발전기와 변압기는 완전 별개로 인지해야...
Q. n 상은 대지전위와 평형을 이루기 때문에 감전이 안 되는 걸로 알고 있습니다. 며칠 전에 등기구 교체 작업 중에 스위치를 내리고 혹시나 스위치에 하트 상이 아닌 n 상으로 결선하면 스위치를 내려도 전기가 살아 있는 상태이기 때문에 검전기로 한번 더 체크하였습니다. 그리고 등기구 교체하면서 조인하다가 찌릿찌릿 n 상측은 등공통이고 작업하는 등기구는 스위치 Off 스위치 내려도 n 상은 등공통이라 다른 등기구에 전원공급 중이였습니다.
제가 예전부터 느끼던 것은 부하가 연결되어 있지 않은 상태에서 n 상을 만지면 감전이 안 되지만 부하가 연결되어 있는 상태에서 n 상측 전선을 만지면 전기가 올 거 라고 생각이 들어서요.
A. 전원 측의 중성점은 2종 접지가 되어 있습니다. 그리고 중성선은 부하 쪽으로 다른 R, S, T상과 같이 가서 부하에 전원을 공급하고 있습니다. 그리고 불평형 전류는 중성선을 통하여 변압기로 귀환하게 되어 있습니다. 그래서 중성선도 전력선이라 합니다.
단 변압기 중성점에서 접지와 중성선이 같이 연결 Common 되어 있습니다. 그리고 중성선 전류는 부하를 거쳐서 변압기 중성점으로 되돌아오는 전력선이고 접지는 평상시에 회로가 없어 전류가 흐르지 않고 대지와 같은 전위로 0 전위를 유지합니다.
중성선의 저항은 기본적으로 전력선 1선과 같은 굵기의 전선을 사용하므로 저항이 매우 적고 정상적으로 중성점에 연결이 되어 있을 경우는 크게 대지 전압과 전압 차가 생기지 않습니다. 하지만 어떤 원인에 의하여 중성선의 저항이 커지거나 단선 시는 매우 위험 합니다. 이때는 부하 측 중성선이 대지와 전압이 걸려 있기 때문에 대지와 절연이 안된 상태라면 중성선을 만져도 감전현상이 올 수 있습니다.
Q. 1. 신발을 신고 어디에 닿지 않은 상태에서 상을 만지면 전기가 통합니까?
2. N 상이 공통이라고 들었는데 상과 N 선을 동시에 만지면 감전되나요?
3. 전기공사관련 질문인데요, 선의 굵기를 정하는 이유가 머줘 ?
4. 전기공사할때 도면 볼 줄 알고 도면보고 할 줄 알고 빠르게 정확하게 하면 전공됩니까?
A. 1. 감전이 될 수도 있고, 되지 않을 수도 있습니다. 인체의 저항이 평상시 5,000옴 정도라고 합니다. (의류, 신발 등 착용시), 물에 젖거나, 땀을 흘릴 경우, 인체 저항 값은 급격히 감소됩니다. 만약 신발의 저항이 무한대의 값을 가지고 있고, 저압 Hot Line 한 상만 접촉시, 감전되지 않습니다.
하지만 전압이 높아진다고 하면, 대지와 절연이 되었다고 하지만, 정전용량이 형성되게 됩니다. 즉 전압이 많이 높아지게 되면, 식에 의해서 정전용량에 의한 계산 값 만큼의 전류가 흐르게 되어, 감전될 수도 있습니다.
(콘덴서를 생각해보시면 될 것 같습니다. 두개의 전극 사이에 유전체가 존재하고 있습니다.)
2. 감전됩니다.! 폐회로가 구성이 되어, 바로 감전됩니다. KCL을 생각해보시면 될 것 같습니다.
3. 다 똑같은 전선인데 굵은 거 쓸 때도 있고 얇은거 쓸 때도 있고 전선의 굵기에 따라서 허용전류가 달라집니다. 전선의 굵기가 굵게 되면, 그만큼 많은 전류를 흘릴 수 있다는 이야기입니다.
감압변압기를 살펴보시면 1차 측 Cable은 굵기가 2차 측에 비해서 상대적으로 가늘고 2차 측 Cable은 1차 측 Cable에 비해 상대적으로 굵다는 것을 관찰하실 수 있을 겁니다. 그 이유는 2차 측이 전압은 낮아졌지만, 전류는 그만큼 더 많이 흐른다는 이야기죠. 그리고 이 허용전류가 상당히 중요한데, 1[A] = 1[c/s]입니다. 그리고 1[c/s] = 1[j/s] = 0.24[cal/s] 가 됩니다.
