전기박사의 ‘現問賢答’

변압기 떨림 현상 계속될 때… 부하의 상태를 먼저

확인해야

Q. 아파트에 근무하는 안전관리자입니다. 시공한 지 6년 된 아파트 몰드 변압기 4대(공용750kv1대, 세대 500kv 3대) 중 2대가 코일 소손으로 교체했고, 나머지 1대도 교체한 아파트입니다. 사고 내력이 많아서 그런지 제가 예민해서 그런지 변압기(750kv) 소음도 크고, 전압도 높게(397, 398, 397)측정돼서 해당 변압기에 업체에 A/S를 요청해서 점검했는데, 큰 이상은 없다고 합니다. 다만, 업체에서 전압이 높으니 탭 조정을 하라고 하고 변압기 상부 요크와 중심각코어 접속부분이완으로 약간의 떨림 현상(66~67DB)과 부하특성에 의한 소음이라 큰 문제가 아니라고 합니다. 해당 업체는 이상 없다고 하지만 담당자로선 변압기 떨림 음이 우려됩니다. 전압조정을 해도 별 지장이 없는지요

A. 부하가 증가하면 전류가 많이 흐르고 전류가 많아지면 유도자계가 많아지고 그리고 주위 자성물체의 진동이 심해집니다. 그 때문에 먼저 부하의 상태를 확인해 보셔야 합니다. 당연히 부하가 증가하면 소음이 커집니다. 날씨와 환경에 따라서도 많이 달라집니다. 전압이 높으면 여자전압이 커집니다. 결국, 여자전류가 더 흐르는 결과가 되겠지요. (전압이 아주 높지 않으니 영향은 그리 크진 않습니다.) 하지만 부하에 따라 부하전류는 양면성을 가지고 있습니다. 일반 전등부하는 전압에 비례하여 전류가 증가하지만, 동력부하인 전동기부하?전류가 줄어듭니다. 따라서 위 상황을 고려하여 점검하시는 것이 좋습니다. 그리고 전압은 사용전압 380V에서 LINE 전압 398V는 크게 문제가 아닙니다. 실제 부하 기기에 걸리는 전압은 그렇게 높지 않을 것입니다. 그런데 5년밖에 안 된 아파트에서 변압기 4대 중 3대를 벌써 교체를 하였다 하는데 서두르신 경향이 있네요.

Q.저희 시설현황은 (수전용량 750KVA, 발전용량 250KVA, 변압기 몰드형 3상 변압기 △-Y 형식, 중성점 직접접지방식, 피뢰기 E1, 중성점 직접접지 E2, E3 접지 단자가 수변전실 접지 단자에 공통접지, OCGR 감도탭 전류 2[A], 시간설정 10[sec], 전류설정 10[A]으로 설정됨, OCGR N상 CT배율 100/5])입니다. 이런 상황에서 문제는 배전반 누전차단기 부하 측 전원상과 접지 단과의 단락사고 시 누전차단기가 차단되지 않고 변압기 보호계전기인 51N OCGR이 감지되어 주 차단기가 차단되는 상황입니다. 누전차단기가 부 동작 하는 원인과 OCGR이 동작하는 문제의 요인이 어떤 것이 있을까요? 또한, 사고시 주 차단기가 계속 차단되어 정전사고가 빈번합니다.

A.실제 접지로 인한 TRIP인지를 분명하게 확인할 필요가 있습니다. 기본적으로 누전 차단기는 30mA에 0.03Sec에 동작합니다. 그런데 ACB가 TRIP 되는 것은 40A로 되어 있습니다. ACB는 누설전류 지락으로만 동작하지 않습니다. 부하의 불평형에 의한 전류에 의하여 TRIP도 될 수 있습니다. 감도 전류 30mA인 누전차단기가 먼저 동작하지 않은 것은 누전이 아닌 부하 불평형에 의하여 TRIP이 되었을 것입니다. 중성 선에 흐르는 전류를 측정해 보시기 바랍니다.

Q. 리액터 제조업체에서 일하고 있습니다. 에어컨 실외기나 세탁기 용접기 등에 들어가는 인버터용 전기기기 앞단에 연결하는 리액터를 제작하는데 업체마다 원하는 스펙을 요구합니다. 예를 들어, 20[A] 1.65[mH], 10[A] 28.8[mH] 등 이렇게 만들어 달라고 요구를 하는데 예전 data를 가져와서 만들면 만들 수 있지만, 암페어 뒤에 딸려오는 L 값이 무엇을 뜻하고 의미하는 것인지 잘 모르겠습니다. 그러니까 뒤에 L 값이 크거나 작은 걸로 인해서 제품에 끼치는 영향이 라던지 어떻게 산출을 해서 저렇게 L 값을 정하는건지 궁금합니다.

