K-factor 변압기

K-factor 변압기

 

1. 개 요

 

 1) K-factor란 

  비선형 부하들에 의한 고조파영향에 대하여 변압기가 과열현상 없이 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 능력을 말함

 2) K-factor 변압기란 

  부하전류에 포함된 고조파 전류의 영향을 고려하여 IEEE(ANSI/IEEE C57)에 의한 K-factor를 계산한 후, 권선 및 철심의 내구성 및 절연내력을 보강하여 설계한 변압기를 말함

  - 예 : 정류기용 변압기

 

2. K-factor 변압기 특징

 

 1) 전위 권선 사용

  (1) 와전류손 감소

  (2) 점적률 향상

  (3) 소선의 길이를 균일하게 하고 소선 간 전위차를 제거

 2) △ 권선 두께 증가

  - △ 권선에 영상고조파 순환

 3) Y 권선 중성점 접속 부 굵기 증가

  - 상권선의 300%로 설계

 4) %Z가 적은 변압기로 설계

     

→ 고조파에 의한 전압강하 경감 효과

 5) 절연 증가

  고조파에 의한 피크 치 증가로 115%까지 전압 발생

 

3. K-factor 변압기와 일반 변압기 비교

 

 1) 손실과 권선온도 보상

  (1) 권선의 도체에서 발생되는 와전류손은 전류 주파수의 제곱에 비례하여 증가

  (2) 고조파 전류에 따라 변압기의 최대 정격용량이 감소되는 비율만큼 변압기의 온도상승 내량을 증가시켜 설계해야 함

 

 2) 절연내력 증가

  (1) 정류회로에서 방향전환 순간 변압기의 단자전압은 매우 심한 Notching 및 진동이 발생하게 되어 Pulse가 발생 함

  (2) Pulse에 의한 피크치는 변압기의 저압권선 절연에 손상을 줄 수 있으므로 이에 맞게 절연을 보강해야 함

 

 3) 철손과 이상 소음 제거

  (1) 부하 단에서 발생되는 고조파 전류는 변압기 철심 자속파형을 왜곡하며, 소음 증가와 철심 내부의 와류손을 증가시킴

  (2) 선형부하에 의한 정현파 전류는 철심에는 누설리액턴스가 존재하지 않아 권선의 누설리액턴스만 고려하면 되지만

  (3) K-factor 변압기에서는 철심내부에 잔류 리액턴스가 존재하게 되어 변압기 철심 내부의 자속밀도가 증가 함

  (4) 자속밀도

   - 일반 변압기(몰드형) : 최대 16,500 Gauss로 제작

   - K-factor 변압기      : 14,000 Gauss이하로 설계

 

 

[출처] K-factor 변압기|작성자 공산