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전기기사 필기 · 전기기기 과목

전기기사 변압기 핵심정리

중요도
★★★★★ (5 / 5)
출제 비중
전기기기 20문항 중 약 6문항 (30%)

변압기의 원리, 손실과 효율, 결선, 병렬 운전 조건을 다룹니다.

변압기, 이것만은 꼭 외우세요

  • 권수비 a = N1 ÷ N2 = V1 ÷ V2 = I2 ÷ I1
  • 철손(무부하손)은 히스테리시스 손과 와류손, 동손(부하손)은 권선 저항에 의한 손실입니다. 철손과 동손이 같을 때 효율이 가장 높습니다.
  • V 결선의 출력은 변압기 1대 용량의 √3 배이며, 이용률은 86.6%, Δ 결선 대비 출력비는 57.7%입니다.
  • 병렬 운전 조건: 극성, 권수비(정격 전압), %임피던스 강하, 저항과 리액턴스의 비가 같을 것.
  • Δ-Δ 와 Δ-Y 처럼 위상(각변위)이 다른 결선끼리는 병렬 운전을 할 수 없습니다.

변압기 대표 문제 4개

AI 예상문제검수 전전기기기 › 변압기★★★★★

문제 1. 1차 전압 6,600V, 2차 전압 220V 인 변압기의 2차 전류가 300A 일 때 1차 전류는 몇 A 인가? (손실은 무시한다)

  1. ① 5A
  2. ② 10A
  3. ③ 30A
  4. ④ 9,000A
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정답: ② 10A

핵심: 권수비 a = V1 ÷ V2 = I2 ÷ I1

  1. 권수비 a = 6,600 ÷ 220 = 30
  2. I1 = I2 ÷ a = 300 ÷ 30
  3. 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.
AI 예상문제검수 전전기기기 › 변압기★★★★★

문제 2. 변압기의 효율이 가장 높아지는 조건은?

  1. ① 철손 = 동손
  2. ② 철손 > 동손
  3. ③ 철손 < 동손
  4. 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.
AI 예상문제검수 전전기기기 › 변압기★★★★★

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. ① 50%
  2. ② 66.7%
  3. ③ 57.7%
  4. ④ 86.6%
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정답: ③ 57.7%

핵심: V 결선: 출력비 57.7%, 이용률 86.6%

  1. Δ 결선 출력 = 3 × P (P 는 1대 용량)
  2. V 결선 출력 = √3 × P
  3. 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.
AI 예상문제검수 전전기기기 › 변압기★★★★★

문제 4. 3상 변압기의 병렬 운전이 불가능한 결선 조합은?

  1. ① Δ-Δ 와 Δ-Δ
  2. ② Δ-Δ 와 Y-Y
  3. ③ Δ-Y 와 Δ-Y
  4. ④ Δ-Δ 와 Δ-Y
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정답: ④ Δ-Δ 와 Δ-Y

핵심: Δ 와 Y 의 개수 합이 홀수이면 병렬 운전 불가

두 변압기 결선에 들어 있는 Δ(또는 Y)의 개수를 세어 홀수이면 2차 전압 사이에 30도의 위상차가 생겨 병렬 운전을 할 수 없습니다.

  • Δ-Δ 와 Δ-Y: Δ 가 3개(홀수) → 불가능

틀린 선지

  • ① Δ-Δ 와 Δ-Δ: Δ 가 4개(짝수)로 가능합니다.
  • ② Δ-Δ 와 Y-Y: Δ 가 2개(짝수)로 가능합니다.
  • ③ Δ-Y 와 Δ-Y: Δ 가 2개(짝수)로 가능합니다.

직접 풀어서 확인해 보세요.