A. 리액턴스(Ω)는 Coil이나 Condenser가 갖는 인덕턴스(H), 케페시스턴스(F)가 교류에서 갖는 저항입니다. XL=2∏fL이고  XC=1/2∏fC입니다. 따라서 전원주파수는 교류 60Hz이므로 1.65[mH]일 경우는 2×3.14×60 ×1.65×0.001=0.37(Ω)이고 28.8[mH]는 2×3.14×60 ×28.8×0.001=10.5(Ω)입니다. 20[A] 1.65[mH]를 계산하면 20A×0.37(Ω)=7.4V이고 10[A] 28.8[mH]를 계산하면 10A×10.5(Ω)=105V입니다. 결론으로 L 값은 교류에서 Coil이 갖는 저항값을 말합니다.

Q. 저희 공장에서 정격 380V/12.5A 7.5 마력의 모터를 사용하고 있습니다. 종전에는 트립이 안 생겼는데 요즘 들어 계속 트립이 발생합니다. 사용용도는 탈수기를 고무벨트로 돌리는 타입입니다. 궁금한 점은 현재 gth-22라는 열동형계전기에 18A로 세팅이 되어 있는데 혹 더 큰 용량의 계전기로 교체해도 되는지와 얼마 정도의 A로 세팅하는 것이 일반적인 세팅인지가 궁금합니다. 또한, 작업환경이 같은데 전에 없던 트립이 발생하는 사례를 알고 싶습니다.

A.상황을 봐서 Motor를 단속운전 한 것 같습니다. 그 상태로 계속 장시간 운전하였던 거라면 분명히 Motor은 소손 되었을 것입니다. 기본적으로 단시간 운전시에는 Thermal을 Over Setting 하여 과부하 운전도 합니다. 몇 분 운전하고 정지하고 또다시 몇 분 운전하고 정지하는 방법으로 운전할 경우입니다. 즉 MOTOR에 열이 누적되지 않고 운전하는 경우입니다. 기본적으로 과부하 Setting은 정격전류를 Over 하여 운전이 되어도 Trip이 되지 않으므로 Motor가 소손이 될수 있습니다. 따라서 운전 시에는 정격전류를 Over 하지 않도록 하여야 하고 Thermal Setting도 그 이하로 합니다. Thermal Setting은 계속 연속 운전하는 것이라면 정격전류보다는 낮고 운전전류보다는 높게 설정하는 것입니다. 말씀하신 정격전류를 가지고 설명하면 정격이 12.5A인데 18A Setting을 하였다면 150%에 과부하 Setting을 한것입니다. 실제 운전시의 전류를 측정 해 보시기 바랍니다. 전류가 Setting 치보다 낮으면 Thermal 단자의 접촉불량을 의심하여야 합니다. 그리고 실제로 과전류라면 과부하의 근본적인 원을 찾아 Repair 하여야 합니다. 그리고 Thermal은 다시 한번 검토해 보시기 바랍니다. 절대적으로 용량을 더 큰 것으로 교체하면 안 됩니다.

Q.3상 380V를 받아서 3상 220과 단상 100V를 사용하려고 변압기를 설치하였습니다. 델타 Y 결선이고, Y 측에 AVR을 설치하여 127V에서 100으로 변환하여 사용하고 있습니다. 처음 설치 시 실수로 N상과 E상을 연결하지 않았었습니다. 그래서 상간 불평형으로 N-E 전압이 10~70V 정도 생겼었습니다. 그 이유로 N과 E를 연결하였습니다. 그런데 처음에 N-E를 연결하지 않은 상태에서는 장비가 켜졌지만, N상과 E상을 연결하기만 하면 장비가 켜지지 않습니다. 기존 우리 회사(정상적으로 사용하던) 변압기의 단상 220을 받아서 AVR을 써서 100V로 전환해서 설치하면 잘 돌아갑니다. 어떤 점검이 필요한가요

A.중성점 접지를 않으면 부하 측 절연 정도에 따라 중성점의 위치가 이동하고 중성선과 접지 간에는 전압이 발생합니다. 3상4선식의 전기방식에서는 중성점을 분명하게 2종 접지 하여야 합니다. 그래야 중성점(N)이 대지(E)와 동전 위가 되어 안전한 것입니다. 100V의 장비가 동작이 되지 않은 것은 원인이 다른 곳에 있습니다. 접지를 않았을 경우에는 상간이 분명하게 127V가 걸렸을 것입니다. AVR과 장비를 연결하고 장비에 걸리는 전압을 확인해 보시기 바랍니다. 정상적으로 전압이 100V가 걸리지 않았을 것입니다. 전압이 걸리면 당연히 동작합니다. 문제는 아마 AVR에서 한단자가 접지되어 있었을 것입니다. 복권이면 문제가 되지 않지만, 단권에서는 문제가 될 것입니다. AVR이 단권일 경우는 (변압기 중성점에서 접지를 시키므로) 절대적으로 접지하면 안 됩니다. 다시 한번 점검해 보시기 바랍니다. 중성점을 접지하지 않았을 때 불평형이라도 기본적으로는 전압이 대지와는 나오지 말아야 합니다. 그런데 N-E 전압이 10~70V처럼 나오는 것은 그리고 장비가 동작이 되는 것은 AVR의 접지에 의하여 접지가 이루어지긴 하였어도 장비엔 정상적으로 100V가 공급이되었기 때문입니다.