#변압기의 시험
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무부하 시험 : 철손, 여자전류
단락 시험 : 임피던스 와트(동손), 임피던스 전압, 전압변동률
필기 출제년도 : 2016-2, 2015-3
실기 : 2019-3, 2012-1, 2003-2,2001-3
#임피던스 전압강하, 임피던스 전압, 임피던스 강하, 임피던스 와트
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변압기 2차를 단락하고 1차에 저전압을 가하여 1차 단락 전류를 1차 정격 전류와 같이 흐를 때 그 때 전압을 임피던스 전압이라 한다.
%임피던스 = %Z = $\frac{전압강하}{공급전압}$ =$\frac{I_{1n}Z_{21}}{V_{1n}}\times100$
=$\frac{V_{1s}}{V_{1n}}\times100$
=$\frac{I_{1n}(r_{21}+jx_{21})}{V_{1n}}\times100$
=$\frac{I_n}{I_s}\times100$[%]
임피던스 전압강하, 임피던스 전압, 임피던스 강하 -> 단락시험 -> 1차 전압 -> 1차 단락전류 -> 1차정격전류
출제년도 : 2018-2, 2017-1, 2015-3
#전압변동률
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ε = $\frac{V_{20}-V_{2n}}{V_{2n}}\times100$[%]
= $\frac{V_{2n}+Ir_{21}cosθ+Ix_{21}sinθ-V_{2n}}{V_{2n}}\times100$[%]
=$\frac{Ir_{21}cosθ+Ix_{21}sinθ}{V_{2n}}\times100$[%]
=pcosθ±qsinθ
(p: %저항강하, q: %리액턴스 강하)
출제년도 : 2019-3, 2018-2, 2018-1, 2014-2, 2010-1
#전부하 효율
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효율 η=$\frac{출력}{출력+손실}\times100$
=$\frac{1\times Pncosθ}{1\times Pncosθ+P_i+1^2\times P_c}\times100$
필기 출제년도 : 2017-1, 2009-3,
변압기의 백분율 저항강하가 3[%], 백분율 리액턴스 강하가 4[%]일 때 뒤진 역률 80[%]인 경우의 전압변동률[%]은?
정답: 4.8
2019-3
> 역률 100[%]일 때의 전압 변동률 ε은 어떻게 표시되는가?
정답 : %저항강하
풀이 : ε = pcosθ+qsinθ
출처: 필기 2018-2
정격 부하에서 역률 0.8(뒤짐)로 운전될 때, 전압 변동률이 12[%]인 변압기가 있다. 이 변압기에 역률 100[%]의 정격 부하를 걸고 운전할 때의 전압 변동률은 약 몇 [%]인가? (단, %저항강하는 %리액턴스강하의 1/12이라고 한다.)
정답: 1.5
출처: 2018-1
> 변압기의 무부하시험, 단락시험에서 구할 수 없는 것은?
① 철손 ② 동손 ③ 절연내력 ④ 전압변동률
정답: ③
출처: 2017-2
>5[kVA], 3000/200[V]의 변압기의 단락시험에서 임피던스 전압 120[V], 동손 150[W]라 하면 %저항강하는 약 몇[%]인가?
정답: 3
풀이: p=$\frac{I_1nR}{V_1n}\times100$=$\frac{I^2_1nR}{V_1nI_1n}\times100$=$\frac{150}{5000}\times100$=3[%]
> 변압기의 규약 효율 산출에 필요한 기본요건이 아닌 것은?
① 파형은 정현파를 기준으로 한다.
②별도의 지정이 없는 경우 역률은 100[%]기준이다.
③부하손은 40[℃]를 기준으로 보정한 값을 사용한다.
④손실은 각 권선에 대한 부하손의 합과 무부하손의 합이다.
정답: ③
출처: 2017-1
3300/200[V], 10[kVA]인 단상변압기의 2차를 단락하여 1차측에 300[V]를 가하니 2차에 120[A]의 전류가 흘렀다. 이 변압기의 임피던스 전압 및 %임피던스 강하는 약 얼마인가?
