변압기의 무부하시험 (No Load Test of a Transformer)

변압기의 무부하시험은 변압기의 성능을 평가하는 중요한 실험입니다. 이 시험은 변압기의 2차 권선을 개방한 상태에서 수행되며, 변압기의 철손 및 무부하 손실을 측정하는 데 사용됩니다.

무부하시험의 원리

등가회로의 간소화

무부하시험에서 1차 권선 임피던스는 여자 임피던스에 비해 매우 작아, 작은 전류가 흐르는 상황에서도 이를 무시해도 큰 오차가 발생하지 않습니다. 따라서 위의 단순화된 등가회로를 사용해도 무방합니다. 2차 권선이 개방된 상태에서는 여자 임피던스, 즉 여자 어드미턴스만 고려하면 됩니다.

변압기의 무부하시험

 

측정 방법

무부하시험을 위해 전압계, 전류계, 전력계를 사용하여 변압기에 연결합니다. 정격전압  (V1)을 1차 권선에 인가하면 정격전압 (V1)은 유기기전력 (E1) 과 거의 일치합니다. 이 상태에서 전력계는 주로 철손(히스테리시스 손실과 와류 손실)을 측정하며, 무부하전류 I0 에 의해 1차 권선의 저항에서 발생하는 소량의 동손도 포함됩니다.

철손 계산

철손  P_{h+e} 는 다음과 같은 수식을 통해 계산됩니다

 

 

이러한 측정과 계산을 통해 변압기의 효율성 및 성능을 평가할 수 있습니다.

 

결론

무부하시험은 변압기의 철손과 무부하 손실을 분석하는 데 필수적인 방법입니다.

이 실험을 통해 얻은 데이터는 변압기의 설계 개선과 효율성 평가에 필수적인 정보를 제공합니다.

 

※ 함께 보면 좋은 글

변압기 단락회로시험