전력 변압기와 배전 변압기의 차이점

주요 차이점

전력 변압기는 고전압 송전망에서 스텝업 및 스텝다운 작업(예: 400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV, 33 kV)에 사용되며, 그 정격 용량은 일반적으로 200 MVA 이상입니다. 반면, 배전 변압기는 저전압 배전망에서 최종 사용자와 연결하는 수단으로 사용되며(예: 11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 230 V), 그 정격 용량은 보통 200 MVA 미만입니다.

변압기 크기 / 절연 수준

전력 변압기는 33 kV 이상의 고전압에서 중량 부하 시나리오에서 전력 송전에 사용되며, 효율성이 100%입니다. 배전 변압기에 비해 크기가 더 크고 발전소 및 송전 변전소에서 사용되며, 높은 절연 수준을 갖추고 있습니다.
배전 변압기는 저전압에서 전기를 분배하는데 사용되며, 산업용으로는 33 kV 이하, 가정용으로는 440 V - 220 V를 사용합니다. 효율성은 50-70% 범위이며, 크기가 작아 설치가 쉽고 자기 손실이 적으며, 항상 만부하 상태로 작동하지 않습니다.

철 손실과 구리 손실

전력 변압기는 송전망에서 사용되며 소비자와 직접 연결되지 않으므로 부하 변동이 거의 없습니다. 하루 24시간 만부하 상태로 작동하므로 구리 손실과 철 손실이 하루 종일 발생하며, 특정 무게(즉, 철 무게/구리 무게) 비율이 매우 낮습니다. 평균 부하는 만부하 또는 그에 가까우며, 만부하 상태에서 최대 효율성을 달성하도록 설계되었습니다. 시간에 독립적이므로, 효율성을 계산할 때 단순히 전력만 고려하면 충분합니다.

배전 변압기는 배전망에서 사용되며 소비자와 직접 연결되므로 부하 변동이 큽니다. 항상 만부하 상태가 아닙니다. 철 손실은 하루 24시간 발생하고, 구리 손실은 부하 주기에 따라 발생합니다. 특정 무게(즉, 철 무게/구리 무게) 비율이 상대적으로 높습니다. 평균 부하는 만부하의 약 75%이며, 75% 만부하 상태에서 최대 효율성을 달성하도록 설계되었습니다. 시간에 의존적이므로, 전체 일간 효율성을 정의하여 효율성을 계산합니다.

전력 변압기는 전력 송전에서 스텝업 장치로 사용됩니다. 이를 통해 특정 전력 흐름에서 I²r 손실을 최소화할 수 있습니다. 이러한 변압기는 코어의 활용을 극대화하도록 설계되어 B-H 곡선의 굴곡점(약간 위의 값) 근처에서 작동하여 코어의 질량을 크게 줄입니다.자연스럽게, 전력 변압기의 경우 철 손실과 구리 손실이 피크 부하에서 일치하며, 즉, 두 가지 손실이 동일한 지점에서 최대 효율성을 달성합니다.

반면 배전 변압기는 같은 방식으로 설계될 수 없습니다. 따라서 일간 효율성이 설계 시 중요한 고려 사항이 됩니다. 이는 일반적인 부하 주기에 따라 달라집니다. 코어 설계는 피크 부하와 일간 효율성을 모두 고려하여 두 가지 사이의 균형을 맞추어야 합니다.전력 변압기는 일반적으로 만부하 상태로 작동하므로 구리 손실을 최소화하도록 설계됩니다. 반면 배전 변압기는 항상 작동하며 대부분 만부하 상태보다 낮은 조건에서 작동하므로, 코어 손실을 최소화하도록 설계됩니다.

전력 변압기는 전력 송전에서 스텝업 장치로 작동하여 특정 전력 흐름에서 I²r 손실을 최소화합니다. 코어 활용을 최적화하도록 설계되어 B-H 곡선의 굴곡점(약간 위의 값) 근처에서 작동하여 코어의 질량을 크게 줄입니다.
피크 부하에서는 이러한 변압기들이 철 손실과 구리 손실 간의 균형을 보여줍니다. 이는 두 가지 손실이 동일한 지점에서 최대 효율성을 달성하는 지점입니다.

반면 배전 변압기는 같은 방식으로 설계될 수 없습니다. 따라서 일간 효율성이 설계 과정에서 중요한 요소가 됩니다. 이는 일반적인 부하 주기에 따라 달라집니다. 코어 설계는 피크 부하 요구사항과 일간 효율성을 효과적으로 처리하여 두 가지 사이의 균형을 맞추어야 합니다.
전력 변압기는 일반적으로 만부하 상태로 작동하므로 구리 손실을 최소화하도록 설계됩니다. 반면 배전 변압기는 계속 작동하며 대부분 만부하 상태보다 낮은 조건에서 작동하므로, 코어 손실을 최소화하도록 설계됩니다.