[스크랩] Re: 전동기 소손원인 및 보호방법

EOCR-3DM 시리즈             김 인 석  삼화기연(주)

 

전동기 소손원인 및 보호방법

(1) 전동기 소손원인
전동기 소손의 원인으로는 전기적인 원인과 기계적인 원인으로 구분되며, 첫째, 전기적인

원인으로 과부하, 결상, 구속, 층간단락, 권선의 지락, 순간과저압의 유압 등이 있으며, 둘째, 기계적인 원인으로는 전동기 회전자가 고정자에 닿는 경우, 베어링의 마모나 윤활유의 부족으로 발생한 열의 전도에 의한 소손 등이 있다.

① 전기적인 원인
•과부하 : 전동기에 연결되어 있는 기계에 과중한 부하가 가해져 전동기에 열을 발생시켜 그 열에 의해 권선의 절연이 파괴되어 소손된다.
•결 상 : 전동기를 운전하기 위한 전선로에 3상중 한 상의 결함으로 단상으로 운전될 때(연결
부위나 접촉기의 접점에서 많이 발생함) 전동기는 회전 토오크의 부족으로 회전을 계속하지 못하고 전류는 통상 전류의 2배 이상으로 증가하여 급기야는 정지하게 되어, 이 때 건전상의 과도한 전류가 전동기를 소손시킨다.
•층간단락 : 전동기 권선(Coil) 중 한 상의 권선이 절연의 취약 또는 열화로 인해 같은 상의
 Coil이 서로 단락되어 소손된다.
•선간단락 : 전동기 권선의 열화로 인한 절연이 취약하게 되어 선간 교차부분에서 서로 단락 을 일으켜 소손된다.
•권선지락 : 권선의 열화로 인한 도는 절연의 취약부분에서 전동기의 몸체에서 누설전류가
흘렀을때 그 누설전류의 흐름이 진행되면 1선 완전지락 상태로 발전되어 전동기가 소손된다.
•순간과전압의 유압 : 전선로에 유입되는 고전압으로 인해 권선의 내전압을 초과하여 유입되
면 소손되나 피뢰기에 의해 보호되고 있어서 극히 희박한 현상이다.

② 기계적인 원인
•구 속 : 전동기가 과중한 부하로 인해 회전하지 못하고 정지된 상태를 말하며 계속적으로
전원이 투입되어 있을 경우, 이 때 흐르는 전류는 정격전류의 약 6배가 흐르게 되며 계속 그
상태가 유지되면 발생되는 열에 의해 전동기가 소손된다.
•전동기의 회전자가 고정자에 닿는 경우 : 전동기의 축(Shaft)의 이상으로 회전자가 고정

자를 스치고 돌아갈 때 발생하는 열에 의해 전동기가 소손된다.
•축 베어링의 마모나 윤활유의 부족 : 전동기의 축 베어링에서 발생한 열이 전도에 의해 전동기의 권선까지 온도 상승을 일으켜 소손된다.

(2) 보호방법
•상기한 소손원인 중 층간단락과 선간단락은 소손 이전에 발견 또는 감지가 불가능하여 보호는 할 수 없고, 소손 후 후비보호로 사고의 파급을 최소화하는 것으로 전동기의 사용기간에 따라 많이 발생되는 원인이다.
•과부하 : 단순한 과부하는 현재 사용 중인 EOCR-SS로 거의 완벽할 정도의 보호가 됨.
•결 상 : 정지하고 있던 전동기가 운전시작 전에서부터 결상이 발생된 상태에서 운전을