즉, 허용전류가 올라가면 발열이 생긴다는 사실을 알 수 있습니다. 즉 간단하게 생각하시면, 열이 많이 발생하면 선이 녹아버릴 수도 있으니까, 발열에 대한 영향을 덜 받기 위해서 더 많은 전류를 흘려보낼 수 있게 전선이 굵어지는 겁니다.
4. 전기업종에 근무하고는 있지만, 전기공사 관련 업무는 부족하여 뭐라 말씀드리기가 힘들지만, 시공이든 설계든 도면이 기초가 됩니다. 무언의 약속이라고 볼 수 있는거죠. 즉 도면을 볼 줄 모르면, 단순 작업(케이블 터미네이션 등 제외) 시공도 할 수 없다고 볼 수 있습니다.
Q. 변압기가 22900/770V를 사용하고 1750kVA입니다. 고주파열처리로 이용하여 쇠를 녹여 제품을 만드는데 현재 변압기 2차 측 전압이 745V고 2번 탭에 놓여져 있습니다.
탭을 3번부터 5번까지 올려볼려고 하는데 만일 탭을 높였을 때 변압기 용량에서 출력이 저하가 되는지 궁금합니다. 앞에 있던 전기기사와 공사업체의견으로는 변압기 탭을 올리면 출력이 오히려 줄어든다고 합니다. 이게 맞는 소리인지 궁금합니다
A. 변압기 TAP은 일반적인 경우, 1차(고압) 정격전압의 ±5% 범위 내에서 정격 탭을 포함하여 5개의 탭 전압(1번 23.9kV, 2번 22.9kV, 3번 21.9kV, 4번 20.9kV, 5번 19.9kV)을 두고 설치되며 3~5번까지 올리면 2차측 전압 745v는 780V, 815V, 850V가 됩니다. 전압이 상기와 같이 올라가므로 출력이 커져 과부하 등에 대하여 검토가 필요합니다.
Q. 정전 시 비상발전기가 자동모드에서 운전하지 않아 수동으로 운전시킨 후 한전 전압이 복귀된 후 상용전원으로 복전하는 방법을 알려주세요.
예를 들어 발전기의 ACB를 가장 먼저 차단한 후 발전기의 기동을 완전히 정지시킨 후 VCB를 투입해야 하는건지? 아니면 비상발전기의 자동모드 운전시처럼 발전기의 ACB를 개방하지 않고, 발전기를 정지시키지 않은 상태에서 VCB를 투입하면 되는 건지? 어떤 방법으로 상용전원으로 복전하는 건지 알려주세요.
A. 한전전압이 복귀된 후 상용전원으로 복전하는 방법은 먼저 VCB를 On 시키고 ACB(ACB가 UVR로 TRIP이 되었있을경우)를 투입시키면 자동으로 ATS는 한전 전원 쪽으로 절체가 됩니다. 한전 전원이 공급이 되면 발전기는 자동으로 되어 있었으면 자동으로 Stop이 될 것이고 수동으로 운전하였었다면 수동으로 Off 시켜야 합니다. 전원 투입은 전원 측부터 하는 것으로 VCB 그다음 ACB입니다.
Q. 인버터를 이용하여 모터를 구동시킬 경우에 모터용량보다 인버터 용량이 한 단계 더 클 경우에 차단기 선정 기준을 인버터 용량으로 하나요? 아니면 모터 용량으로 하나요?
그리고 저의 회사 도면에 보면 순서가 MCCB - N/F(노이즈필터) - 리액터 - 인버터 - 모터 이렇게 되어 있던데 노이즈필터랑 리액터의 위치는 현재 도면 순서가 좋은가요? 아니면 리액터 다음에 노이즈 필터를 설치하는게 좋은가요?
A. 차단기는 인버터를 기준으로 합니다. 그리고 인버터는 기동전류가 직입기동의 1/4 정도 밖에 안됩니다. 고로 인버터 차단기는 Motor 정격전류의 1.5배 정도이면 되지 않을까 싶습니다.
차단기는 Motor를 보호하지 못합니다. Motor의 보호는 Inverter와 Motor 사이에 Thermal을 설치하여 보호합니다. Filter와 Reactor의 배치는 MCCB 바로 Filter를 설치 하는 것이 더 효과적입니다.
