전력용 변압기 무부하 손실 및 부하 손실의 종류

장시간 공부 척추 컨디션 필수 – 에렉투스 모션 데스크
장시간 공부에 필수 – 시디즈 의자
기술사 답안지 규격 태블릿 – 갤럭시 탭 S9 울트라
부드러운 필기감 일제 볼펜 – 파일롯 G2-Pro(리필)
스프링제본 노트 5부

파트너스 활동으로 수수료를 지급받습니다.

Table of Contents

1. 변압기 손실의 종류

무부하 상태에서 발생하는 손실로, 변압기가 전원에 연결되었을 때 흐르는 여자전류에 의해 발생하는 손실입니다. 주요 손실은 철손으로 나눌 수 있으며, 철손은 크게 두 가지로 구분됩니다.

철손 (Iron Loss): 자속의 변화로 인해 철심에서 발생하는 손실입니다.
- 자기이력 손실 (Hysteresis Loss): 철손의 80%를 차지하며, 자속이 변화하면서 자기이력 곡선에서 발생하는 손실입니다.
- 와류손 (Eddy Current Loss): 철손의 20%를 차지하며, 철심 내부에서 발생하는 와류 전류에 의해 생기는 손실입니다.
여자전류에 의한 전선의 저항손: 전력선을 통해 공급되는 여자전류가 흐를 때 발생하는 저항손입니다.
절연물의 유전체 손실: 절연체 내부의 에너지 손실로 변압기의 유전체에서 발생하는 손실입니다.

부하 전류가 흐를 때 발생하는 손실입니다. 주로 전선에서 발생하는 손실이며, 변압기에 부하가 걸리면 발생하는 손실로 변압기 동작 중 발생합니다.

동손 (Copper Loss): 권선에서 발생하는 저항 손실로, 부하 전류의 제곱에 비례하는 저항 손실입니다.
표류 부하손 (Stray Load Loss): 자속 누설에 의해 발생하는 손실입니다. 누설 자속은 권선 외부의 금속부나 절연물 등에 의해 추가적인 손실을 유발합니다.

철심 내부에서 자속의 변화에 의해 발생하는 손실로, 자속밀도($B_m$)와 자력($H_c$)의 관계로 발생합니다. 히스테리시스 곡선에 따라 철손이 발생합니다.

Steinmetz 공식:
$[
P_h = \eta B_m^n f \quad [W/m^3]
]$
여기서 $\eta$는 재질 상수, $B_m$은 자속 밀도, $f$는 주파수입니다.
대책:
보자력($H_c$)이 작은 재료를 사용합니다.
얇은 철심을 사용하여 자속 변화를 최소화합니다.