전기설비에서 변압기 2차측 전압이 부하에 따라 변하는 이유는 무엇인가요?

Question

현장에서 변압기 2차측 전압을 측정했을 때 무부하 상태에서는 정상적으로 측정되지만 부하가 많이 연결되면 전압이 조금 낮아지는 현상이 있습니다. 변압기의 정격전압은 일정하게 표시되어 있는데 실제 측정값이 부하에 따라 달라지는 이유가 궁금합니다. 이런 전압 변화가 정상적인 범위인지 판단할 때는 무엇을 확인해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 변압기 2차측 전압이 부하에따라 달라지는 이유는 변압기 내부에도 권선저항과 누설리액턴스 같은 임피던스가 있기 때문입니다.

무부하일 때는 2차측 전류가 거의 흐르지 않아서 내부 임피던스에서 생기는 전압강하도 매우 작습니다. 하지만 부하가 늘어나면 2차전류가 커지고, 그 전류가 내부 임피던스를 지나면서 전압강하가 발생해 2차 단자전압이 조금 낮아집니다.

그래서 변압기 명판의 정격전압은 기준 운전조건에서의 값이고, 실제 현장에서는 부하율과 역률에 따라 약간의 전압 변동이 생길 수 있습니다. 특히 부하전류가 크거나 역률이 낮으면 전압강하가 더 커질 수 있습니다.

현장에서는 보통 무부하 전압과 부하 시 전압 차이, 부하전류, 변압기 정격용량, %임피던스, 부하 역률, 케이블 전압강하를 함께 확인합니다. 같은 부하에서 예전보다 전압이 더 많이 떨어진다면 변압기 과부하, 접속부 저항 증가, 케이블 문제도 같이 의심할 수 있습니다.

즉, 부하가 증가하면 변압기 내부 임피던스에서 전압강하가 커지기 때문에 2차측 전압이 낮아질 수 있으며, 정상 여부는 부하율과 전압변동 폭을 함께 봐야 한다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

변압기 내부의 코일에도 자체적인 저항이 존재합니다. 왜냐하면은 전기를 쓰는 기계가 늘어날수록 전기가 많이 흐르게 됩니다. 그래서 변압기 내부에서 전압을 까먹기 때문이죠. 게다가 부하가 커질수록 깎여 나가는 전압이 늘어나게 됩니다. 그래서 2차 측의 전압이 낮아지는 거죠.

그래서 부하가 걸릴 때는 전압이 살짝 떨어지는 건 자연스러운 현상인 거죠. 그래서 떨어진 전압이 허용 기준을 벗어나는 것만 체크해 보시면 되겠습니다. 그리고 만약 전압이 너무 많이 떨어지면은 탭을 한 단계 조절해서 전압을 올려 주면 되겠습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

변압기 내부에도 자체 전선저항과 임피던스가 존재하기 때문에 부하가 늘어나 전류가 많이 흐를수록 내부에서 깍여나가는 전압이 커져 2차측 전압이 낮아지게 됩니다

이러한 전압변화가 정상 범위인지 확인하려면 변압기 명판에 기재된 임피던스전압기준과 kec허용 전압유지범위를 비교해주시야겠습니다

Answer 4

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

변압기 2차측 전압이 부하에 따라서 조금씩 변하는 것은 변압기 내부에도 저항과 리액턴스가 있기 때문 입니다. 무부할 일 때는 2차측에 큰 전류가 흐르지 않아서 내부에서 발생하는 전압 손실도 작습니다. 하지만 부하가 연결되면 2차측에 전류가 흐르고, 변압기 권선의 저항과 누설리액턴스에서 전압강하가 발생합니다. 그래서 변압기 단자에서 측정하는 전압이 무부하 때보다 부하가 많을 때 조금 낮아질 수 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

변압기에는 권선저항과 누설리액턴스가 있기 때문에 부하전류가 증가하면 변압기 내부에서 전압강하가 발생합니다. 그래서 무부하 전압과 정격부하 상태의 2차측 전압에는 차이가 생길 수 있습니다. 이를 변압기의 전압변동률과 관련해 판단합니다. 다만 전압이 지나치게 낮아진다면 과부하 여부, 변압기 탭 설정, 1차측 전압, 케이블 전압강하 등을 함께 확인해야 합니다.