⚡ 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.
🔍 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.
⚡ 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.
✅ 단권변압기의 장점
🔋 1️⃣ 매우 높은 효율
대부분의 전력이
👉 구리선으로 직접 전달
👉 변압기 내부를 통과하지 않음
그래서
- 철손·동손이 적고
- 효율이 98~99%까지 가능
💰 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
📦 3️⃣ 크기와 무게가 작음
같은 출력 kVA라도
- 일반 변압기보다
- 훨씬 작고 가벼움
특히 대용량 전력 설비에서 매우 큰 장점
⚡ 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
❌ 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
⚡ 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
🔥 3️⃣ 보호계전이 더 중요
절연이 없으므로:
- 접지
- 차단기
- 보호계전기설계가 훨씬 더 중요
🏭 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
📌 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.