단권변압기 이론

 

 

 

이번포스팅은 전기계통에서 많이 사용되는 단권변압기(Autotransformer)에 대하여 알아보겠습니다.

​

단권변압기 (Autotransformer)는 한 권선의 중간에서 탭을 만들어 사용하는 변압기로서, 1차와 2차의 전기회로가 서로 절연되지 않고, 권선의 일부를 공용회로로 사용하며, 변압비가 1의 근처에서 극히 경제적이고, 특성도 좋다.

(권수비는 직렬권선 권수의 분로권선 권수의 비를 말한다. 

(권수비 = 직렬권선 수/분로권선 수)

아래 그림 a)에서 ac권선에 전압 V1을 공급하고 권선 ab에 부하를 연결하면, 여자전류는 ac권선 내에 자속Øm을 발생시키고, 이 자속이 N1의 권선에 쇄교하여 유기전압 E1 이 다음과 같이 발생된다.

단권변압기에서 권선 bc를 직렬권선, 권선 ab를 분로권선이라 부른다.

1,2차 공용권선을 분로권선이라 하며 미공용 권선을 직렬권선 이라 합니다. 

a : 체강(강압)용 변압기 b : 체승(승압)용 변압기

E1=2πf(=w) N1Øm / √2 = 4.44fN1Øm [V]........(1)

E2=2πf(=w) N2Øm / √2 = 4.44fN2Øm [V]........(2)

​

위 그림의 (a) 는 체강(step down) 단권변압기의 경우를 표시한 것이고, 이 때 변압비 a>1 이고 위 그림의 (b) 는 체승(step up) 단권변압기는 부하가 ac권선에 연결된 형태이며 변압비는 a<1 이다.

​

철손,동손,누설리액턴스를 무시하는 이상변압기일 때 

V1I1 = V2I2, 또는 

I2/I1 = V1/V2 = a, a>1, 혹은 a<1 임

​

​

2. 단권변압기 장단점 (일반변압기 대비)

​

가. 장점 

○ 임피던스 전압강하와 전압변동율이 작아짐

(권선이 일반변압기 대비 작아져 저항이 줄어 전압 강하가 작아지고 또한 전압변동율도 작아진다)

○ 동량이 적게 들며 동손도 감소한다. (위에 의거 당연) 

​

나. 단점

○ 1차측의 전기적 이상이 바로 2차측에 영향을 미치며 (1,2차 비절연)

○ 단락전류가 커져서 차단기용량 및 기계적 강도가 커야하는 단점발생

(내부 임피던스가 작아지니 고장전류가 당연 증가)

​

3. 사용 용도

​

이런 장단점이 있는 변압기는 어느곳에 사용이 되는지 알아보면

​

가. 전철(지하철) 급전선에 사용 

아래 그림에서 철도용 단권변압기는 55[kV]를 27.5[kV] 로 강압용 이네요 

분로권선이 50% 지점이니 (그럼 권수비는 2) 

나. 초고압 전력용 변압기 

한전의 초고압 송전전압을 얻기 위해 예를 들어 345[KV] 를 765[KV] 승압할 경우 사용, 

반대의 경우도 동일

​

다. 예전에 사용하던 가정용 강압기 입니다. 

(도란스(Transformer)란 별칭으로 쓰였지요, 지금도 일부 110V 전기기기가 있을 경우 사용되고 있습니다.) 

​

라. 그외 학교 시험실에서 사용했던 슬라이닥스 등이 있으며

기타 산업현장에서 고저압이 아닌 1~2정도의 전압비를 얻기 위해 사용되고 있음

​

※ 슬라이닥스 : Slide-Ac 라는 제품명으로 처음 우리나라에 들어왔는데 SlidAc 으로 변형되어

슬라이닥스 라 불립니다. 

​

​

방문에 감사드리며 오늘도 행복한 날 되시기 바랍니다.

​

꿈과 희망을 전하는 "별 헤는 밤" 이었습니다.

​