[발송배전기술사] 전압 변동률!

다음은 발송배전기술사 계산문제 중 전압 변동률에 대한 설명입니다.

개요, 등가회로와 Vector도, 수식 증명, 변압기 손실 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 전압 변동률에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 개요도

  2) 변압기에 정격부하를 걸고, 2차측 전압이 정격전압이 되면 부하를 차단

  3) 무부하 상태에서 2차측 전압이 상승한다.

  4) 2차측 전압 변화분을 2차측 정격전압의 백분율로 표시하면

    · $\varepsilon = \frac{ V_{20}-V_{2n} }{V_{2n}}  \times 100[  \%]$(전압 변동률)  →  $\frac{ \varepsilon }{100} = \frac{ V_{20} }{V_{2n}} -1$ 

 

2. 등가회로와 Vector도

 

3. $\varepsilon =p \,cos \theta +q\,sin \theta + \frac{1}{200}(p\,sin \theta -q\,cos \theta ) ^{2}$

  1) 여기서, $\frac{1}{200}(p\,sin \theta -q\,cos \theta ) ^{2}$은 다른항에 비하여 매우 작으므로 무시하면 $\varepsilon =p \,cos \theta +q\,sin \theta$가 된다.

        · $p =  \frac{ I_{2n}· r}{ V_{2n}}  \times 100[\%]$ : % 저항 전압강하

        · $q =  \frac{ I_{2n}· x}{ V_{2n}}  \times 100[\%]$ : % 리액턴스 전압강하

        · $\%Z= \sqrt{ p ^{2}+q ^{2}}$ : % 임피던스

 

4. $\varepsilon =p \,cos \theta +q\,sin \theta$

  1) $\frac{1}{n}$ 부하일 때

     · 2차 전류는 $\frac{1}{n} I_{n}$ 이 된다. $\varepsilon[\%] =\frac{1}{n}·p \,cos \theta +\frac{1}{n}·q\,sin \theta$

  2) 역률 100[%], 즉, $cos \theta =1$일 때

     · $\varepsilon =p \,cos \theta +q\,sin \theta$ 에서

       $\varepsilon =p = \frac{ I_{2n}· r}{ V_{2n}}  \times 100[\%] =  \frac{ I_{2n} ^{2} · r}{ V_{2n}·I_{2n}}  \times 100[\%]= \frac{전부하\, 동손}{전부하\, 용량}  \times 100[\%]=\frac{ P_{C2} }{P}  \times 100[\%]$

  3) 보통 변압기에서는 p보다 q가 몇 배 정도 크다.($p < q$)

  4) 역률이 나쁘면 전압 변동률이 커진다.

  5) 정전용량(C) 부하가 걸려 전압 변동률이 음($-$)이 되면 페란티현상에 의해 전압이 상승한다.

 

5. 변압기 손실

  1) 철손 : 무부하 손실

  2) 동손 : $I^{2} R$ 부하손실

  3) 주상 변압기의 철손, 동손 비율

	철   손	동   손
손실전력(첨두부하시)	33[%]	67[%]
손실전력량(무부하시 포함)	65[%]	35[%]

  4) 철손 경감대책

     (1) 자속밀도의 감소

     (2) 저손실 철심재료의 채용

     (3) 규소강판 사용

     (4) 아몰퍼스 변압기 채용

     (5) 철심구조 개선

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 계산문제로 나올 법한 전압 변동률에 대하여 알아보았습니다.