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교수 조경필
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[변압기]5. 손실과 효율 – 멋진헛간
(1) 손실. 철손의 세분화. (2) 손실 활용. ㉠ 무부하 시험. 유효전력계에 의해 유효분인 철손을 구할 수 있다. 전류계에 의해 여자전류를 구할 수 …
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오늘의 궁금증 Q52/ 변압기의 손실엔 무엇이 있을까?
변압기에 흡수 된 유효 전력을 변압기 단락 손실이라 합니다. 변압기를 감을 때 많은 양의 구리선이 필요합니다. 이 구리선에는 저항이 있습니다. 전류가 …
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전력 변압기: 설계, 등급, 손실, 효율성, 용도 – Lambda Geeks
전력 변압기 손실 · A. 코어 손실 / 철 손실 (히스테리시스 손실 및 와전류 손실) · B. 유전 손실 · C. 구리 손실 또는 저항 손실 · D. 스트레이 손실 …
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Date Published: 11/24/2022
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고효율변압기의이해
변압기란 철심과 둘 또는 그 이상의 권선을 가지고, 전자유도작용으로 전압 또는 … 변압기 부하전류의 크기와는 무관하게 무부하시에 발생하는 손실로서 철심에서 …
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Date Published: 9/17/2021
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- Date Published: 2020. 11. 1.
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[변압기]5. 손실과 효율
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(1) 손실
철손의 세분화
(2) 손실 활용
㉠ 무부하 시험
유효전력계에 의해 유효분인 철손을 구할 수 있다.
전류계에 의해 여자전류를 구할 수 있다.
1차측 전압, 여자전류를 알면 여자어드미턴스를 알 수 있다.
∴ 무부하 시험을 통해 철손, 여자전류, 여자어드미턴스를 알 수 있다.
㉡ 단락시험 동손
단락전류가 2차정격과 같게 됐을 때 단락을 했기 때문에 전류가 어드미턴스똑으로도, 2차측으로도 흐른다.
전력계에선 임피던스 권선의 저항(동손), 여자어드미턴스의 저항(철손)을 측정
2차측 단락전류에 비해 1차측 여자어드미턴스 전류는 매우 작다. ∴ 철손을 무시하고 동손으로 생각한다.
그리고 전압계(V1)가 측정하는 건 1차측 전압이며
전압계가 지시하는 것을 변압기의 내부임피던스전압, 내부임피던스 전압을 알기 때문에 임피던스도 알 수 있다.
㉢ 추가적으로 저항측정을 하고 이미 알고 있는 임피던스통해 리액턴스를 구할 수 있다
위 세가지 시험(무부하 시험, 단락시험, 저항측정시험)을 통해 변압기 등가회로를 그려낼 수 있다.
(3) 효율(정격- 2차측( 출력 )을 이용해)
⦁ 최대효율조건(무부하손과 부하손이 같을 때)
※경부하시(부하가 적을 때) 부하울이 적고 그로인해 동손이 적기 때문에 철손을 작게해서 운전하여 효율을 높일 수 있다.
※ 부하율 = 운전용량/변압기정격?용량
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오늘의 궁금증 Q52/ 변압기의 손실엔 무엇이 있을까?
안녕하세요!
오늘은 변압기의 손실에 대해 알아보겠습니다!
변압기 손실
이중 권선 변압기의 경우 정격 전류가 변압기의 한 권선을 통과하고 다른 권선이 누락되면
변압기에 흡수 된 유효 전력을 변압기 단락 손실이라 합니다.
변압기를 감을 때 많은 양의 구리선이 필요합니다.
이 구리선에는 저항이 있습니다.
전류가 흐르면 저항이 일정량의 전력을 소비합니다.
아 손실은 종종 열로 변환되어 소비됩니다.
이 손실을 구리 손실이라 합니다.
변압기의 1차 권선에 전원이 공급되면 코일에 의해 생성된 자속은 철심 자체의 도체이기도 하며
자계선에 수직인 평면 설계에서 전위가 유도됩니다.
이 전위는 코어의 단면에 폐 루프를 형성하고 와전류라고 하는 전류를 생성합니다.
이 와전류는 변압기의 손실을 증가시켜 변압기 코어가 가열되고 변압기 온도가 상승합니다.
와전류로 인한 손실을 철 손실이라 합니다.
무부하손
무부하손은 2차 권선을 개방하고 1차에 정격을 인가시 발생하는 손실이며 자속에 의하여 철심 중에 생기는 손실입니다.
무부하손의 종류로는 히스테리시스 손, 와류손이 있습니다.