개시하면 EOCR-SS는 결상보호를 과전류로 동작하므로 설정되어진 D-Time(기동지연시간)과 OTime(동작지연시간)이 지난 후 동작하도록 되어 있어 전동기를 정지시키는 시간이 길어지게 되어 장기간 사용된 전동기는 완벽한 보호가 불가능하다. 초기 결상 시보다 빠른 동작이 가능한 보호계전기 설치가 필요하다.
•구 속 : 구속은 운전을 시작할 때 많이 발생하며 사용중인 EOCR-SS는 결상에서 설명한 내
용과 같이 전동기를 정지시키는 시간이 길어진다. 이 보호 역시 기동시간이 지나도록 계속 기동전류가 흐르면 즉시, 선로를 개방하여 전동기를 보호하는 보다 빠른 동작이 가능한 계전기가 요구된다.
•권선지락 : 사용 중인 EOCR-SS는 이것을 감지하는 기능이 없이 보호가 불가능하다. 권선지
락 검출 가능한 기능을 가진 계전기를 설치하여 보호가 가능하다.
•기계적인 원인으로 발생하는 소손도 전류의 증가를 동반하므로 정확한 설정을 하면 보호될 수 있다.

(3) 결론
모든 회전기기(전동기 포함)의 사용가능 연한율 10∼15년으로 추정하면 장기간 사용한 전동

기는 전면의 피로 현상에 의해 약간의 문제가 발생해도 소손으로 이어지게 된다.

 

 

사용년한 이전의 소손은 불가항력적인것을 제외하고는 보호되어 소손되지 않도록 해야한다.
아래의 계전기 기능비교표를 참조하여 보호범위를 넓히고 소손사고를 최소화하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

단락·지락 보호 방법 및 방향지락 계전기

(1) 단락 보호
① 단락전류검출
단락 보호장치는 Fuse, Cut out Switch, No Fuse Breaker, CB 등으로 정격치를 초과한 과대
한 과전류에 대해 마감시간 이내에 동작해서 자기 스스로 차단한다. 이에 비해 보호계전기는 사고의 개발자로서 스스로 차단할 수는 없고 주 회로에 설치된 변류기에 의해 그 2차 측에 유도된 전류로 단 락보호용 과전류계전기에 의해 주회로의 차단기를 과전류계전기에 의해 주회로의 차단기를 Trip시키도록 지령을 내린다.

 

 

 

전선 및 부하의 물리적의 열화, 또는 전력선로에 이물질이 접촉되어 종전의 통로 이외의 회로가 구성되므로 회로에는 정격전류 지상의 대전류가 흘러 발전기가 과열, 소손 및 전자력에 의한 기계적 충격으로 가혹한 피해를 받는다.
•계전기 : 이 때 흐르는 대전류에 의해 입력을 받는다.
•명령 : 과전류 계전기가 동작해 Trip명령을 낸다.
•Trip Coil : 여자된다.
•차단기 : 열린다.
•부하 : 고장점이 전원에서 분리된다.
•발전기는 : 정상 운전을 계속한다.

② 단락보호방법 예시
EOCR-3MS, FMS는 과전류, 부족전류, 결상, 역상, 구속, 불평형, 단락전류를 감지하여 전동기를 보호하는 계전기이다.
특징으로는 Micro Controller Unit가 내장되어 있고 ASIC(Application Specific Integrated
Circuit) Chip을 적용하여 전력기술관리법에 의거 산업자원부로부터 전력신기술 제 5호를

지정받았다.  또한 하나의 모델로 0.1∼800A까지 보호할 수 있으며 3상 전류를 5초 간격으로 순환하여 표시하고 있으며 복귀방법으로는 수동복귀, 전기적 복귀 및 자동복귀 기능과

Total Running Time과 Time설정기능 또는 누적타이머 기능으로 베어링 교체와 주유주기 확인 등을 원활하게 할 수 있고 Bar Graph를 통해 모터의 부하율을 알 수 있어 정확한 부하율 관리를 할 수 있으며 패널내장형과 패널매입분리형(전원부＋제어부)으로 구분된다.
단락보호 방법은 다음과 같은 결선에 의하여 단락에 의한 사고파급을 보호한다.

 

 

 

출처 : 전기시설관리_정보공유

글쓴이 : 백열전구 원글보기

메모 :