변압기의 손실은 무엇입니까?

변압기 손실은 주로 동손과 철손으로 구성됩니다. 모든 전기 장비는 장기간 작동 시 손실을 발생시키며, 변압기도 예외는 아닙니다.

철 손상이란 무엇인가요?

변압기의 철손은 동손과 달리 권선이나 전류 크기와 같은 요소에 영향을 받지 않습니다. 이름에서 알 수 있듯이 철손은 철과 밀접한 관련이 있으며, 철심에서 발생합니다. 변압기의 철손은 "무부하 손실"이라고도 하는데, 이는 변압기가 부하 상태이든 무부하 상태이든 항상 존재하는 고정 손실이기 때문입니다. 그러나 부하가 걸리는 과정에서는 전계 강도가 감소함에 따라 전력 손실도 감소합니다.

변압기 철손 분류

변압기의 철손은 히스테리시스 손실과 와전류 손실로 나뉜다.

히스테리시스 손실

변압기의 작동 원리는 전자기 유도 원리를 이용하여 전압 상승 및 하강, 전류 변화를 일으키는 것입니다. 변압기 내부의 철심에는 자속이 흐르는데, 철심은 도체가 전류에 저항하는 것처럼 자속에 대한 자기 저항을 가지고 있습니다. 마찬가지로 열도 발생하는데, 이 손실을 "히스테리시스 손실"이라고 합니다.

와전류 손실

변압기의 1차 권선에 전류가 흐르면 코일에서 발생한 자속이 철심을 따라 흐릅니다. 철심 자체가 도체이기 때문에 자기장 선에 수직인 평면에 유도 전위가 발생합니다. 이 유도 전위는 철심 단면에 닫힌 고리를 형성하고, 이 고리가 전류를 발생시킵니다. 이 전류는 회전하는 소용돌이처럼 작용하기 때문에 "와류"라는 이름이 붙었습니다. 이 와전류로 인한 손실을 "와전류 손실"이라고 합니다. 철심이 와전류를 발생시키기 때문에 얇은 판 형태로 만들어집니다. 철심이 얇을수록 저항이 커지고, 따라서 흐르는 전류는 줄어듭니다.

변압기 철손에 영향을 미치는 요인

• 동작 전압 및 주파수: 철손은 변압기의 동작 전압 및 주파수와 관련이 있는데, 이는 이러한 요소들이 코어의 자기장 세기와 히스테리시스에 영향을 미치기 때문입니다.
• 심재: 심재의 히스테리시스 특성은 철손의 크기에 영향을 미칩니다. 심재를 제대로 선택하지 못하면 히스테리시스 손실이 증가합니다.
• 제조 공정: 변압기의 제조 공정 또한 철손에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 코어 적층 방식, 절연 처리 등이 철손의 크기에 영향을 줍니다.

변압기 철손을 줄이는 방법은 무엇일까요?

• 고품질 철심 재료를 선택하십시오: 히스테리시스 손실이 작은 철심 재료를 선택하면 변압기의 철손을 줄일 수 있습니다.
• 제조 공정 최적화: 코어 적층 방식, 절연 처리 및 기타 제조 공정을 개선하여 철손을 줄입니다.
• 합리적인 설계: 변압기 설계 단계에서 구조 설계 및 매개변수 선택을 최적화하여 철손을 줄입니다.

구리 손실

구리는 변압기에서 중요한 역할을 합니다. 변압기의 권선에는 일반적으로 구리선이 사용됩니다. 변압기의 "구리 손실"은 구리선으로 인해 발생하는 손실입니다. 변압기의 "구리 손실"은 부하 손실이라고도 합니다. 이러한 부하 손실은 가변 손실이며 변동합니다.

전류 변화에 따라 변하는 동손(부하 손실)은 가변 손실이며, 변압기 작동에서 주요 손실이기도 합니다.

변압기 동손에 영향을 미치는 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 동손도 커집니다.
• 코일 층 수: 코일 층이 많을수록 권선 내 전류 흐름 경로가 길어지고, 그에 따라 저항이 증가하여 구리 손실이 커집니다.
• 스위칭 주파수: 변압기 동손에 대한 스위칭 주파수의 영향은 변압기의 배전 파라미터 및 부하 특성과 직접적인 관련이 있습니다. 부하 특성 및 배전 파라미터가 유도성일 경우, 스위칭 주파수가 증가함에 따라 동손이 감소하고, 용량성일 경우, 스위칭 주파수가 증가함에 따라 동손이 증가합니다.
• 온도 영향: 부하 손실은 변압기의 온도에도 영향을 받습니다. 또한, 부하 전류로 인한 누설 자속은 권선에서 와전류 손실을, 권선 외부 금속 부품에서 표류 손실을 발생시킵니다.

변압기 동손을 줄이는 방법은 무엇일까요?

• 변압기 권선의 단면적을 증가시키면 도체 저항이 감소하여 변압기의 동손실을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
• 권선 저항을 줄이기 위해 구리 호일이나 알루미늄 호일과 같은 고품질 도체 재료를 사용하십시오.
• 변압기의 저부하 운전 시간을 줄이십시오: 변압기의 저부하 운전 시간 비율을 제한하면 변압기의 동손실을 줄이는 데 도움이 됩니다.