-히스테리시스 손
: 철심 중에서 자속밀도가 (+) Bm과 (-) Bm간을 교번 할 때 철심에 생기는 손실로 교번자속을 통과시키면 단면적과 길이에서 자속의 히스테리시스 환상의 면적이 생기는데 이것이 히스테리시스 손입니다.
-와류손
: 두께가 0.3~0.5mm인 한 장의 전기 철판에 대하여 자속밀도는 철판의 단면적에 대하여 균일하다고 가정하고 단면과 비슷한 형태로 단면의 최외층을 전기회로로 하여 이 단면에 직각으로 자속이 쇄교 하여 변화하면
회로의 기전력이 발생하고 동시에 맴돌이 전류가 흐르게 됩니다.
이 전류에 의한 줄 열이 철심 부분에서의 와류손이 됩니다.
부하손
부하손은 권선의 직류 저항에 의한 저항 손, 도체 내의 와전류에 의한 와류손 및 권선 이외의 부분의 누설자 속에 의한 표류 손으로 되어 있습니다.
저항 손과 와루 손의 합계를 동손이라 하고 표류 손은 변압기 설 게시 주의하면 적게 할 수 있으므로
와류손과 표류 손을 합하여 광범위한 의미에서 표류 부하손이라고 하고 동손만을 부하손이라 부르기도 합니다.
동손
-와류손
: 변압기의 권선은 누설자계 내에 있으므로 도체 내의 유기 전압을 발생하고 와류손이 발생합니다.
-표류 부하손
: 누설자 속이 외부의 도체, 즉 철심과 궈선의 체부 금구, 외함 냉각관 등과 쇄교 하여 와류손이 발생하는데 이를 표류 부하손이라고 하고 부하 전류의 제곱에 비례합니다.
전력 변압기:설계,정격,손실,효율,용도 | 람다 괴짜
전력 변압기 정의
전력 변압기 설계
전력 변압기 다이어그램
전력 변압기 등급
전력 변압기 손실
전력 변압기 효율
전력 변압기 애플리케이션 (변전소에서)
전력 변압기 유지 보수
전력 변압기 고장
전력 변압기 정의
일반적인 변압기는 “전기 회로간에 전기 에너지를 전달하는 장치”로 정의 할 수 있습니다. 수동적이고 정적 인 장치입니다. 전력 변압기는 그 종류 중 하나입니다. 전력 변압기는 배전 시스템에서 전압 강압 및 승압을 인터페이스하는 데 사용됩니다.
일반적인 전력 변압기의 수명은 약 30 년입니다.
전력 변압기 설계
일반적인 변압기는 부품으로 구성됩니다.
A. 금속 코어
B. 코일로 구성된 두 개의 권선
전력 변압기는 일반 변압기와 동일한 구성 요소를 가지고 있습니다. 또한 냉각 시스템과 금속 골격이 시트로 적층되어 있습니다. 코어 구조에 따라 전력 변압기는 쉘 유형 또는 코어 유형이 될 수 있습니다. 이것은 또한 XNUMX 상 또는 단상 유형일 수 있습니다. XNUMX 개의 단상 변압기에서 XNUMX 상을 만들 수 있습니다.
XNUMX 차 및 XNUMX 차 권선은 코어 내부 또는 외부에서 도체를 사용하여 감겨 있습니다. 단상 및 XNUMX 상 변압기 모두 권선을 배치하려면 ‘뱅크’가 필요합니다. XNUMX 개의 단상 변압기를 사용하는 경우 다른 뱅크와 격리 된 각 뱅크를 식별해야합니다. 은행 중 하나가 고장 나면 변압기도 지속적인 서비스를 보장합니다. 그러나 단일 XNUMX 상 변압기의 경우 뱅크가 실패하면 작동하지 않습니다.
코어가있는 이러한 모든 설정은 골격 내부에 유지됩니다. 골격은 내화성 오일 내부에 흡수됩니다. 오일은 격리와 냉각의 역할을합니다. 도체가 외부 구조를 방해하지 않고 작업을 수행 할 수 있도록하는 버스 (절 연기)가 있습니다. 변압기에도 냉각 장치가 필요합니다. 팬 또는 다른 프로세스가 프로세스를 제공 할 수 있습니다.
전력 변압기 다이어그램
전력 전달 등급
변압기는 부하에 전달할 수있는 전력을 기준으로 평가됩니다. 변압기가 5V 및 4A 전류를 출력으로 제공하는 경우 변압기의 정격은 5 * 4 = 20V 암페어가됩니다. 이것이 변압기가 Volt – Ampere (VA) 또는 Kilovolt – Ampere (kVA)로 평가되는 이유입니다. 일반적으로 더 높은 전압에서 작동하며 킬로 볼트 암페어로 평가됩니다.
