변압기에서 부하가 증가하면 전압이 조금 떨어지는 이유는 무엇인가요?

Question

변압기는 항상 일정한 전압을 공급하는 줄 알았는데 부하가 많이 걸리면 출력전압이 조금 낮아질 수 있다고 들었습니다. 왜 이런 현상이 발생하는지 궁금합니다. 정상적인 현상인지 아니면 변압기 이상으로 봐야 하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

변압기 내부에서는 권선 저항과 리액턴스가 잇기 때문에 부하전류가 증가하면 내부에서 전압강하가 발생합니다 그래서 부하가 거질수록 출력전압이 약간 낮아지는 현상이 나타날수있습니다. 이정도의 전압강하는 정상적인 특성으로 볼 수 잇찌만 전압이 기준보다 크게 떨어진다 면 과부하나 변압기 이상 여부를 점검해야 합니다. 실제 현장에서는 부하율과 전압을 함깨 확인하면서 변압기를 관리합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

부하가 증가하게 되면 2차 전류가 증가하게 되고 변압기 내부 임피던스에 의해 전압강하가 증가를 하게 되면서 부하측 전압이 감소하게 됩니다. 모터처럼 기동전류가 큰 부하가 붙을 경우 순간적으로 전류가 크게 증가하면서 전압이 더 떨어질 수도 있습니다. 모터 기동 시 조명이 순간적으로 어두워지는 현상이 그 예라고 할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

변압기에 부하가 증가하면 출력전압이 조금 떨어질 수는 있습니다. 그 이유는 부하전류가 커질수록 변압기 내부의 임피던스에서 전압강하가 발생하기 때문입니다.

변압기 권선에는 아주 작은 저항과 누설리액턴스가 존재합니다. 부하가 적을 때는 전류가 작아서 전압강하도 거의 없지만, 부하가 커지면 전류가 증가하면서 내부 전압강하도 커집니다. 그래서 무부하 때보다 부하가 많이 걸렸을 때 2차측 전압이 조금 낮아질 수 있습니다.

이런 현상은 어느 정도까지는 정상적인 전압변동입니다. 변압기에는 이를 나타내는 전압변동률이라는 특성이 있고, 설계 시 허용범위 안에서 운전하도록 되어 있습니다.

다만 부하가 늘어날수록 전압이 지나치게 많이 떨어지거나, 평소보다 갑자기 전압강하가 커졌다면 점검이 필요합니다. 변압기 과부하, 케이블 용량 부족, 단자 접촉불량, 전원측 전압저하, 상간 불평형 등이 원인일 수 있습니다.

현장에서는 보통 무부하·경부하·중부하 상태의 전압을 비교하고, 동시에 전류와 변압기 부하율을 확인합니다. 특정 상만 전압이 많이 떨어진다면 결선이나 접촉부 문제도 의심해 볼 수 있습니다.

쉽게 말하면 변압기는 완전히 이상적인 전원장치가 아니라 내부에도 저항 성분이 있기 때문에, 많은 전류가 흐를수록 내부에서 전압을 조금 더 소비하게 되고 그만큼 출력전압이 낮아질 수 있다고 이해하면 됩니다.