변압기의 3상 결선

전기기사 필기 2020년 3회 58번

가극성인 경우 두 권선의 전압이 직렬 가동으로 더해져 $V_1 + V_2$가 되고, 감극성인 경우 두 권선의 전압이 직렬 차동으로 빼져서 $|V_1 - V_2|$가 됩니다.

Q문제

210/105 V

의 변압기를 그림과 같이 결선하고 고압측에

200 V

의 전압을 가하면 전압계의 지시는 몇

V

인가? (단, 변압기는 가극성이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

100

1차측과 2차측 전압의 합을 구하지 않고, 2차측 유도 전압만을 전압계의 지시값으로 착각한 오답입니다.

200

전압계가 측정하는 양단 전압을 고려하지 않고, 1차측 인가 전압만을 그대로 정답으로 착각한 오답입니다.

300

전압계의 지시값은 300V입니다.

•

Step 1: 변압기의 권수비(

a

)와 2차측 전압(

V_{2}

)을 계산합니다. 주어진 변압기의 정격 전압비가

210/105 V

이므로 권수비

a = 210/105 = 2

입니다. 1차측에

V_{1} = 200 V

를 인가했으므로 2차측 전압은

V_{2} = V_{1} / a = 200/2 = 100 V

가 됩니다.

•

Step 2: 변압기의 극성에 따른 전압계 연결 상태를 확인합니다. 문제에서 변압기는 가극성이라고 주어졌으며, 회로도에서 1차측 단자 V와 2차측 단자 v가 공통으로 연결되어 있고 전압계는 U와 u 사이에 연결되어 있습니다.

•

Step 3: 가극성 변압기에서 해당 결선 시 전압계에 나타나는 전압을 계산합니다. 가극성일 때 U와 u 사이의 전위차는 1차측 전압과 2차측 전압이 더해지는 방향이 되므로, 전압계의 지시값

V = V_{1} + V_{2} = 200 + 100 = 300 V

가 됩니다.

400

권수비나 극성을 잘못 적용하여 1차측 전압의 2배를 전압계의 지시값으로 잘못 계산한 오답입니다.

가극성과 감극성의 차이는 무엇인가요?

가극성은 1차 권선과 2차 권선의 유도 기전력 방향이 직렬로 더해지는 방향으로 결선된 상태를 말하며, 감극성은 서로 빼지는 방향으로 결선된 상태를 말합니다. 우리나라의 표준 변압기는 감극성을 채택하고 있습니다.

전압계가 U와 u 사이에 연결되고 V와 v가 공통으로 묶여 있을 때 전압은 어떻게 계산되나요?

가극성인 경우 두 권선의 전압이 직렬 가동으로 더해져

V_{1} + V_{2}

가 되고, 감극성인 경우 두 권선의 전압이 직렬 차동으로 빼져서

∣ V_{1} - V_{2} ∣

가 됩니다.