전력 변압기는 분배 시스템에서 값 비싼 부분입니다. 전력 정격이 올바르게 수행되지 않으면 변압기가 타 버릴 수 있습니다. 따라서 전력 변압기를 정확하게 평가할 필요가 있습니다. 전류 값은 권선 코일의 직경을 사용하여 계산할 수 있습니다. 전압은 권선 수 또는 권선비를 사용하여 계산할 수 있습니다.
전력 변압기 손실
전력 변압기는 이상적인 변압기가 아니기 때문에 손실을 입습니다. 변압기 손실은 전력 손실을 의미합니다. 변압기의 손실은 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그들은 –
A. 코어 손실 / 철 손실 (히스테리시스 손실 및 와전류 손실)
B. 유전 손실
C. 구리 손실 또는 저항 손실
D. 스트레이 손실
A. 코어 손실 / 철 손실 :
이러한 손실은 “무부하 손실”이라고도합니다. 이 변압기는 XNUMX 차측에 부하가 연결되어 있지 않더라도 전원을 꽂을 때마다 이러한 손실을 입습니다. 이러한 유형의 손실은 일정하며 변동하지 않습니다. 철 손실은 두 가지 종류가 있습니다.
ㅏ. 히스테리시스 손실
비. 와전류 손실
ㅏ. 히스테리시스 손실 :
교류 자 화력은 변압기의 코어 내부에서 발생합니다. 자화 레버리지로 인해 히스테리시스 루프가 추적되고 열의 형태로 전력이 분산됩니다. 히스테리시스 손실은 50 % ~ 80 % 무부하 손실을 유발합니다.
P h = η * B 최대 * 엔 * f * V
P h = 히스테리시스 손실
η = Steinmetz 히스테리시스 계수
B 최대 = 최대 자속 밀도
n = 슈타인메츠 지수
f = 초당 자기 반전 빈도
V = 자성체의 부피
비. 와전류 손실:
패러데이의 유도 법칙으로 인해 와전류 손실이 발생합니다. 자속으로 인해 코어 회로에서 EMF가 유도됩니다. 이 EMF는 철로 구성되어 있으므로 코어 구조를 통해 전류가 흐르게합니다. 이 전류를 와전류라고합니다. 와전류는이 회로에서 작동하는 데 유용하지 않습니다. 따라서이 전류로 인한 전력 손실을 와전류 손실이라고합니다. 와전류 손실은 무부하 손실의 20 % ~ 50 %를 책임집니다.
손실은 다음과 같습니다.
페 = K e * B 최대 2 * f * V * t2
P e = 와전류 손실
K e = 와전류 상수
B 최대 = 최대 자속 밀도
f = 초당 자기 반전 빈도
V = 자성체의 부피
t = 자기 두께
B. 유전 손실 :
변압기 내부에 배치 된 절연체가 이러한 손실의 원인입니다. 이는 큰 손실이 아니며 총 무부하 손실의 1 %를 차지합니다.
C. 구리 손실 또는 Ohomic 손실 :
전력 변압기에서 이러한 유형의 손실은 변압기가 단락 상태 또는 부하와 연결될 때 이러한 유형의 손실을 겪기 때문에 부하 손실이라고 할 수 있습니다. 와이어 권선의 저항이 이러한 손실의 원인입니다. 대부분의 케이블이 구리로 구성되어 있기 때문에 손실은 그 이름을 따서 명명되었습니다.
D. 스트레이 손실 :
이 손실은 누설 자속으로 인해 발생합니다. 누설 자속은 권선의 기하학적 구조, 탱크 크기 등과 같은 여러 매개 변수에 따라 달라집니다. 이러한 매개 변수를 변경하면 손실을 줄일 수도 있습니다. 미미한 손실입니다.
다른 손실도 있습니다. 그중 하나는 보조 손실입니다. 변압기의 냉각 시스템은 이러한 유형의 손실을 유발합니다. 또한 불균형 및 왜곡 된 전력으로 인해 추가 손실이 발생합니다.
전력 변압기 효율
전기 장치의 효율은 입력 전력에 대한 출력 전력의 비율로 제공됩니다. – η로 주어집니다.
η = 출력 / 입력 * 100 %
실제 시나리오에서 변압기에는 앞서 언급했듯이 손실이 있습니다. 이 손실은 입력 전력과 출력 전력의 차이와 수치 적으로 동일합니다.
손실 = 입력 전력 – 출력 전력
또는 출력 전력 = 입력 전력 – 손실
이제 효율성을 쓸 수 있습니다.
