변압기 계산기

기본 정보

변압기 종류

주파수

전압 및 용량

1차 전압

2차 전압

정격 용량

kVA

효율 정보

효율

일반적으로 95~98% 범위

역률

일반적으로 0.8~0.95 범위

계산 결과

1차측 전류

0.00 A

2차측 전류

0.00 A

변압비

0.00

임피던스

0.00 Ω

전력 손실

0.00 kW

권선당 전압

0.00 V/Turn

정상 효율 범위입니다.

참고사항

• 1차전류 = 용량 ÷ (전압 × 역률 × √3) (삼상 기준)
• 2차전류 = 1차전류 × 변압비
• 손실 = 용량 × (1 - 효율)
• 계산 결과는 이상적인 조건 기준입니다.

변압기 완벽 가이드

변압기의 기본 개념

변압기(Transformer)는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류 전압을 변환하는 정지형 전기 기기입니다. 전력 시스템에서 가장 중요한 설비 중 하나로, 전력의 전송과 분배에 핵심적인 역할을 합니다.

변압기의 정의

전압 변환 장치
비접촉식 전력 전달
주파수 유지
전력 손실 최소화

변압기의 중요성

전력 시스템
- 전압 레벨 조정
- 전력 손실 감소
- 계통 안정성 확보
산업 응용
- 설비 보호
- 전압 규격 변환
- 절연 기능

변압기의 원리

전자기 유도 원리

패러데이 법칙

유도기전력 = -N × (자속변화율)
E = -N × (dΦ/dt)

자속 쇄교
- 1차 권선의 자속 발생
- 철심을 통한 자속 전달
- 2차 권선의 기전력 유도

기본 방정식

전압비 관계

V1/V2 = N1/N2
V1: 1차 전압
V2: 2차 전압
N1: 1차 권선수
N2: 2차 권선수

전류비 관계

I1/I2 = N2/N1
I1: 1차 전류
I2: 2차 전류

변압기의 종류

상수별 분류

단상 변압기
- 구조: 간단
- 용도: 소용량 설비
- 특징: 유지보수 용이
삼상 변압기
- 구조: 복잡
- 용도: 대용량 설비
- 특징: 높은 효율

냉각 방식별 분류

건식 변압기
- 공기 자연 냉각
- 용량: ~3000kVA
- 설치: 실내용
- 특징: 유지보수 용이
유입식 변압기
- 절연유 냉각
- 용량: 대용량
- 설치: 실외 가능
- 특징: 냉각 효과 우수

용도별 분류

배전용 변압기
- 용량: 3kVA~500kVA
- 전압: 22.9kV/380-220V
- 특징: 내후성 우수
산업용 변압기
- 용량: ~5000kVA
- 전압: 다양한 규격
- 특징: 부하 변동 대응

용량별 특성

3kVA 변압기

적용 분야
- 소형 공작기계
- 제어반/분전반
- 조명 설비
- 사무용 기기
- 소형 전동기
- 통신 장비
기술 사양
- 정격 용량: 3kVA
- 1차 전압: 220V/380V/440V
- 2차 전압: 110V/220V
- 주파수: 50/60Hz
- 절연등급: B종(130℃)/F종(155℃)
- 효율: 95% 이상
- 임피던스: 3~4%
특징
- 크기: 300×250×350mm (일반적)
- 중량: 25~30kg
- 설치: 벽걸이/바닥형
- 냉각방식: 자연냉각
- 보호등급: IP20/IP21
장점
- 설치 공간 최소화
- 유지보수 용이
- 초기 비용 저렴
- 이동/설치 간편
- 소음 수준 낮음
- 과부하 내량: 정격의 120% (1시간)
주요 보호 기능
- 과전류 보호
- 온도 감시
- 단락 보호
- 접지 보호

5kVA 변압기

적용 분야
- 중형 생산 설비
- 공조 시스템
- 상업용 설비
- 소형 공장
- 엘리베이터
- 의료 장비
- 실험실 장비
기술 사양
- 정격 용량: 5kVA
- 1차 전압: 220V/380V/440V
- 2차 전압: 110V/220V/380V
- 주파수: 50/60Hz
- 절연등급: F종(155℃)/H종(180℃)
- 효율: 96% 이상
- 임피던스: 4~5%
구조 및 규격
- 크기: 400×300×450mm (일반적)
- 중량: 45~50kg
- 설치 방식: 바닥형/이동형
- 냉각방식: 자연냉각/강제냉각
- 보호등급: IP21/IP23
성능 특성
- 전압 변동률: ±3% 이내
- 온도 상승: 115℃ 이하
- 소음 레벨: 45dB 이하
- 과부하 내량: 정격의 150% (30분)
- 효율: 최대 97%
- 역률: 0.95 이상
보호 및 안전 기능
- 과전류 차단
- 온도 감시 시스템
- 단락 보호
- 서지 보호
- 접지 오류 보호
- 과열 방지
유지보수 요구사항
- 월간 점검
  - 외관 검사
  - 소음/진동 확인
  - 단자 연결 상태
- 연간 점검
  - 절연 저항 측정
  - 권선 저항 측정
  - 변압비 시험
  - 접지 저항 측정
설치 고려사항
- 설치 면적: 최소 1.5m² 필요
- 이격 거리: 벽면 1m 이상
- 환기: 자연 환기 또는 강제 환기
- 전원 용량: 인입 전원 6kVA 이상
- 배선: HIV 6mm² 이상 권장

변압기 선정 가이드

용량 선정

부하 계산

필요용량 = (설비용량 × 동시사용률) / 역률
여유율 = 20~30% 추가

환경 고려
- 설치 장소
- 온도 조건
- 습도 조건

규격 선정

전압 규격
- 입력 전압 범위
- 출력 전압 요구치
- 전압 변동률
절연 등급
- B종: 130℃
- F종: 155℃
- H종: 180℃

효율과 손실

효율 계산

효율(%) = (출력/입력) × 100
       = P2/(P2 + Pfe + Pcu)
P2: 출력
Pfe: 철손
Pcu: 동손

손실 종류

철손
- 히스테리시스 손실
- 와전류 손실
- 주파수 의존
동손
- 권선 저항 손실
- 부하 전류 의존
- I²R 손실

보호 장치

기본 보호

과전류 보호
- 차단기 설치
- 퓨즈 보호
- 과부하 계전기
온도 보호
- 온도계 설치
- 경보 장치
- 자동 차단

특수 보호

부흐홀츠 계전기
차압 계전기
접지 보호

유지보수

정기 점검

일상 점검
- 외관 검사
- 온도 확인
- 소음/진동 점검
정밀 점검
- 절연 저항 측정
- 권선 저항 측정
- 변압비 시험

이상 징후

과열
이상 소음
절연유 누출
단자 변색

안전 관리

설치 기준

이격 거리
- 벽면: 1m 이상
- 천장: 1.5m 이상
- 기기간: 1.2m 이상
환기 조건
- 자연 환기구
- 강제 환기 설비
- 온도 감시

작업 안전

전원 차단 확인
접지 실시
보호구 착용
작업 공간 확보

결론

변압기는 전력 시스템의 핵심 설비로, 적절한 선정과 유지관리가 매우 중요합니다. 용도와 환경에 맞는 변압기를 선택하고 체계적으로 관리하여 안정적인 전력 공급을 확보해야 합니다.

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