반갑습니다. 김대호교수 입니다.
변압기 탭 전압의 전근방법이 처음부터 잘못 접근되었습니다. 탭에 대한 이해와 탭전압과 권수비의 관계등을 이해해야 합니다.
변압기의 탭 전압 조정 원리는 변압기의 권수비(Turns Ratio)를 변경하여 출력 전압을 조절하는 것입니다. 전력계통의 전압은 부하의 변동에 따라 계속해서 변하는데, 탭 절환장치는 수용가에 항상 일정한 전압을 공급하기 위해 필수적인 역할을 합니다.
1. 변압기 전압과 권수비의 관계
변압기의 1차측과 2차측의 전압 관계는 각 권선의 감은 횟수(권수)의 비율, 즉 권수비에 의해 결정됩니다. 이상적인 변압기에서 전압(V)과 권수(N)의 관계는 다음과 같습니다.
V1 / V2 = N1 / N2 = a (권수비)
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V1 : 1차측 전압
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V2 : 2차측 전압
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N1 : 1차측 권수
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N2 : 2차측 권수
위 식에서 알 수 있듯이, 1차측 전압(V1)이 일정할 때 1차측 권수(N1)를 조절하면 2차측 전압(V2)이 변경됩니다. 변압기 탭은 바로 이 1차측 권선(일반적으로 고전압측 권선)의 중간 부분에 여러 개의 인출 단자를 만들어 권수(N1)를 물리적으로 변경할 수 있도록 한 것입니다.
2. 탭 절환의 목적 및 원리
전력계통의 전압은 부하 사용량에 따라 변동합니다. 부하가 적은 심야 시간에는 전압이 상승하고, 부하가 많은 낮 시간에는 전압이 하강하는 경향이 있습니다. 이때 변압기 탭을 조정하여 2차측 전압을 일정하게 유지할 수 있습니다.
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계통 전압이 상승했을 때 (부하 감소 시): 2차측 전압을 낮추기 위해 1차측 권수(N1)를 늘립니다. 즉, 탭을 올려서(Higher Tap Position) 권수비를 크게 만들어 2차 전압을 낮춥니다.
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계통 전압이 하강했을 때 (부하 증가 시): 2차측 전압을 높이기 위해 1차측 권수(N1)를 줄입니다. 즉, 탭을 내려서(Lower Tap Position) 권수비를 작게 만들어 2차 전압을 높입니다.
이처럼 탭 절환장치는 수전단 전압 변동에 대응하여 2차측 전압을 정격전압 범위 내로 유지하는 것을 주목적으로 합니다.
3. 탭 절환장치의 종류
탭 절환장치는 변압기의 운전 상태에 따라 크게 두 가지로 나뉩니다.
한국전기설비규정(KEC)에서는 변압기 자체의 탭 구조를 직접 규정하기보다는, 변압기를 포함한 전기설비가 공급해야 할 표준전압과 그 허용 오차 범위를 규정하고 있습니다. 변압기 탭 절환장치는 이 전압 유지 범위를 만족시키기 위한 핵심적인 설비입니다.
전기기사 실기 시험 준비에 있어 변압기의 기본 원리를 정확히 이해하는 것은 매우 중요합니다. 지금처럼 원리에 대해 깊이 있게 탐구하는 자세는 합격의 훌륭한 밑거름이 될 것입니다.
전기기사 실기 시험 준비에 많은 노력을 기울이고 계신 점 깊이 격려합니다. 꾸준히 정진하시어 좋은 결과 있으시길 진심으로 기원합니다. 파이팅!
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