안녕하세요, 활력 충전기 부들부들라이츄입니다! ⚡️
여러분, '전기' 하면 딱 떠오르는 단어 중에 '변압기' 빼놓을 수 없죠? 왠지 모르게 복잡하고 어렵게 느껴지지만, 사실 우리 일상과 너무너무 밀접한 장치라는 사실!
전기기사 공부하는 님들이라면 이건 뭐 선택이 아니라 필수 아니겠어요?! 🫡
그리고 일반인들에게도 절대 어려운 주제가 아니랍니다!
그래서 제가 변압기의 모든 것을 쉽고 재밌게 한번 파헤쳐 봤어요!
1. 변압기, 넌 정체가 뭐니? (원리편)
변압기? 이름만 들어도 벌써 뭔가 압력을 바꾼다는 느낌이 팍 오죠? ㅋㅋㅋ
맞아요! 변압기는 '전압을 높이거나 낮추는' 마법 같은 기계예요 !
트랜스포머라고도 하죠~ 짧게 트랜스라고도 하고 예전엔 일본을 거쳐 오다보니 도란스라고도 불렸었죠!🤯
발전소에서 만들어진 낮은 전압의 전기를 큰 공장이나 가정으로 보내려면 엄청나게 전압을 높여야 하고, 반대로 그렇게 보내진 어마어마한 전압의 전기를 우리 집으로 가져오려면 전압을 팍팍 낮춰야 하는데, 이 모든 걸 변압기가 뚝딱! 해내는 거죠.
그럼 어떻게 그렇게 되냐고요? 바로 '전자유도 현상' 때문이에요! ⚡
변압기 안을 보면 '철심'이라는 뼈대 양쪽에 코일이 감겨 있어요 .
한쪽 코일에 전류를 흘려주면 그 코일 주변에 자석처럼 자장이 생기거든요?
이걸 1차측이라고 하는데, 이 자장이 철심을 타고 옆에 있는 2차측 코일까지 전달되는 거예요 .
그럼 2차측 코일에서는 신기하게도 전선이 연결되어 있지 않아도 전기가 유도되면서 새로운 전류가 생긴답니다. 와우, 신기방기! 🤗
그리고 이 1차측 코일이랑 2차측 코일이 얼마나 감겨있느냐에 따라서 전압이 달라져요.
1차측보다 2차측 코일을 많이 감으면 전압이 업⬆️!, 적게 감으면 전압이 다운⬇️! 이렇게 되는 원리랍니다. 이걸 승압과 강압이라고 하는데, 식으로 나타내면 아래와 같아요.
2차전압 = 2차 코일의 권수/1차 코일의 권수 X 1차 전압
그리고 이 변압은 원칙적으로 교류일 경우만 가능하답니다!
핵중요 개념이니 별표 다섯 개 박고 가실게요! ⭐⭐⭐⭐⭐
2. 변압기도 다 같은 변압기가 아니라고?! (종류편)
변압기가 다 똑같아 보이지만, 사실 용도나 생김새에 따라 종류가 엄청 다양해요!
우리 전기기사 준비하시는 분들은 이 정도는 기본으로 알고 있어야겠죠?
⭐ 용도에 따른 분류
- 전력용 변압기: 발전소에서 만들거나 공장에서 쓸 전기를 우리 집이나 회사까지 보낼 때 사용하는 대빵 큰 변압기예요. 주로 발전소나 변전소에서 사용된답니다.
- 배전용 변압기: 배전선로에서 받은 고압을 변환시켜 수용가에 필요한 전압을 공급해주는 역할을 담당해요!건물 외부에 설치되는 옥외용과 내부에 설치되는 옥내용이 있답니다.
- 주상 변압기: 보통 주상 변압기는 전신주에 설치되어 있구요! 배전선에 공급되는 1차전압인 3,300V 또는 6,600V(볼트)의 고전압을 실제 가정에 공급되는 2차전압인 110V 또는 220V의 저전압으로 만들어 줘요.한전용 변압기라고도 합니다.
- 계기용 변압기: 전압을 측정하기 위해 높은 전압을 강하하여 측정할 수 있게 하는 변압기로 계기의 측정 범위를 확대하기 위한 변압기 입니다!
- 이 외에도 접지로용 변압기, 반도체, 선박용, 시동용 변압기도 있구요. 어댑터도 변압기로 볼 수 있어요!
⭐ 절연 방식에 따른 분류 (전기기사 단골 출제 파트! 별표 두 개!)
이 부분은 진짜 실기 시험에도 자주 나오니까 두 눈 크게 뜨고 봐주세요!
