변압기 일반

전기기기/변압기 2007/01/16 19:09

오늘은 변압기와 UPS,AVR에 대하여 공부를 할 텐데요. 전에 제가 電氣의 氣(에너지)와 電(도선)자에 대하여 설명을 하였습니다. 기억 나시죠? 전기란 우리상식으로 항상 도선이 존재해야만 에너지를 전달할 수 있다고 생각하여 왔습니다. 그러나 변압기를 사용하면 전기에너지가 공간을 초월하여 할 수 있습니다. 변압기란 기존의 전압의 up-down의 개념에서 생각하지 마십시요! 요즘 변압기 개념중에 가장중요한것은 바로 절연(isolation)입니다. 기존의 교육권에서는 전압의 up-down의 개념이 중요 포인트였습니다. 그것은 전기를 가르치는 사람이 氣자에 대한 올바른 해석을 못하기 때문입니다. 기란 에너지로서 공간을 초월하여 전달될수 있습니다. 예를 들면 태양에너지는 나무까지 도달하는데 어떤 선이 필요합니까?? 오늘 이 시간은 공간을 초월하여 에너지를 전달하는 변압기에 대하여 하겠습니다. 지난 학습에서는 교류회로에 대해 학습하였는데요, R-L직렬회로, 전력량, 교류전력, 3상 교류에 관한 내용이었습니다. 오늘 이 시간에는 변압기와 UPS,AVR에 대하여 알아보겠습니다. 이번 장의 학습 내용은   변압기의 개요 Step down Tansformers& Step up Tansformers Tapped Transformers Transformer의 절연 절연변압기(Isolation transformer) 단권 변압기(Auto Transformer) 입니다. 그럼, 지금부터 변압기에 대한 학습을 시작하겠습니다 변압기란 교류 전기회로에서 전압을 증가 또는 감소시켜 다른 교류로 전기 에너지를 전달하는 기구입니다.   기존의 변압기의 사용목적 - 저전압기구에 알맞은 전압으로 강압, 승압 시킴 - 장거리까지 전력을 전달     최근의 변압기의 사용목적 - 전기적으로 1차측과 2차측을 분리시킴(절연) 절연은 온도와 전기가 새어 나가지 못하게 하는 것, 이렇게 두 가지가 있습니다. - 전기적으로 분리 자기적으로 결합 전기적의 결합은 전기오염물질을 이동를 제공하지만 자기적결합은 전기오염물질의 이동를 차단하는 역할을 합니다. - 노이즈 차단장치 외부의 전기오염물질제거, 내가 만든 전기오염물질을 제거합니다. - 1차측Gnd와 2차측 Gnd 분리시킴 - Powerline절연(안전소자)   - 발전소에서 매우 높은 전류로 보내는 전력은 수천 볼트의 전압을 갖습니다.   - 공중 전선을 통과하는 동안의 에너지 손실을 줄이기 위해서 수십만 볼트로 전압을 높입니다. (Stepup Transfomer를 사용) - 전력이 사업용 사용자에게 도착하기 전에 전압 다시 수천 볼트로   낮춥니다.(Stepdown Transfomer를 사용)   - 가정용으로 사용하기 위해 전압을 110 볼트나 220 볼트까지 낮춥니다.   변압기는 다음과 같이 네 가지 기준으로 분류할 수 있습니다.   절연방식에 따른 분류 ① 유입변압기 ② 건식변압기 ③ 몰드변압기 상수에 따른 분류 ① 단상변압기 ② 삼상변압기 권선수에 따른 분류 ① 단권 ② 2권선 ③ 다권선 Tap 절체방식에 따른 분류 ① 무전압 탭 절체기 ② 부하시 탭 절체기 >> 추천사이트 http://www.constnet.com/main/matinfo/l/l0801c00.htm http://my.netian.com/~soskyj/전기정보.html   < 그림A 일차권선 > < 그림B 이차권선 >     A :  일차권선 - 전원측의 회로에 접속되는 권선   B :  일차권선과 이차권선의 전기적 분리  - 그래도 에너지는 전달됩니다!!!(자기적 결합)   C :  이차권선 - 부하측의 회로에 접속되는 권선 정격용량(기준을 2차측에 둔다)이란 변압기의 정격 2차 전압, 정격 주파수 및 정격역률에 있어 지정된 온도 상승의 한도를 넘지 않고 2차 단자간에 얻어지는 값이며, KVA 또는 MVA로 표시합니다.   변압기 정격용량(KVA) = 정격 2차전압 X 정격오차전류/1000   >> 추천사이트 http://www.kepco.co.kr/cyber/electron/ele3-10.html http://www.constnet.com/main/matinfo/l/l0801b00.htm : 변압기 가격정보 사이트 < 그림A Phase dot에 따른 교류전압의 변화 > < 그림B Phase dot에 따른 교류전압의 변화 > 자기에너지의 형태로 전기에너지 전달           < 그림A Air또는 Ferrite core > < 그림B Iron(철심) core > < 그림C Ferrite core > < 그림D Iron Core > < 그림E Aircore > 와전류(맴돌이 전류 방지 전류와 저항의 만나면 열을 발생합니다. 이때의 열은 손실이죠.   < 그림A 소형트랜스 제작장치 > < 그림B 소형트랜스 제작과정 >   변압기의 1차측 Gnd와 2차측 Gnd는 분리되어 있습니다.   소형트랜스는 전자기기의 절연 및 교류전압 강압의 용도로 쓰입니다.   주전원이 역할이 아니라 각종제어소자의 DC전원의 공급하기 위하여 존재합니다.       입력전압     출력전압 절연종류:E종 (변압기 권선이 견디는 온도)   권수비 5:1 1차측과 2차측이 전기적으로 분리     1차측 2차측 전압 고압 저압 전류 소전류 대전류 Power 일정 일정 권선 수 많음 적음 권수비 1:5 1차측과 2차측이 전기적으로 분리     1차측 2차측 전압 저압 고압 전류 대전류 소전류 Power 일정 일정 권선 수 적음 많음 - 1차측은 고압, 2차측은 저압 - 배전용 변압기 - Power Transfomer(소형트랜스) - 1차측에 정격전압을 인가하여 2차측에 고(高) 전압을 발생 - 네온관용 TRANS, - TV용 F.B.T, - 전자레인지용 H.V.T(High Voltage Transfomer) - 공중 전선을 통과하는 동안의 에너지 손실을 줄이기 위해서 수십만 볼트로   전압을 높입니다.(Stepup Transfomer를 사용) < 그림 Center Tapped Transformer > - 탭: 변압비를 바꿀 목적으로 권선에 설계된 인출선 - CT:earth GND단자 - N:Neutral   A-B : 110V B-C : 110V A-C : 220V ▶ Multi Tapped Transformer슬라이닥스 Multi Tapped Transformer슬라이닥스   < 그림A 슬라이닥스 전면 > 1차측이 DC이면 2차측 전압은 0V입니다.   >>추천 사이트 http://esak.or.kr/proof/pro_e.html   < 그림A 110코드를 바르게 삽입 >   < 그림B 110V코드를 바꾸면 > - - 절연변압기 없을 경우 : 위험상태 장비표면에 전기가 흐른다 : 누전사전, 감전사고의 위험     < 그림A 110코드를 바르게 삽입 >   < 그림B 110V코드를 바꾸면 >   - 절연변압기 있을 경우 : 안전장치의 역할   - 교류를 + -로 해석하면 절연변압기 쓰는 이유가 없습니다.   논리적으로 맞지않죠. 그래서 +, -을 버렸습니다.   - 절연변압기를 사용하여도 장비의 표면에 +전압이 걸립니다. 이것은 누전이죠.   - 절연변압기 있을 경우 : 안전장치의 역할   - 교류를 + 0, -0로 해석해야 논리적으로 맞습니다.   - 변압기1차측과 2차측의 1선은 0으로 고정되어야 합니다. - 장비의 외함은 항상 0전압이므로 누전의 위험이 없습니다.   제어회로전원은 별도의 제어전원용 변압기를 설치하는 경우 단권변압기가 아닌 절연변압기를 사용합니다.   - 1차측의 전압과 전류의 값만을 변화시킵니다. <문제점> 수kHZ이상의 주파수 노이즈통과 (1차와 2차코일간의 부유캐패시턴스(부유용량)이 존재하기 때문에 -1차측의 노이즈를 2차측으로노이즈 전달 역할을 합니다.) - 코일간에 정전차폐 <문제점> 노멀모드 노이즈 제거가 안 됩니다. - 실드 트랜스의 역할+주파수변별특성 - 주파수변별특성 : 필요한 주파수를 전달 - 필요한 주파수는 통과, 유해한 주파수를 차단 - 정전차폐시킵니다. : 양코일간의 부유용량에 의한 노이즈 전달 방지 - 노이즈(전기오염) : 전기오염의 유입과 유출을 방지합니다. - 1차 코일 자속중 기본파에 가까운 저주파 자속만이 2차 코일과 쇄교 - 높은 주파의 자속 차단 절연트랜스와 실드 트랜스는 주파수변별특성이 없습니다. 제가 이 도표를 제시한 이유는 진정한 엔지니어란 각종 기기에 대한 비교, 분석능력이 있어야 하기 때문입니다. 단순히 하나의 사실만 알고 있는 것은 왕초보라고 할 수 있죠.   비교 항목 LC 필터 노이즈 커트 트랜스 노이즈 대책을 위한 접지의 필요성 필요 필요없다 임피던스 매칭의 필요성 필요 필요없다 누설전류 ㎃ ㎂ 유효감쇠 주파수대역 100㎑ ~ 30㎒ 노멀모드 (10㎑ ~ 100㎒) 커먼 모드 (0 ~ 100㎒) *NCT-Z형의 상한주파수는 1㎓ 쌍방향 노이즈 방지효과 특성 일반적으로 한 방향이 많다 쌍방향으로 효과가 있다 뇌서지 방지 그다지 기대할 수 없다 최고 방뇌소자로서 사용된다 캐스케이드 효과 그다지 기대할 수 없다 현저한 효과를 기대할 수 있다 - 하나의 권선을 1차와 2차로 공용하는 변압기. - 변압기의 크기기 작고 가벼우며, 가격이 쌉니다. - 공용권선이기 때문에 누설 자속이 적고 전압변동율이 작으며 효율도 좋습니다. - 전압 조정용으로서 연속적으로 전압을 조정할 수 있는 접동식 전압 조정기 등에   널리 사용됩니다. - 1차측과 2차측이 전기적으로 분리 되지 않습니다. < 그림A Step-up Type > < 그림C Variable-Type > < 그림B Step-down Type >

출처:전기박사