⚡ 단권변압기(Autotransformer)란 무엇인가?

 

⚡ 단권변압기(Autotransformer)란 무엇인가?

변압기라고 하면 대부분 1차와 2차가 완전히 분리된 일반 변압기를 떠올립니다.
하지만 전력 시스템에는 이보다 훨씬 가볍고, 싸고, 효율 좋은 변압기가 하나 더 있습니다.

바로

👉 단권변압기(Autotransformer) 입니다.

 

단권변압기는 이름 그대로 **하나의 연속된 권선(코일)**을 1차와 2차가 공유하는 구조를 갖는 변압기입니다.

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🔍 단권변압기의 구조

일반 변압기:

• 1차 권선
• 2차 권선
  → 서로 완전히 절연됨

단권변압기:

• 하나의 권선을
• 중간 탭으로 나누어
• 입력과 출력이 함께 사용

즉,
전압은 다르지만 전기적으로 연결되어 있는 변압기입니다.

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⚡ 단권변압기의 핵심 원리

단권변압기의 가장 큰 특징은:

 

전력의 일부는 변압기 작용(자기 유도) 으로
전력의 대부분은 전기적으로 직접 전달된다는 것

 

예를 들어 2,300 V → 2,420 V 승압일 경우:

• 120 V 만큼만 변압기로 “보정”
• 나머지 2,300 V 부분은 그냥 전선으로 전달

그래서 작은 변압기로도 매우 큰 전력을 처리할 수 있습니다.

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✅ 단권변압기의 장점

🔋 1️⃣ 매우 높은 효율

대부분의 전력이

👉 구리선으로 직접 전달

👉 변압기 내부를 통과하지 않음

 

그래서

• 철손·동손이 적고
• 효율이 98~99%까지 가능

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💰 2️⃣ 비용이 훨씬 저렴

같은 kVA를 처리할 때

• 일반 변압기 → 큰 철심 + 많은 구리
• 단권변압기 → 작은 철심 + 적은 구리

따라서:

• 제작비
• 설치비
• 무게 모두 크게 감소

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📦 3️⃣ 크기와 무게가 작음

같은 출력 kVA라도

• 일반 변압기보다
• 훨씬 작고 가벼움

특히 대용량 전력 설비에서 매우 큰 장점

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⚡ 4️⃣ 매우 큰 kVA 처리 가능

예:

50 kVA 변압기를 단권으로 쓰면
1,000 kVA 이상을 처리할 수도 있음

 

왜냐하면

변압기가 처리하는 건 “전압 차이 부분”뿐이기 때문

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❌ 단권변압기의 치명적인 단점

⚠️ 1️⃣ 전기적 절연이 없다

1차와 2차가 전기적으로 연결되어 있음

 

→ 고전압이 저전압 측으로 그대로 전달될 수 있음

→ 감전·장비 파손 위험 증가

 

그래서:

• 병원
• 데이터센터
• 저압 설비                에는 보통 사용하지 않음

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⚡ 2️⃣ 고장 시 위험이 큼

일반 변압기는 고장 나도 1차–2차 절연이 보호해 주지만

단권변압기는:

• 절연 파괴
• 단락
• 서지 발생 시

👉 저전압 설비가 바로 고전압에 노출될 수 있음

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🔥 3️⃣ 보호계전이 더 중요

절연이 없으므로:

• 접지
• 차단기
• 보호계전기설계가 훨씬 더 중요

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🏭 어디에 사용될까?

단권변압기는 다음 같은 곳에서 주로 사용됩니다.

 

✔️ 송전 계통에서 소규모 전압 조정
✔️ 230 kV ↔ 220 kV 같은 근접 전압 변환
✔️ 대형 모터 기동용 오토트랜스 스타터
✔️ 철도, 산업 플랜트, 변전소 전압 미세조정

 

공통점:

👉 전압 차이가 작고
👉 절연이 굳이 필요 없는 곳

 

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📌 결론

단권변압기는

✔️ 싸고
✔️ 작고
✔️ 효율이 높고
✔️ 대용량 처리 가능

 

하지만

❌ 절연이 없다는 치명적인 위험을 가진 변압기다.

 

그래서:

 

“전압 조정용으로는 최고, 안전 절연이 필요한 곳에는 절대 금물”

 

이게 단권변압기의 본질이다.