개념 한 쪽
전기산업기사 변압기의 결선과 운전 — 권선 구성·보호 기기·계측 계산
변압기의 결선과 운전 세트는 피뢰기의 전압 용어, 정태안정 극한전력, CT 변류비 계산, 조상용 3권선 변압기와 단권 승압기를 묻는다.
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뜻
변압기의 손실 관리는 어느 부품에서 나는 손실인가부터 갈라 본다 — 철손(무부하손)은 철심의 히스테리시스손과 와류손이라 부하와 거의 무관하고, 동손(부하손)은 권선 저항이 전류의 제곱으로 만드는 I²R이다. 그래서 철손 대책은 자속밀도를 낮추거나 저손실 철심(고배향성 규소강판·아몰퍼스 합금)을 쓰는 것이고, 권선 단면적을 늘리는 것은 권선 저항을 줄이는 동손 대책이라 '철손 감소 대책이 아닌 것' 보기로 걸러진다.
권선이 셋 달린 변압기도 있다 — 조상설비가 붙은 주변압기는 발전기측·송전선로측에 조상설비측을 더한 3권선 변압기다. 3차권선을 Δ결선하면 제3고조파 전류의 길이 열려 전압 파형이 정정되고 소내 보조전원도 여기서 받는다 — Δ결선이 고조파 전류의 배수 구실을 한다는 것이 결선 관점의 핵심이다.
기기를 지키는 전압 용어는 셋으로 나뉜다 — 피뢰기에서 개시전압은 방전이 시작되는 전압, 제한전압은 방전이 계속되는 동안 단자에 나타나는 전압, 정격전압은 방전 뒤 흐르는 속류를 차단할 수 있는 한계다. 용어의 자리를 서로 바꿔 놓은 보기가 함정으로 나온다.
계측·계전의 CT는 정격 계산으로 크기를 정한다 — 부하 600kW·역률 0.85·선간전압 3kV에서 선전류 I=P÷(√3Vcosθ)≈135.8A, 여유율 1.5를 곱해 203.7A를 5A 정격으로 나누면 40.7이므로 표준 변류비 40을 고른다. 식 세우기보다 '부하전류→여유→5A 기준'의 순서가 문제의 뼈대다.
운전 지표와 계통 현상도 세트에 함께 남는다 — 부하율은 평균 전력÷최대 전력(1 이하), 수용률은 최대 수용 전력÷설비 용량, 부등률은 각 부하 최대값의 합÷합성 최대값(1 이상)이다. 철탑 접지저항이 크면 뇌격 때 탑각 전위가 올라 전선으로 방전하는 역섬락이 일어나 매설지선으로 접지를 보강한다. 송전전압은 스틸식 V=5.5√(0.6ℓ+P/100)[kV]로 정한다(ℓ는 송전거리 km, P는 송전전력 kW). 통신선 전자유도장해는 영상전류 3I0가 상호인덕턴스 M을 통해 유도하는 것(정전유도는 전압과 정전용량 C)이고, 단권 승압기의 자기용량은 승압분 전압과 전류의 곱 e₂×I₂로 잰다(210V×32.3A≈6.8kVA).
예제
① CT 변류비 — 135.8A×1.5÷5≈40.7 → 표준 40. ② 단권 승압기 자기용량 — 210V×32.3A≈6.8kVA.
자주 묻는 물음
- 철손 감소 대책이 아닌 것은?
- '권선 단면적 증가'이다. 단면적을 늘리면 권선 저항이 줄어 동손만 감소하고, 철손은 자속밀도와 철심 재료가 정한다.
- 피뢰기의 제한전압이란?
- 방전이 계속되는 동안 피뢰기 단자에 나타나는 전압이다. 방전을 시작하는 값은 개시전압, 속류를 끊을 수 있는 한계는 정격전압이다.
- 조상설비가 있는 주변압기의 권선 수는?
- 3권선이다. 3차권선을 Δ결선해 제3고조파 전류의 길을 열어 파형을 정정하고 소내 보조전원도 받는다.
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