전력공학 파헤치기 - 변압기

전기기사 공부

전기공학 분야에서 변압기는 중요한 구성 요소입니다. 이번 글에서는 변압기의 기본 원리와 그 중요성에 대해 알아보겠습니다. 

 

목차

• 1. 변압기의 기본 원리
• 2. 변압기 병렬운전 조건

 

1. 변압기의 기본 원리

 

 전자기 유도 

 

변압기의 기본 원리는 마이클 패러데이가 발견한 전자기 유도 법칙에 기반합니다. 이 법칙은 변화하는 자기장이 전기장을 유도한다고 설명합니다. 변압기에서는 이 원리가 코일을 통한 전압의 변환으로 나타납니다.

 주요 구성 요소

변압기의 주요 구성 요소는 두 가지입니다:

1. 코일: 변압기에는 두 개의 코일이 있습니다 - 1차 코일과 2차 코일. 이들은 서로 격리되어 있지만, 같은 철심에 감겨 있어 자기적으로 연결됩니다.
2. 철심: 철심은 코일 사이의 자기장을 효율적으로 전달합니다. 철심의 재질과 구조는 변압기의 성능에 큰 영향을 미칩니다.

 작동 원리

1. 전압 유도: 1차 코일에 전압을 가하면 철심을 통해 자기장이 생깁니다. 이 자기장은 변화하면서 2차 코일에 전압을 유도합니다.
2. 변압: 유도된 전압의 크기는 1차 코일과 2차 코일의 권수 비율에 따라 달라집니다. 이 비율을 조절함으로써 원하는 전압 수준으로 변압이 가능합니다.

 

2. 변압기 병렬운전 조건

 변압기를 병렬로 운전하는 것은 전력 시스템에서 중요한 작업입니다. 병렬 운전은 여러 변압기를 동시에 사용하여 전력 수요를 효율적으로 처리할 수 있게 해 줍니다. 그러나 변압기를 병렬로 연결하기 위해서는 몇 가지 중요한 조건을 충족해야 합니다. 이 조건들을 자세히 알아보겠습니다.

1. 동일한 전압 비율

변압기들이 병렬로 연결되기 위해서는 동일한 전압 비율을 가져야 합니다. 이는 1차 코일과 2차 코일 사이의 전압 비율이 같아야 한다는 것을 의미합니다. 전압 비율이 다르면, 전압 불균형이 발생하여 변압기나 연결된 장비에 손상을 줄 수 있습니다.

2. 위상 각도의 일치

변압기의 위상 각도도 일치해야 합니다. 즉, 모든 변압기의 위상이 동일해야 하며, 이것은 전력 흐름의 동기화를 의미합니다. 위상 각도가 맞지 않으면, 전력이 불균등하게 분배되어 변압기에 부하가 가중될 수 있습니다.

3. 동일한 권수 비율

변압기의 권수 비율이 일치해야 병렬 운전이 가능합니다. 이는 1차와 2차 코일의 권수가 각각 변압기마다 같아야 함을 의미합니다. 권수 비율이 다르면, 전압 및 전류 불균형이 발생할 수 있습니다.

4. 임피던스의 호환성

변압기들 사이의 임피던스가 호환되어야 합니다. 임피던스가 매우 다른 변압기를 병렬로 연결하면, 부하가 불균형하게 분배될 수 있습니다. 이는 일부 변압기에 과부하를 초래하고, 시스템의 안정성을 위협할 수 있습니다.

5. 동일한 극성

변압기의 극성이 일치해야 합니다. 이는 변압기의 연결 방식이 서로 호환되어야 함을 의미하며, 극성 불일치는 전력 시스템의 오작동을 초래할 수 있습니다.

 

 

변압기는 전력공학에서 굉장히 중요한 부분이며, 완벽한 이해와 함께 학습하는 것이 중요합니다. 전력공학을 공부하는 데 있어 책에는 아쉽게 다루는 부분들에 대해 앞으로도 다뤄보도록 하겠습니다.