변압기 용량 VA - byeon-abgi yonglyang VA

트랜스(trans)라고도 한다. 송배전선로에 접속되는 전력용 변압기와 전자회로에 사용되는 결합용 변압기까지 많은 종류가 있다. 전력용 변압기는, 변압기로 교류회로에 가하여지는 어떤 전압을 그보다 높이거나 또는 낮은 전압으로 변화시킬 수 있으며 전력은 변하지 않는다. 전원에 연결하는 1차권선과 부하에 연결하는 2차권선은 같은 철심(鐵心) 위에 감겨져 있다.

철심은 두께가 0.35 mm인 규소강판이나 퍼멀로이, 페라이트 등의 자성재료를 포개서 필요한 두께로 조립한다. 1차권선 및 2차권선의 권선수를 w1 및 w2라 하고 1차에 가하는 전압을 V1, 2차에서 얻어지는 전압을 V2 라 하면 V1/V2 =w1/w2=a인 관계가 성립한다. a를 권선수비(捲線數比)라고 한다. 또 1차 및 2차권선의 전류를 I1 및 I2라고 하면 I1/I2=w2/w1=1/a의 관계가 성립한다. 그러므로 대략 V1I1=V2I2로 된다.

변압기 및 그 밖의 전기기기에서는 일반적으로 그 기기의 권선수에 적정한 전압 및 전류의 값이 정해져 있는데, 이것을 정격전압(定格電壓) 및 정격전류라고 한다. 변압기에서는 이 전압과 전류의 곱을 용량이라 하며, 볼트암페어(VA)라는 단위로 나타낸다. 그러나 VA의 단위는 작으므로 보통은 1,000 VA를 단위로 하여 1킬로볼트암페어(kVA)로 표시한다. 1 kVA라는 용량은 100 W의 전구 10개를 부하로 하는 용량과 같다.

배전선로에 사용되는 변압기는 수십 kVA 정도까지의 용량이지만 고압 송전선로에는 수십만 kVA가 되는 대용량의 것도 있다. 변압기의 실제 구조는 용량이나 전압에 따라서 다르나, 주요한 부분은 권선과 철심이며 이것을 탱크(tank) 안에 넣고 절연유(絶緣油)를 가득 채운다. 기름을 사용하는 이유는 권선의 절연물에 습기나 먼지가 들어가서 절연내력(絶緣耐力)을 저하시키기 때문에 이런 현상을 방지하고, 철심이나 권선에서 발생하는 열을 기름의 대류나 복사(輻射)에 의해 방열시키기 위해서이다. 대용량의 변압기에서는 방열이 잘 되게 하기 위하여 탱크의 외부에 기름을 순환시키는 파이프나 방열기를 설치하며, 더욱 대용량의 변압기에서는 방열기에 선풍기를 설치하고 이것으로 바람을 보내서 방열효과를 좋게 하는 것도 있다.

변압기를 설치하는 장소에 따라서는 방열기를 설치하는 대신에 변압기 내에서 뜨거워진 기름을 파이프를 통해서 밖으로 끌어내고, 냉각수로 냉각시키는 방법과, 또는 수랭관을 변압기 속으로 통과시켜 펌프로 물을 순환시키는 방법도 있다. 중 ·대용량의 변압기에 3상식(三相式)을 사용하는 경우도 많다. 이 방식은 3상의 1차 및 2차코일을 모두 탱크 속에 설치한 것이며, 단상변압기 3대의 성능이 있다. 점유하는 면적이나 가격, 그리고 중량도 단상변압기 3대보다 적다. 변압기는 정지기(靜止器)이므로 손실이 비교적 적으며 효율이 대단히 좋다. 배전용인 소용량의 변압기도 97 % 정도이며, 대용량의 것은 99 % 이상이 되는 것도 있다.

특수한 변압기의 예를 들어보면, ① 권철심(捲鐵心)변압기:배전용으로 널리 사용되고 있으며, 철심의 구성은 얇은 규소강판을 사용하지 않고 띠 모양으로 매우 기다란 규소띠강을 테이프를 감듯이 하여 필요한 단면적이 될 때까지 성층(成層)하는 것이다. 강판을 포개서 성층하는 방식에 비해 철심에서의 손실이나 무부하 때의 전류도 적어지는 특징이 있다. ② 단권(單捲)변압기:1차와 2차코일 사이에 전기적으로 도통되는 변압기이다. ③ 계기용(計器用)변압기:교류의 고전압을 비례적으로 저전압(보통 100V)으로 내리기 위해 사용하는 변압기인데, 1차전압이 수만 또는 수십만V나 되는 높은 전압일지라도 2차전압은 위험이 적은 저전압으로 변화시킨다. 부하에는 계기나 계전기밖에 연결하지 않으므로, 용량은 수십VA 정도로 적은 것이나 고전압이기 때문에 1차에는 도선용 애자(碍子)가 큰 것이 붙어 있다. 코일의 절연 저항을 대단히 많게 하기 때문에 부피는 크게 된다. ④ 자기누설(磁氣漏泄)변압기:변압기는 부하에 흐르는 전류가 변하였을 경우에도 부하의 전압은 변하지 않는 것이 바람직하다. 그러나 전기용접기의 전원이나 네온사인의 전원으로 사용되는 변압기는 철심구성과 코일을 감는 방법 등을 달리하여 부하의 전류가 증가하면 부하의 전압이 뚝 떨어지게 되어 있다. 이 방법에 따르면 전류를 안정되게 흘릴 수 있는데, 이런 목적에 사용되는 것을 자기누설변압기라 한다.

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