전기기사 · 전기기기 과목
전기기사 변압기 개념 정리
중요도 ★★★★★ · 30% (추정)
AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
핵심 개념
권수비
a = N1 ÷ N2 = V1 ÷ V2 = I2 ÷ I1 입니다. 전압은 감은 수에 비례하고 전류는 반비례합니다.
외우는 요령'전압은 따라가고 전류는 거꾸로'.
철손과 동손
철손(무부하손)은 철심에서 생기는 히스테리시스 손과 와류손이고, 동손(부하손)은 권선 저항 때문에 생깁니다. 철손과 동손이 같을 때 효율이 가장 높습니다.
외우는 요령'철손 = 동손이면 최대 효율'.
V 결선
Δ 결선에서 변압기 한 대가 빠졌을 때 두 대로 3상을 보내는 방식입니다. 출력은 한 대 용량의 √3 배, 이용률은 86.6%, Δ 결선 대비 출력비는 57.7% 입니다.
외우는 요령'86.6 은 이용률, 57.7 은 출력비'.
병렬 운전 조건
극성, 권수비(정격 전압), %임피던스 강하, 저항과 리액턴스의 비가 같아야 합니다. 위상이 다른 결선(예: Δ-Δ 와 Δ-Y)끼리는 함께 쓸 수 없습니다.
외우는 요령'Δ 나 Y 가 홀수 개 섞이면 안 된다'.
자주 나오는 포인트
- V 결선의 이용률(86.6%)과 출력비(57.7%)를 바꿔 놓은 선지가 단골입니다.
- 최대 효율 조건(철손 = 동손)을 묻는 문제가 나옵니다.
- 병렬 운전이 안 되는 결선 조합을 고르는 문제가 나옵니다.
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 1차 전압 6,600V, 2차 전압 220V 인 변압기의 2차 전류가 300A 일 때 1차 전류는 몇 A 인가? (손실은 무시한다)
- ① 5A
- ② 10A
- ③ 30A
- ④ 9,000A
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정답: ② 10A
핵심: 권수비 a = V1 ÷ V2 = I2 ÷ I1
- 권수비 a = 6,600 ÷ 220 = 30
- I1 = I2 ÷ a = 300 ÷ 30
- I1 = 10A
검산: 1차 전력 6,600 × 10 = 66,000VA, 2차 전력 220 × 300 = 66,000VA 로 같습니다.
틀린 선지
- ① 5A: 계산이 틀린 값입니다.
- ③ 30A: 권수비의 값입니다.
- ④ 9,000A: 전류에 권수비를 곱한 값입니다.
문제 2. 변압기의 효율이 가장 높아지는 조건은?
- ① 철손 = 동손
- ② 철손 > 동손
- ③ 철손 < 동손
- ④ 철손 = 0
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정답: ① 철손 = 동손
핵심: 변압기 최대 효율 조건: 철손 = 동손
부하와 상관없이 일정한 철손과, 부하 전류의 제곱에 비례하는 동손이 같아질 때 효율이 가장 높습니다.
틀린 선지
- ② 철손 > 동손: 최대 효율 조건이 아닙니다.
- ③ 철손 < 동손: 최대 효율 조건이 아닙니다.
- ④ 철손 = 0: 철심이 있는 한 철손은 0 이 될 수 없습니다.
문제 3. 단상 변압기 3대를 Δ-Δ 결선으로 운전하다가 1대가 고장 나서 V 결선으로 바꾸었다. 고장 전 출력에 대한 V 결선의 출력비는 약 몇 % 인가?
- ① 50%
- ② 66.7%
- ③ 57.7%
- ④ 86.6%
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정답: ③ 57.7%
핵심: V 결선: 출력비 57.7%, 이용률 86.6%
- Δ 결선 출력 = 3 × P (P 는 1대 용량)
- V 결선 출력 = √3 × P
- 출력비 = √3 ÷ 3 = 0.577 → 57.7%
틀린 선지
- ① 50%: 계산이 틀린 값입니다.
- ② 66.7%: 2대가 남았다고 2/3 로 계산한 값입니다.
- ④ 86.6%: V 결선의 이용률(√3 ÷ 2)입니다.