- 유입 변압기 가장 오래되고 전통적인 방식의 변압기야! '유입'이라는 이름처럼 절연유, 그러니까 기름 속에 코일과 철심이 잠겨 있는 형태지 . 이 절연유가 전기적인 절연 역할도 해주고, 변압기에서 발생하는 열을 식혀주는 냉각 역할까지 톡톡히 해낸답니다. 기름 속에서 헤엄치듯(?) 작동하는 친구라고 생각하면 돼! 🌊
- 장점:
- 가격! 몰드 변압기나 건식 변압기에 비해 저렴한 편이에요 . 아무래도 오랜 기술이고 생산량도 많으니깐!
- 냉각 효과 짱! 절연유가 변압기 내부에서 발생하는 열을 아주 효율적으로 식혀줘요 . 그래서 과부하가 걸리거나 용량이 큰 변압기일수록 유입 변압기가 더 안정적일 수 있답니다. 덩치가 좀 커도 강력한 냉각 성능은 무시 못 하죠!
- 절연 성능 굿! 기름 자체가 절연체라서 전기적인 절연 능력이 뛰어나. 고전압에 안정적으로 사용할 수 있는 이유 중 하나랍니다.
- 단점:
- 화재 및 폭발 위험: 이게 제일 큰 단점이야. 기름이 가연성이라서 혹시라도 사고가 나면 화재나 폭발로 이어질 위험이 있어요 . 그래서 사람 많고 중요한 건물 안에는 잘 설치를 안 하려고 하죠!
- 유지 보수 필요: 절연유도 시간이 지나면 성능이 떨어져서 주기적으로 교체하거나 보수를 해줘야 해요 . 기름 새는지도 살펴야 하고! 은근 손이 많이 가요 ㅋㅋㅋ
- 설치 공간: 몰드 변압기보다 덩치가 크고 무거운 편이에요. 그래서 설치할 때 공간 제약이 있을 수 있고, 주변에 방유둑(기름 유출 방지 턱) 같은 것도 설치해야 해서 비용이 추가될 수 있어요.💡
- 장점:
- 건식 변압기 '건식'이라는 이름처럼 기름을 사용하지 않는 변압기예요. 절연유 대신 유리 섬유 같은 걸로 만들어요 . 기름이 없으니 폭발이나 화재 위험이 훨씬 적겠죠?
- 장점: 기름 안 쓰니 폭발/화재 걱정 없죠! 유지 보수도 엄청 편하고, 유입식(기름 쓰는 거)보다 가볍고 작아서 설치하기도 좋아요.
- 단점: 몰드 변압기처럼 서지에 대한 대책이 필요하고, 상대적으로 가격대가 있는 편이에요.
- 몰드 변압기 일단 이름부터 쿨내가 진동하죠? 난연성 재료로 만들어서 화재에 강하고, 습기나 약품에도 짱짱 강해요!
- 장점: 불 잘 안 붙고(난연성), 절연 진짜 좋음(신뢰성 👍), 습기/약품/진동에도 끄떡없고, 크기도 작고 가벼워서 옮기기도 편함. 에너지 절약도 쌉가능!
- 단점: 비싸요... 네, 비쌉니다... 그리고 서지(갑자기 팍! 튀는 전압)에 취약해서 대책이 필요하고, 큰 용량으로는 만들기 힘들대요. 옥외 설치도 좀 그렇고요.
3. 시험에 나온다면! (정답은 어떻게 써야할까요?)
시험에 나온다면 답은 쓸 수 있게 간단하게 외워둬야겠죠? 아래를 참고해 주세요!
| Q. 유입변압기와 몰드형 변압기를 비교하였을 때 몰드형 변압기의 장점과 단점을 쓰시오 |
| [장점] 1. 소형, 경량화가 가능하다. 2. 절연신뢰성이 우수하다. 3. 난연성이 우수하다. 4. 유입변압기에 비해 보수, 점검이 쉽다. 5. 내습성 및 내진성이 양호하다. [단점] 1. 가격이 고가이다. 2. 내전압이 낮아 서지에 대한 대책이 필요하다. |
| Q. H종 건식 변압기를 사용하려고 한다. 유입변압기를 사용할 때와 비교하여 장점을 4가지 쓰시오 |
| 1. 소형, 경량화가 가능하다. 2. 절연신뢰성이 우수하다. 3. 난연, 자기소화성이 우수하여 화재 및 폭발의 우려가 적어 안전성이 높다. 4. 절연유를 사용하지 않으므로 설치 및 유지보수가 용이하다. |