변압기 철손 및 동손

모든 전기 장비는 장기간 작동 시 손실을 겪게 되며, 전력 변압기도 예외는 아닙니다. 전력 변압기의 손실은 주로 동손과 철손으로 나뉩니다.

정의 및 원리

구리는 변압기에서 중요한 역할을 합니다. 구리선은 일반적으로 변압기 권선에 사용됩니다. 변압기의 "동손"은 구리선으로 인해 발생하는 손실입니다. 변압기의 "동손"은 부하 손실이라고도 합니다. 소위 부하 손실은 가변 손실입니다. 변압기가 부하 상태에서 작동할 때, 전류가 전선을 통과하면 저항이 발생하여 저항 손실이 발생합니다. 줄의 법칙에 따르면, 이 저항은 전류가 흐를 때 줄열을 발생시키며, 전류가 클수록 전력 손실도 커집니다. 따라서 저항 손실은 전류의 제곱에 비례하며 전압과는 무관합니다. 동손(부하 손실)이 가변 손실인 것은 바로 전류에 따라 변하기 때문이며, 변압기 작동 시 주요 손실이기도 합니다.

영향 요인

전류 크기: 위에서 언급했듯이, 동손은 전류의 제곱에 비례하므로 전류 크기는 동손에 영향을 미치는 핵심 요소입니다.
권선 저항: 권선의 저항은 동손에 직접적인 영향을 미칩니다. 저항이 클수록 동손이 커집니다. 코일 층 수: 코일 층 수가 많을수록 전류가 권선에서 흐르는 경로가 길어지고 저항이 증가하여 동손이 증가합니다. 스위칭 주파수: 변압기 동손에 대한 스위칭 주파수의 영향은 변압기의 분산 파라미터 및 부하 특성과 직접 관련이 있습니다. 부하 특성 및 분산 파라미터가 유도성일 때, 동손은 스위칭 주파수가 증가함에 따라 감소합니다. 용량성일 때는 스위칭 주파수가 증가함에 따라 동손이 증가합니다. 온도 영향: 부하 손실은 변압기 온도에도 영향을 받습니다. 동시에, 부하 전류로 인해 발생하는 누설 자속은 권선에서 와전류 손실을 발생시키고 권선 외부의 금속 부분에서 표류 손실을 발생시킵니다.

계산 방법

두 가지 계산 공식이 있습니다.
1. 정격 전류 및 저항 기반 공식:
동손 (단위: kW) = I² × Rc × Δt
여기서 I는 변압기의 정격 전류, Rc는 구리 도체의 저항, Δt는 변압기의 작동 시간입니다.
2. 정격 전류 및 총 구리 저항 기반 공식: 동손 = I² × R
여기서 I는 변압기의 정격 전류를 나타내고, R은 변압기의 총 구리 저항을 나타냅니다. 변압기의 총 구리 저항 R은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

R = (R1 + R2) / 2
여기서 R1은 변압기의 1차 구리 저항을 나타내고, R2는 2차 구리 저항을 나타냅니다.

동손을 줄이는 방법

변압기 권선의 단면적을 늘립니다: 도체 저항을 줄여 변압기의 동손을 효과적으로 줄입니다. 고품질 도체 재료 사용: 구리 호일 또는 알루미늄 호일과 같은 재료를 사용하여 권선 저항을 줄입니다. 변압기의 경부하 작동 시간을 줄입니다: 변압기가 경부하 상태인 시간의 비율을 제한하여 변압기의 동손을 줄이는 데 도움이 됩니다.