η = (입력 전력 손실) / 입력 전력 * 100 %
η = 1- (손실 / 입력 전력) * 100 %
다음과 같이 쓸 수도 있습니다.
η = (V 2 I 2 Cosϕ / (V 2 I 2 Cosϕ + P i + P c )) * 100 %
어디에,
V 2 = XNUMX 차 전압
I 2 = XNUMX 차 전류
Cos ϕ = 역률
P i = 철 손실 / 코어 손실
P c = 구리 손실
대형 변압기는 최대 99.75 %까지 효율을 달성 할 수 있고, 소형 변압기는 최대 97.50 %까지 효율을 달성 할 수 있습니다. 전력 변압기의 효율이 98 ~ 99.50 % 범위를 유지하면 좋은 것으로 간주됩니다.
권력에 대한 필요성은 비약적으로 증가하고 있습니다. 전력 분배의 경우 전력 변압기는 필요한 필수 도구 중 하나입니다. 이들은 더 높은 효율성을 위해 설계되었지만 환경에 대한 우려와 전력 사용량 감소를 고려하여 더 높은 효율성에 대한 요구가 높습니다. 손실을 줄이는 것이이 목표를 향한 길입니다.
전력 변압기 응용 (변전소의 전력 변압기)
변압기는 전기 공학 분야에서 가장 중요하고 놀라운 혁신 중 하나입니다. 전력 변압기는 배전 시스템에서 가장 많이 사용됩니다. 일부 응용 프로그램은 다음과 같습니다.
전력 변압기는 발전 및 배전 시스템에 사용됩니다.
전력 변압기는 변전소에서 사용됩니다. 변전소는 더 높은 전기 전압을 더 낮은 전압으로 변환하고 전력 변압기가이 작업을 수행합니다. 이들은 변전소에서 가장 중요한 장치입니다.
전력 전송에서 전력 손실을 줄이기 위해. 변압기는 전력을 최소화하는 데 도움이되므로 전 구역에 전기를 공급할 수 있습니다.
필요에 따라 전압을 높이거나 낮추십시오.
전력 변압기는 지속적으로 작동하여 24 * 7의 공급을 보장합니다. 따라서 항상해야 할 경우 변압기를 사용할 수 있습니다.
이들은 접지 변압기, 절연 변압기에도 적용됩니다.
전력 변압기 유지 보수
전력 변압기는 비싸고 부피가 크며 배전 시스템의 필수 부분입니다. 따라서 변압기는 높은 품질의 유지 보수가 필요합니다. 유지 관리는 매일 및 비상시의 두 가지 유형이 있습니다. 변전소에 배치되는 이러한 유형의 변압기에는 정기적 인 유지 보수가 적극 권장됩니다. 일부 유지 관리 유형은 다음과 같습니다.
정기 유지 보수 :
오일 레벨 확인 오일 수준을 원하는 수준으로 유지합니다. 누출이 감지되면 밀봉합니다. 색상이 분홍색으로 바뀌면 실리카겔을 교체합니다.
월간 유지 관리 :
손상을 방지하기위한 오일 레벨. 부싱을 확인합니다. 해골 청소.
반년 유지 관리 :
IFT, DDA, 인화점을 확인합니다. 산도, 수분 함량 및 유전 강도를 확인합니다.
연간 유지 관리 :
수분 함량 및 절연 내력 측면에서 오일의 상태를 확인하십시오. 모든 알람 및 제어 스위치를 확인합니다. 접지 연결 측정 및 확인. 부싱 점검 및 청소. 보도 자료 장치를 확인하려면.
전력 변압기 고장
일반적인 전기 변압기는 회로가 매우 복잡합니다. 전력 변압기는 몇 가지 추가 요소가 있으므로 더 복잡합니다. 변압기가 소손되거나 변압기가 종료되어 변압기가 고장납니다. 변압기의 고장은 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다. 기계적 결함, 정기 유지 보수, 번개와 같은 자연 재해로 인해 변압기가 파괴 될 수 있습니다.
변압기는 작동 중에 열을 발생시킵니다. 절연을위한 품질이 낮은 재료가 있으면 생성 된 열이 연소로 이어질 것입니다.
과부하 상태는 변압기의 또 다른 원인입니다.
오래된 변압기는 고장을 일으킬 수 있습니다. 기계적 결함은 오래된 변압기에서 두드러집니다.
오일의 수분 함량이 정격 값에서 변동하면 고장으로 이어질 수도 있습니다.
정기 점검을 통해 정전을 예방할 수 있습니다. 이전 오류를 기반으로 한 정보는 사고가 발생하기 전에 정전 징후를 감지하는데도 도움이됩니다.
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