단권변압기 구조 자기용량 부하용량 장단점 용도

단권변압기의 구조와 자기용량 부하용량 장단점 용도에 대해 알아보겠습니다. 일반적인 변압기는 2권선 변압기를 사용하는데 비해 단권변압기는 특별한 용도로 사용됩니다. 이에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

 

 

단권변압기란?

일반적으로 변압기라고 하면 2개의 권선을 사용하는 2권선 변압기를 얘기하지만 이와 달리 단권변압기는 하나의 권선만을 사용하여 두 단자에 공유해서 사용을 합니다.

 

2권선 변압기는 전기적으로 서로 격리되어 있고 자기적으로 결합되어 있지만 단권변압기는 전기적/자기적으로 연결되어 있습니다. 권선을 서로 공유하기 때문에 변압기가 소형이고, 특성도 좋은 편입니다. 

 

단권변압기 구조

단권변압기는 한 권선의 중간지점에서 탭을 만들어서 사용하는 변압기입니다.

 

단권변압기

 

1차 권선과 2차 권선이 전기적으로 절연되어 있지 않고 권선의 일부를 함께 사용하게 됩니다. 흔히 공통으로 사용되는 권선을 분로권선(1차권선)이라고 부르고 공통되지 않는 권선을 직렬권선(2차권선)이라고 합니다.

 

자기용량 부하용량

단권변압기는 분로권선을 1차권선, 직렬권선을 2차권선으로 하여 주로 승압기로 사용됩니다. 자기용량은 직렬권선의 출력으로 하며, 변압기를 통해 공급되는 부하를 부하용량이라고 합니다.

위 단권변압기 그림에서 자기용량은 (V2-V1)*I2이며, 부하용량은 V2*I2입니다.

 

자기용량 / 부하용량 = (V2 - V1) / V2

승압전압 : e2 = V2 - V1

고압측 전압 : V2 = V1 + e2 = V1 + (1 + 1/a)

 

장점

철심과 권선을 많이 사용하지 않기 때문에 소형, 경량으로 제작이 가능합니다.

철손과 동손이 작아서 효율이 높습니다.

 

 

 

자기용량에 비해서 부하용량이 높기 때문에 경제적입니다.

누설자속이 거의 없기 때문에 전압변동률이 작아 안정도가 높습니다.

 

단점

고압측과 저압 측이 접촉되어 있으므로 저압 측의 절연강도도 고압 측과 같은 크기로 절연을 해야 해서 절연비용이 높아집니다.

누설자속이 거의 없어 %임피던스가 작아 사고 시 단락전류가 크게 나타납니다.

 

용도

가정용 승압, 강압용으로 사용됩니다.

배전선로의 승압기나 정전압 공급전원용 슬라이닥스 등으로 사용됩니다.

 

 

YY△ 결선의 계통연계형으로 사용됩니다.

초고압 승압기로 사용됩니다.