철손 감소 대책은 자속밀도 감소와 저손실 철심 재료(고배향성 규소강판·아몰퍼스 합금)이고, 권선 단면적 증가는 권선 저항을 줄여 동손만 감소시킨다.

변압기 계산은 권수비 a = V₁/V₂로 2차 전압을 구하는 것부터 시작한다. 1차 전압 6000 V·권수비 30이면 V₂ = 200 V이고, 손실 무시·역률 1이면 입력 전력 = 출력 전력 = V₂I₂ = 200×20 = 4 kW다(같은 쪽 전압과 전류를 짝지어야 한다). 발전기 정격전압은 절연 한계로 3.3·6.6·11·13.8·22 kV 등 수 kV~수십 kV이고, 66·154 kV는 승압 변압기 뒤의 송전 전압이다.

전력계통의 전압 조정은 무효전력 제어가 담당한다. 전압이 낮으면 전력용 콘덴서(진상 무효전력 공급)를, 높으면 병렬리액터(지상 무효전력 흡수)를 투입하고, 발전기 여자전류 조절·동기조상기도 쓴다. 주파수 조정은 유효전력의 몫이다(무효=전압, 유효=주파수). 동기조상기(회전기)는 진상·지상 양용, 연속적 전압 조정, 관성에 의한 시송전이 가능하고, 전력용 콘덴서(정지기기)는 진상 전용에 단계적 조정이지만 단락고장 시 고장전류를 계속 공급하지 않는 이점이 있다. 수전용 변전설비 1차측 차단기의 정격 차단용량은 공급측 전원의 단락용량으로 정한다(수전전력·계약용량·부하설비용량은 부하측 값이라 무관). SCADA(원방감시제어)의 기능은 원격제어·원격측정·자동기록이고 부하조정·경제급전은 EMS 영역이다.