변압기 용량은 충분한데도 전압강하가 발생하는 이유가 뭔가요?

Question

건물이나 공장에서 전력 사용량이 변압기 정격보다 훨씬 적은데도 말단에서는 전압이 낮게 측정되는 경우가 있다고 들었습니다. 처음에는 변압기 용량이 부족해서 그런 줄 알았는데 케이블 길이나 부하 특성도 영향을 준다고 하더라고요. 변압기 용량이 충분한데도 전압강하가 생기는 이유가 무엇인지 궁금합니다. 또한 전압강하를 줄이기 위해 현장에서는 어떤 방법을 사용하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전압강하는 변압기 용량 부족이라기 보다는 배선의 길이, 케이블 굵기, 부하의 종류, 역률, 순간적인 기동전류 등으로 인해서 더 큰 영향을 받게 됩니다.

변압기 용량은 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는가는 나타낸다고 보시면 되고, 전압강하는 공급되는 전기가 부하까지 전달 되는 과정에서 얼마만큼 손실이 되는가와 관련이 되는 문제라서 이 둘을 같이 놓고 이해하기 보다는 별도의 내용으로 분리해서 보시는게 좋을 듯 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

변압기용량이 충분하더라도 전압강하는 충분히 발생할 수 있습니다.

전압강하는 변압기 용량뿐아니라 배선 조건과 부하 특성의 영향을 크게 받기 때문입니다.

대표적인 원인은 케이블 길이가 길거나 전선 굵기가 부족한 경우, 전류가 많이 흘러 전선의 저항과 리액턴스 때문에 전압이 떨어지는 것입니다. 또한 모터처럼 기동전류가 큰 부하는 순간적으로 전압강하를 유발할 수 있고, 접속부 체결 불량이나 노후된 단자도 국부적인 전압강하의 원인이 됩니다.

현장에서는 전압강하를 줄이기 위해 전선 굵기를 키우거나 배선 길이를 줄이고, 부하를 분산시키는 방법을 가장 많이 사용합니다. 필요하면 변압기의 탭(Tap)을 조정하거나 전압강하 보상장치, 역률개선용 콘덴서를 설치하기도 합니다.

즉, 변압기 용량은 충분해도 배선 상태와 부하 특성에 따라 말단 전압은 충분히 낮아질 수 있으므로, 변압기뿐 아니라 배선과 부하를 함께 점검하는 것이 중요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

말씀대로 변압기에 용량이 넉넉하더라도, 전압강하가 생기는 제일 큰 이유는 케이블 자체의 저항과 리액턴스로 이루어진 인피던스 때문입니다. 선로가 길고 도선 굵기가 가늘수록 선로 저항이 커지게되고, 말단 전압이 크게 떨어지게 됩니다. 여기에 역률이 낮은 모터 같은 유도성 부하가 많아지면, 또 무효전력이 늘어나 전압강하가 더 심해지는 현상이나옵니다. 현장에서는 이를 줄이려고 케이블을 더 굵은 것으로 교체하는 방법을 쓰고, 또 부하 쪽에 콘덴서를 달아 역률을 높여줍니다. 그리고 필요할때는 변압기 탭을 조정해서 출력 전압을 살짝 올려주거나 부하 가까이 변압기를 배치하기도 하면서 대응할수 있습니다.