개념 한 쪽
변압기 시험 문항은 어떤 시험에서 무엇을 얻는지의 대응이 전부다 — 단락시험은 임피던스 전압·임피던스 와트, 무부하시험은 여자전류·철손, 등가회로는 권선저항 측정과 이 둘을 합친 세 가지로 완성된다.
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출제기준 단원 「시험의 종류」의 공개 문제 7개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 단락시험 대응 값 | 3 | 구하는 시험 선정·관계없는 값(여자 어드미턴스)·임피던스 전압 시험 |
| 등가회로 작성 시험 | 2 | 필요한 세 시험 고르기와 필요 없는 시험(반환부하) 고르기 |
| 온도시험·단락비 | 2 | 반환부하법 선정과 단락비에 쓰는 두 시험(무부하 포화·3상 단락) |
가장 자주 묻는 것은 단락시험 대응 값입니다.
단락시험은 한쪽 권선을 단락하고 다른 쪽에 정격전류가 흐를 만큼의 낮은 전압을 걸어 임피던스 전압과 임피던스 와트(부하손·동손)를 구하는 시험이다 — 임피던스 전압은 정격 부하에서 내부 임피던스가 정격 전압의 몇 %를 떨어뜨리는지의 백분율에 해당하므로, 전압 변동률까지 이 시험에서 얻는다. 반대로 여자 어드미턴스(여자전류·철손)는 단락시험과 무관하다 — 이 값은 무부하시험(개방시험)의 몫이다.
등가회로를 작성하려면 시험 세 가지가 필요하다 — 권선저항 측정, 무부하시험, 단락시험이다. 상회전시험·절연내력시험·온도상승시험은 등가회로 정수가 아니라 상순 확인·절연 성능·온도 한도 확인용이고, 반환부하법(카프법)은 온도상승 시험의 방법이라 등가회로의 정수를 얻는 데 쓰이지 않는다.
온도시험의 가장 좋은 방법은 반환부하법이다 — 같은 정격의 변압기 2대를 서로 부하를 주고받게 묶어 전원이 손실분만 공급하게 하므로, 적은 전력으로 실부하와 같은 온도상승을 재현한다. 동기 발전기 쪽의 단락비는 무부하 포화시험(정격 전압을 유기하는 계자전류)과 3상 단락시험(정격전류를 내는 계자전류)의 두 시험으로 잰다 — 단락비는 두 계자전류의 비다.
학습목표: 무부하손과 무부하전류의 정의와 측정 조건을 설명할 수 있다.
무부하손이란, 1개의 권선에 정격주파수의 전압을 가하고, 다른 권선은 모두 개방하였을 때의 손실을 말한다.
NCS 학습모듈 1901050103 변압기 설계 · 1-1. 변압기 표준 검토
시험→얻는 값 대응 — 단락시험: 임피던스 전압·임피던스 와트(동손)·전압 변동률 / 무부하시험: 여자전류·철손·여자 어드미턴스 / 반환부하법: 온도상승 / 등가회로: 권선저항 측정 + 무부하 + 단락.
변압기의 임피던스와트와 임피던스전압을 구하는 시험은?
정답 ② · 변압기 등가회로의 임피던스와트(부하손, 동손)와 임피던스전압(%임피던스 강하에 해당하는 전압)은 2차(또는 1차) 측을 단락한 상태에서 정격전류가 흐르도록 저전압을 인가하는 단락시험을 통해 구합니다. 무부하시험(개방시험)은 여자전류·철손을 구하는 시험이며, 부하시험은 실부하 조건에서의 특성 확인, 충격전압시험은 절연내력 확인용입니다.
임피던스와트(동손)와 임피던스전압(%Z)은 한쪽을 단락해 정격전류를 흘리는 단락시험으로 구한다.
변압기의 등가회로를 작성하기 위하여 필요한 시험은?
정답 ① · 변압기의 등가회로를 작성하려면 권선저항(동손 산정), 무부하시험(여자전류·철손 산정), 단락시험(누설임피던스·동손 산정)의 세 가지 시험 결과가 필요합니다. 상회전시험·절연내력시험·온도상승시험은 등가회로 정수를 구하는 시험이 아니라 각각 상순 확인, 절연성능 확인, 온도상승 한도 확인을 위한 별개의 시험이므로 등가회로 작성과는 무관합니다.
등가회로 정수는 권선저항측정·무부하시험·단락시험 3종 시험으로 결정된다.
동기 발전기의 단락비를 계산하는 데 필요한 시험의 종류는?
정답 ③ · 단락비는 무부하 시험(포화곡선)과 3상 단락시험 두 가지로부터 구합니다. 무부하 포화시험으로 정격전압을 유기하는 계자전류 을, 3상 단락시험으로 정격전류와 같은 단락전류를 만드는 계자전류 를 구해 단락비 를 산출합니다.
단락비는 무부하 포화시험의 If1과 3상 단락시험의 If2의 비로 구한다.
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