격리 변압기는 안전 전원 공급 장치이다. 일반적으로 기계 정비 및 수리에 사용되며, 보호, 낙뢰 방지, 필터링 기능을 수행한다.
격리 변압기의 원리는 일반 변압기와 동일하다. 모두 전자기 유도 원리를 이용한다. 격리 변압기(단, 모든 격리 변압기가 그런 것은 아님)는 일반적으로 1:1 변압기이다. 2차 권선이 접지되지 않기 때문에 2차 측 전선 중 어느 하나도 접지와 전위차가 없어 안전하게 사용할 수 있다. 주로 정비용 전원 공급 장치로 사용된다.
제어 변압기 및 진공관 장비용 전원 공급 장치도 절연 변압기이다. 예를 들어, 진공관 앰프, 진공관 라디오, 오실로스코프, 선반용 제어 변압기 등은 모두 절연 변압기를 사용한다. 예컨대, 컬러 TV 수리 시 안전을 위해 일반적으로 1:1 절연 변압기를 사용한다. 또한 에어컨에도 사용된다.
일반적으로 우리가 사용하는 교류 전원 공급 전압은 한쪽 전선이 접지되어 있고, 다른 전선은 접지 대비 220V의 전위차를 갖는다. 이 전선에 접촉하면 감전될 수 있다. 그러나 절연 변압기의 2차 측은 접지되지 않으며, 그 어떤 두 전선과 접지 사이에도 전위차가 없다. 따라서 사람이 어느 한 전선을 만져도 감전되지 않아 훨씬 안전하다.
둘째, 절연 변압기의 출력 단자와 입력 단자는 완전히 '절연'되어 있다. 이는 변압기 입력 단자(즉, 전력망에서 공급되는 전압)를 효과적으로 필터링하여 입력 전원에 대해 우수한 필터링 효과를 제공한다. 따라서 전기 기기에게 순도 높은 전원 전압을 공급한다.
다른 응용 분야는 간섭 방지이다. 지하철, 고층 건물, 공항, 역, 부두, 산업 및 광업 기업, 터널 내 전력 배전 시스템 등 다양한 장소에서 널리 사용될 수 있다.
격리 변압기는 입력 권선과 출력 권선이 전기적으로 서로 격리된 변압기의 일종이다. 이는 실수로 생길 수 있는 누전부(또는 절연 실패로 인해 전기가 흐를 수 있는 금속 부품) 및 접지부에 의한 위험을 방지하기 위해 사용된다. 그 원리는 일반 건식 변압기와 동일하며, 전자기 유도 원리를 이용한다. 주로 1차 전원 회로를 격리하고, 2차 회로를 접지 대비 부유 상태로 만들어 전기적 안전을 확보한다.
기능
격리 변압기의 주요 기능은 다음과 같습니다: 1차 및 2차 측 전기 부품을 완전히 절연하고, 전체 회로를 격리하는 것입니다. 또한 코어의 고주파 손실 특성을 활용하여 고주파 잡음을 제어 회로로 전달되는 것을 억제할 수 있습니다. 격리 변압기를 사용하면 2차 측이 접지 대비 부유 상태가 되며, 이는 전원 공급 범위가 작고 배선 길이가 짧은 경우에만 적용 가능합니다. 이때 시스템의 접지 용량 전류는 매우 작아 인체에 해를 끼칠 정도가 아닙니다. 또 다른 매우 중요한 기능은 사람의 안전을 보호하는 것입니다! 위험한 전압을 격리하는 역할입니다.
전력 시스템의 지속적인 발전과 함께, 변압기는 전력 시스템 내 핵심 장비로서 점차 더 중요한 역할을 수행하고 있다. 이들의 안전한 작동은 전력 시스템 전체 운영의 신뢰성에 직접적인 영향을 미친다. 변압기 코일 변형이란, 코일이 외력을 받았을 때 발생하는 축방향·반경방향 크기 변화, 본체 이동, 코일 비틀림 등을 말한다. 변압기 코일 변형의 주요 원인은 두 가지이다. 첫째는 변압기가 운전 중 불가피하게 외부 단락 고장에 노출되는 것이고, 둘째는 변압기 운반 및 적재 과정에서 충돌 등 사고가 발생하는 것이다.
전력
변압기 코어의 자속은 인가 전압과 관련이 있다. 전류 내 여기 전류는 부하 증가와 함께 증가하지 않는다. 부하 증가로 인해 코어가 포화되지 않더라도, 코일의 저항 손실은 증가하여 정격 용량을 초과하게 된다. 코일에서 발생하는 열이 제때 방출되지 않으면 코일이 손상된다. 코일이 초전도 재료로 구성된 경우 전류 증가로 인한 발열은 발생하지 않으나, 여전히 누설 자기장으로 인해 변압기 내부에 임피던스가 존재한다. 전류 증가는 출력 전압 감소를 초래하며, 전류가 클수록 출력 전압은 더 낮아진다. 따라서 변압기의 출력 전력은 무한할 수 없다. 변압기에 임피던스가 전혀 없으면 전류 흐름 시 매우 큰 전자기력이 발생해 변압기 코일을 쉽게 손상시킬 수 있다. 전력이 이론상 무한하더라도 실제로는 사용할 수 없으며, 단지 초전도 재료 및 코어 재료 기술의 발전에 따라 동일한 부피 또는 중량의 변압기에서 출력 전력이 증가할 뿐, 결코 무한하지는 않다!
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