안녕하세요. 달삣삐입니다. 오늘은 건물에 필수적으로 들어가는 전기설비인 ‘변압기’에 대해 알아보겠습니다.
변압기란?
변압기는 전력을 효율적으로 전달하기 위해 전압을 변환하는 중요한 전기 장치입니다. 변압기의 구조는 기본적으로 철심(코어), 권선(코일), 절연체, 냉각장치, 탱크 및 부속 장치로 구성됩니다.
변압기=철심+권선+절연체+냉각장치+부속장치
아래의 ‘변압기의 구조’ 항목에서 장치별로 자세히 알아보겠습니다.
변압기의 구조
철심
철심은 전력 변환의 핵심 요소로, 고유가 철판을 적층하여 만들어집니다. 주로 실리콘 강판을 사용하여 히스테리시스 손실과 와전류 손실을 최소화하도록 설계됩니다. 철심은 심심형(Core Type)과 철심형(Shell Type) 두 가지 구조로 나뉘며, 심심형은 주로 고전압에서 사용되고 철심형은 중저압에 적합합니다.
권선
권선은 전류를 흐르게 하는 구리 또는 알루미늄 전선으로, 변압기의 1차 및 2차 권선을 감아 전압을 변화시키는 역할을 합니다. 권선 방식은 단권 변압기(Auto Transformer)와 복권 변압기(Double Winding Transformer)로 구분되며, 복권 방식이 일반적으로 더 많이 사용됩니다.
절연체
절연체는 권선 간 또는 권선과 철심 사이에서 전기적 절연을 제공하며, 주로 절연유(Transformer Oil), 절연지(Pressboard), 절연테이프 등이 사용됩니다. 절연유는 냉각과 절연 역할을 동시에 수행하며, 내부 방열을 돕습니다.
냉각장치
냉각장치는 변압기 내부에서 발생하는 열을 발산시켜 효율을 유지하는 역할을 합니다. 냉각 방식에는 자연 냉각(OA), 강제 공냉(FA), 강제 유냉(FOA) 등이 있으며, 대형 변압기에서는 강제 냉각 방식을 주로 채택합니다.
부속장치
탱크는 변압기의 외부를 보호하고 내부 절연유를 저장하는 역할을 합니다. 일반적으로 강철로 제작되며, 내부 압력을 조절하기 위한 가스 릴리프 밸브가 부착됩니다.
기타 부속 장치로 부흐홀츠 계전기(Buchholz Relay), 온도계, 유압계, 탭 체인저(Tap Changer) 등이 있으며, 이들은 변압기의 정상적인 작동 상태를 감시하고 유지 보수를 돕는 역할을 합니다.
마무리
정리하자면, 변압기는 철심, 권선, 절연체, 냉각장치, 탱크 및 부속 장치로 구성되어 있으며, 각각의 요소가 유기적으로 결합되어 전력 변환과 안전한 운용을 가능하게 합니다.
아래는 제가 직접 촬영한 변압기 사진입니다. 참고하시길 바랍니다.