정답 : 125[V], 3.8[%]
풀이1:
1) 1차 정격 전류 $I_{1n}= \frac{P}{V_1} = \frac{10\times10^3}{3300}$= 3.03[A]
2) 1차 단락 전류 $I_{1s} = \frac{200}{3300}\times120=7.27[A]
3) 누설임피던스 $Z_{21} = \frac{300}{7.27} = 41.26
4) 임피던스 전압 = 3.03x41.26 ≒ 125[V]
5) 임피던스 강하 = $\frac{125}{3300}\times100$ ≒ 3.8[%]
풀이2: 1) $I_2 = \frac{10\times10^3}{200}$ = 50[A]
2) $V_1$:300 = 50 :120
3) 임퍼던스 전압 $V_1$ = 125[V]
4) 임피던스 강하 = $\frac{125}{3300}\times100$ ≒ 3.8[%]
출처: 2016-2
> 변압기 단락시험에서 변압기의 임피던스 전압이란?
정답 : 정격 전류가 흐를 때의 변압기 내의 전압 강하
출처: 필기 2015-3 2009-3
> 5[KVA], 3300/210[V], 단상변압기의 단락시험에서 임피던스 전압 120[V], 동손 150[W]라 하면 퍼센트 저항강하는 몇 [%]인가?
정답 : 3
풀이 : $\frac{150}{5000}\times100$= 3[%]
출처: 필기 2015-2
> 10[kVA], 2000/100[V] 변압기 1차 환산등가 임피던스가 6.2+j7[Ω]일 때 %임피던스 강하 [%]는 ?
정답 : 약 2.3
풀이 : Z =$\sqrt{6.2^2+7^2}$=9.35[Ω]
%Z=$\frac{PZ}{10V^2}$ =$\frac{10\times9.35}{10\times2^2}$=2.34[%]
> 30[kVA], 3300/200[V], 60[Hz]의 3상 변압기 2차측에 3상 단락이 생겼을 경우 단락전류는 약 몇[A]인가? (단, %임피던스 전압은 3[%]이다.)
정답 : 2886[A]
풀이 : $\frac{100}{\%Z}I_n$=$\frac{100}{3}\times\frac{30\times10^3}{\sqrt 3\times200}$
출처: 필기 2014-3
> 부하의 역률이 0.6 일 때 전압 변동률이 최대로 되는 변압기가 있다. 역률 1.0일때의 전압 변동률이 3[%]라고 하면 역률 0.8에서의 전압변동률은 몇[%]인가?
정답 : 4.8
풀이 : 전압변동률ε = pcosθ+qsinθ
1) 부하역률 1일 때 ε= px1+qx0 = p= 3[%]
2) $\frac{p}{\sqrt{p^2+q^2}}$=0.6
q=4[%]
3) 부하역률 0.8일 때 ε=3x0.8+4x0.6=4.8[%]
출처: 필기 2014-2
> 단상 변압기에 있어서 부하역률 의 지상역률에서 전 압 변동률 4[%]이고 부하역률 100[%]에서 전압 변동률 3[%] 라고 한다. 이 변압기의 퍼센트 리액턴스는 약 몇 [%]인가?
정답 : 2.7[%]
출처 : 필기 2013-1
> 변압기의 전압 변동률에 대한 설명 중 잘못된 것은?
①일반적으로 부하변도에 대하여 2차 단자 전압의 변동이 작을수록 좋다.
② 전부하시와 무부하시의 2차 단자전압이 서로 다른 정도를 표시하는 것이다.
③ 전압 변동률은 전드으이 광도, 수명, 전동기의 출력 등에 영향을 미친다.
④ 인가전압이 일정한 상태에서 무부하 2차 단자 전압에 반비례한다.
정답: ④
필기 2010-1
> 변압기에서 발생하는 손실 중 1차측이 전원에 접속되어 있으면 부하의 유무에 관계없이 발생하는 손실은?
정답 : 철손
필기 2009-2
> 변압기의 부하와 전압이 일정하고 주파수가 높아지면?
정답 : 철손감소
출처 필기 2009-1
> 용량 5[kw], 3300/220의 변압기에 전부하를 걸어 줄 때, 역율 100[%]에서 효율이 96.2[%]이다. 이 변압기의 입력은?
정답: 5.2[kw]
풀이: 효율 = $\frac{출력}{입력} $
0.962 = $\frac{5}{입력}$
입력 ≒ 5.2
> 효율 80[%], 출력 10[kw]인 직류 발전기의 고정 손실이 1300[w]라 한다. 이때 발전기의 가변 손실은?
정답 : 1200[w]
풀이: 10[kw] = 10000[w]
효율 = $\frac{출력}{출력+손실}$
0.8 = $\frac{10000}{10000+손실}$
손실 = 2500[w]
손실 = 고정손실+ 가변손실
2500 = 1300+가변손실
가변손실 = 1200[w]
필기 : 2009-3