산업용 변압기를 설계하는 방법

Sep 16, 2023

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변압기는 산업 부문 전반에 걸쳐 에너지 분배 시스템의 중요한 부분입니다. 공급 인프라의 전체 용량에 비해 적절한 양의 전력이 부하에 도달하도록 보장합니다.

산업용 변압기는 전기 배전 성능과 프로세스 요구 사항 충족에 큰 영향을 미칩니다. 부적절하게 제작되거나 크기가 조정된 변압기는 운영의 효율성과 성공을 저해하고 규정 준수를 위협합니다.

필수 크기 조정 및 부품 선택 고려 사항을 포함하여 산업용 변압기 설계에 대해 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.

의사결정자는 산업용 변압기의 두 가지 주요 범주인 건식 변압기와 액체 충전 변압기 중에서 결정해야 합니다. 이 결정에 영향을 미치는 요소에는 위치, 환경, 목표 비용 지출 및 전기 시스템의 기존 구성이 포함됩니다.

후자 유형은 더 높은 전력 부하에도 불구하고 몇 가지 단점이 있습니다. 건식 변압기에는 보다 강력한 보험 적용 범위와 환기 시스템이 필요하지만 현장 설치 능력이 큰 장점입니다.

또 다른 중요한 단계는 변압기에 필요한 코어 종류를 결정하는 것입니다. 이는 두 단계로 발생합니다.

다음은 작동 빈도에 따른 몇 가지 핵심 선택 지침입니다.

일부 핵심 유형에는 보빈이 필요하지만 다른 유형에는 필요하지 않습니다. 해당 응용 분야의 특정 요구 사항을 확인하려면 부품 제조업체에 문의하세요.

Texas Instruments에 따르면 산업용 변압기에 허용 가능한 온도 상승은 40~50°C 정도입니다. 이로 인해 내부 온도는 최대 100°C가 됩니다. 코어가 클수록 변압기 내의 온도 상승률이 감소한다는 점에 유의하십시오. 온도를 효과적으로 관리하는 것은 전력 손실을 관리하고 만족스러운 효율성을 보장하는 또 다른 단계입니다.

신규 또는 교체용 산업용 변압기의 크기를 최적화하는 것은 시간이 지남에 따라 허용 가능한 에너지 비용을 실현하는 데 중요합니다. 의사 결정자는 변압기의 수요와 연결 부하 등급이 적절한지 확인해야 합니다. kVA(킬로볼트 암페어) 단위로 측정되는 연결 부하는 항상 수요 부하보다 크지만, 후자는 엔지니어링 팀의 운영 요구 사항에 대한 이해와 일치해야 합니다.

변압기 크기를 최적화하는 가장 좋은 방법은 기록 데이터를 사용하는 것입니다. NEC 지침 220.87에 따라 엔지니어는 1년간 누적된 피크 부하 데이터를 사용하여 새 변압기를 최적화할 수 있습니다. 이 정보를 사용할 수 없는 경우 NEC는 30일간 측정된 최대 부하 데이터의 사용도 허용합니다. 두 방법 모두 난방 및 냉방 요구 사항 데이터의 일치 간격(각각 1년 또는 30일)이 필요합니다.

비용만이 크기 조정의 영향을 받는 유일한 변수는 아닙니다. 너무 큰 것에 비해 적절한 크기의 변압기는 에너지 위험의 영향과 아크 플래시의 위험을 줄입니다.

산업용 변압기는 단상과 3상으로 더욱 세분화됩니다. 단상 변압기에는 1차 및 2차 권선 구성요소가 있는 반면, 3상 모델에는 3개의 1차 권선과 3개의 2차 권선이 필요합니다.

단상 변압기의 권선 유형에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 그러나 3상 변압기의 원하는 성능을 얻으려면 올바른 1차 권선과 2차 권선을 선택해야 합니다. 여기에는 스타(와이), 델타(메시) 및 상호 연결된(지그재그) 권선이 포함됩니다.

신중하게 선택하십시오. 다양한 권선 유형의 조합과 관련하여 일부 장단점과 장점이 있습니다. 예를 들어, 스타-델타 연결 구성은 불균형 부하를 전송하는 데 더 적합하며 강압 변압기와 더 자주 연결됩니다. 스타-스타 배열은 코어 주위에 감긴 회전이 더 적게 필요한 것과 같은 고유한 장점이 있습니다.