저압 유도전동기 보호

저압 유도전동기 보호

저압 유도전동기 보호는 과부하와 단락 같은 이상 전류로부터 전동기와 배선을 지키는 체계다.

과부하는 정격을 조금 넘는 전류가 오래 흐르며 권선을 과열시키는 상태다.

단락은 권선이나 배선 사이가 거의 0 임피던스로 붙어 매우 큰 고장전류가 흐르는 상태다.

두 보호를 나눠 이해하는 것이 설계와 답안의 기본이다.

보호기기 역할 분담

보호기기는 역할이 나뉜다. 전자접촉기는 전동기를 개폐한다.

열동계전기나 전자식 계전기는 과부하를, 차단기나 퓨즈는 단락을 맡는다.

단락 차단기는 과부하 보호기기보다 먼저 동작해야 하며, 차단 용량은 예상 단락전류보다 커야 한다.

이 조건이 맞지 않으면 고장 때 차단기가 끊지 못하거나 과부하 기기가 먼저 손상된다.

계산 예제

가상의 15kW, 380V, 역률 0.85, 효율 0.9인 3상 유도전동기로 계산한다.

정격 전류는 출력을 √3·V·cosθ·η로 나눠 구한다. 결과는 약 29.9A다.

과부하 계전기는 정격의 115% 이하에서 동작하지 않고, 125% 이상에서 일정 시간 내 동작하도록 설정한다.

단락 보호 차단기는 기동 전류 150~210A를 고려해 정격을 선정한다.

열동형과 전자식 비교

과부하 계전기는 동작 방식에 따라 열동형과 전자식으로 나뉜다.

열동형은 발열체의 열팽창으로 접점을 연다. 전자식은 전류를 측정해 열모델로 추정한다.

열동형은 주위 온도의 영향을 받아 정밀도가 떨어진다. 전자식은 정밀도가 높다.

전자식은 과부하·결상·지락 등 복합 보호가 가능하고 설정이 자유롭다.

열동형은 소용량 전동기에 널리 쓰이고, 전자식은 대용량이나 중요 설비에 적용한다.

보호 흐름과 직접 풀기

보호 흐름을 한 번 정리한다. 부하가 늘어 과부하가 생기면 계전기가 접점을 연다.

사고로 단락이 생기면 대전류가 순간적으로 흐른다.

차단기나 퓨즈가 순시 트립으로 고장 구간을 끊는다.

보호 협조에 따라 과부하 계전기가 먼저 동작하고, 차단기는 단락 전류를 차단한다.

열동 계전기는 단락 전류를 차단할 능력이 없다. 단락은 퓨즈나 차단기가 맡는다.