변압기에서 철손이 부하가 변해도 크게 변하지 않는 이유는 무엇인가요?

Question

변압기의 손실을 공부하다 보면 철손과 동손을 구분해서 계산하는데, 동손은 부하가 증가하면 커지는 반면 철손은 부하와 관계없이 거의 일정하다고 배웠습니다. 변압기는 부하가 연결될 때 전류가 크게 변하는데도 철심에서 발생하는 손실은 크게 변하지 않는 이유가 궁금합니다. 실제 변압기 운전에서는 철손과 동손을 어떻게 구분해서 생각해야 하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

철손은 부하전류가 아니라, 공급되는 전압에 의해서만 결정됩니다. 왜냐하면 변압기의 철심내부를 지나가는 자속의 크기는 전원의 전압이 일정하면 부하가 늘어난다고해도, 결국 거의 그대로 유지되기 때문이죠. 거기다가 철손은 철심에 자기장이 들어갔다가 나오면서 발생하는 손실입니다. 그래서 전압이 바뀌지 않으면 부하변화의 영향을 거의 안받게되죠.

그리고 동손은 전서넹 흐르는 실제 부하전류의 제곱에 비례해서 변하죠. 동손은 코일의 전기 저항을 지나가면서 발생하는 순수한 열 손실이기 때문입니다. 그리고 실제로 운전에서는 철손을 전원만 켜도 나가는 기본요금으로 보고있고, 동손은 사용량에 따라서 늘어나는 가감용금으로 분류해서 변압기 효율을 관리하는게 중요하겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

철손은 변압기 철심의 히스테리시스손과 와전류손으로 구성되며 주로 인가되는 전압과 주파수의 영향을 받습니다. 따라서 정격전압과 주파수가 일정하면 부하전류가 변하더라도 철손은 큰 변화가 없습니다. 반면 동손은 권선에 흐르는 전류의 제곱에 비례하기 때문에 부하가 증가할수록 크게 증가합니다. 그래서 변압기의 무부하 상태에서도 철손은 계속 발생하고, 부하가 증가하면 철손에 동손이 추가되는 형태로 전체 손실이 증가합니다.