전동기 단락전류

전동기 기여전류란

전동기는 단락이 나도 회전하던 관성으로 잠시 발전기처럼 동작한다.

이 전류가 전동기 기여전류이며, 고장점으로 흘러 나온다.

그 크기는 과도리액턴스 Xd″가 정하며, 초기 10~20ms 구간을 지배한다.

따라서 차단기 용량을 정할 때는 이 기여를 반드시 더해야 한다.

구성요소와 시간 구간

전동기 기여전류는 시간에 따라 줄어들며, 구간마다 결정하는 리액턴스가 다르다.

초기 대칭 전류는 수 사이클 동안 가장 크고, 과도리액턴스 Xd″가 이를 지배한다.

과도 전류는 계전기 정정에, 정상 전류는 정상 상태 값으로 참고한다.

직류 성분은 지수 함수적으로 감쇠하며, 비대칭 차단 전류를 구할 때 함께 고려한다.

M.F 보정과 계산 예제

전동기 기여는 정격 전류를 과도리액턴스로 나눈 기준 전류에 M.F를 곱해 구한다.

예를 들어 정격 전류 100A, 과도리액턴스 20%라면 기준 단락 전류는 500A이다.

여기에 M.F를 곱하면 기여 전류가 정해진다. M.F는 차단 시점의 감쇠를 반영한 배수다.

그럼 직접 계산해 보자.

헷갈리는 리액턴스 구분

가장 헷갈리는 점은 과도리액턴스와 동기리액턴스를 혼동하는 것이다.

Xd″는 고장 초기 수 사이클의 전류를, Xd는 정상 상태 전류를 정한다.

Xd′는 과도 구간 이후 전류를 정하며 과전류 계전기 정정에 쓰인다.

M.F를 빼고 기준 전류를 그대로 더하는 것도 흔한 실수다.

차단기 정격 적용

차단기 정격은 투입 용량과 차단 용량을 구분해 산정한다.

투입 용량은 초기 전류 기준의 순시 정격이므로 Xd″를 쓴다.

차단 용량은 차단 시점의 전류를 보므로 Xd″ 또는 Xd′를 쓴다.

IEC 60909 계열을 따르고 조건을 명시하는 것이 기본이다.

정리

마지막으로 핵심을 한 번 더 정리한다.

전동기 기여는 고장 직후 발전기처럼 동작하며 단락전류를 공급한다.

과도리액턴스 Xd″가 초기 전류를 정하고, M.F가 기여를 보정한다.

차단기 정격에는 기여 시점과 리액턴스 구분을 명확히 한다.