전기기사 변압기의 원리·구조와 보호 · 2014년 3차 54번 문제와 정답

쉬운 설명

정답은 ② 이다. 철심의 자기 특성 때문에 정현파 전압이 나오려면 여자전류에 기본파 말고도 제3고조파가 가장 크게 섞여야 하기 때문이다. 이 문제는 변압기 1차에 흐르는 여자전류에 기본파 외에 주로 섞이는 고조파의 차수를 묻는다. 바탕이 되는 개념은 철심의 자기포화이다. 여자전류는 철심에 자속을 만들어 주는 전류이다. 철심은 자속이 어느 정도 커지면 더 늘기 어려워지는 성질(자기포화)이 있어서 전류와 자속이 정비례하지 않는다. 그래서 2차에 깨끗한 정현파 전압이 나오도록 자속이 정현파가 되려면 전류의 모양이 일그러져야 한다. 일그러진 여자전류를 기본파와 고조파로 나누어 보면 제3고조파가 가장 큰 고조파 성분이다. 보기에서 제 2고조파와 제 4고조파는 주된 성분이 아니고 제 5고조파는 제3고조파보다 작다. 그래서 주로 포함되는 고조파는 제3고조파 하나로 정리된다.