안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.
결론부터 말씀드리면 변압기 철손은 철심에 교번 자속이 생기면서 발생하는 손실이고, 동손은 권선에 전류가 흐르면서 발생하는 저항 손실입니다. 철손은 변압기에 전압이 인가되면 부하가 없어도 발생합니다. 1차측에 교류 전압을 걸면 철심에는 계속 방향과 크기가 바뀌는 자속이 생기는데, 이 과정에서 히스테리시스손과 와류손이 발생합니다. 히스테리시스손은 철심의 자화 방향이 반복적으로 바뀌면서 생기는 손실이고, 와류손은 변화하는 자속으로 인해 철심 내부에 유도전류가 흐르면서 생기는 손실입니다. 반면 동손은 권선 자체의 저항 때문에 발생합니다. 전류가 흐르면 I²R 손실이 생기므로 부하가 커질수록 전류가 증가하고 동손도 전류의 제곱에 비례해 커집니다. 변압기 효율은 출력 전력에 비해 손실이 얼마나 작은가로 결정됩니다. 부하가 너무 작으면 철손은 계속 발생하는데 출력이 작아 효율이 낮고, 부하가 너무 크면 동손이 크게 증가해 효율이 낮아집니다. 일반적으로 철손과 동손이 같아지는 부하율 부근에서 효율이 가장 높습니다. 이 조건은 손실의 균형이 가장 좋은 지점이기 때문입니다. 실제 현장에서는 변압기를 너무 큰 용량으로 설치하면 평상시 부하율이 낮아 철손 비중이 커지고, 너무 작은 용량으로 설치하면 과부하와 동손 증가로 과열 문제가 생깁니다. 따라서 변압기 용량은 최대부하뿐 아니라 평균부하와 운전 패턴까지 고려해 선정해야 효율과 수명을 모두 확보할 수 있습니다.