다음은 인버터 관련자료에서 발췌했습니다. 인버터 운전에서는 모터의 가속에 맞추어 주파수와 전압을 올리므로 기동전류는 150%(최고 200%) 이하로 제한됩니다. 상용전원에서의 직입기동으로 모터 정격전류의 6~7배의 기동전류가 흐르는 것에 비해 인버터 구동으로 원활한 기동이 가능하게 됩니다. 기동 토크는 150% 이상으로 전부하 그대로도 기동 가능합니다.
Q. 변압기 4대에 변압기와 변압기 사이에 ACB TIE가 설치되어있습니다. 첫 출근한 직장이라 메뉴얼 보다가 한대의 변압기가 고장이나면 발전기 기동 후 부하 측 중요한 부부만 제어 후 ACB TIE로 이상 없는 변압기로부터 절체하라고 되어 있는데 발전기와 ACB TIE는 같이 투입되는 건가요? 아님 발전기를 먼저 돌린 후 ACB TIE를 수동으로 절체 후 발전기는 정지 시키는 건지?
A. TIE ACB는 일반 정전 시 TIE시키지 않고 즉시 복구되지 않는 변압기 고장사고 시에 TIE를 시키는 것입니다. 그리고 발전기와 변압기는 완전 별개입니다. 발전기는 비상전원을 공급하는 것이기 때문에 무조건 정전이 되면 비상기기에 전원을 공급하여 주어야 하고 TIE는 변압기 고장으로 전원을 공급 할 수 없을 때 고장이 난 변압기를 대신하여 이상이 없는 변압기로 전원을 공급하는 것입니다. TIE시 주의할 점은 1대의 변압기로 두 Feeder 부하용량을 충분히 공급할 수 있는지를 필히 확인하여야 합니다.
Q. 460v 3상 3선식 110kW Motor 와이델타 기동 시 MCC 차단기가 TRIP 됩니다. 차단기 용량은 배선용 225A 65KA인데 와이기동할때 Timer를 6초에 맞혀놓고 T초 후 델타로 운전되는 순간 차단기가 Trip 됩니다. 그런데 후크메타를 걸었을 때 와이운전 실전류는 50A 정도밖엔 안 됩니다.
델타로 넘어가는 순간 Trip 되네요. 또 이상한 건 타이머를 8초로 맞춰 운전하면 TRIP 없이 정상 가동이 됩니다. (무부하땐 시간관계 없이 Trip이 안됩니다.) 차단기 용량이 작은 것도 아니고 Motor 메가 저항 베어링 모두 이상이 없는데 도대체 이유를 모르겠네요.
A. Motor 메가, 저항, 무부하시에 이상이 없다는 전제하에 설명을 드립니다. Motor 부하중 GD가 큰 부하 Compreser, Blower & 원심분리기 등과 같이 부하의 회전체가 지름이 크고 길이가 길고 무거운 부하는 기동시간이 깁니다. 이런 부하는 일반 Pump와 같은 GD가 적은 부하에 비하여 많게는 5~10배 정도가 됩니다. 하여 기동 Time Setting이 Motor 기동시간에 비하여 상대적으로 적어 그런 현상이 발생하는 것입니다.
결론입니다. Time Setting을 Y가 충분히 기동시키고 델타가 되도록 하세요. 6초에서 Trip이 되고 8초에서 Trip이 되지 않으면 그대로 8초에 Setting을 하시면 됩니다.
Q. 디서브에서 -신호가 나오는지 +신호가 나오는지 알아야 하는 상황인데요. 테스터기로 알 수 있는 방법이 정확히 뭔지 잘 모르겠어요.
제어반 만들 때 R상하고 S상하고 쇼트 났는지 체크해보라고 하는데요. 삐삐거리는 걸로만 해봤는데 모 저항을 보고 하는 방법도 있다고 하던데 어떤 방법이죠. 또 A/S 나갈 때 테스터기로 할 수 있는 좋은 방법 있으시면 좀 알려주세요.
A. DC 전압을 측정하는 것과 N 선을 찾는 방법은 Tester의 극성에 맞도록 P에 +를 N에 -를 하여 전압을 측정 하였을 때 나오는 값이 정상값입니다.
만약 측정값이 -로 나온다면 극성 표시를 잘못하였던지 무언가의 원인에 의하여 전압이 틀린 것입니다. 하지만 단락, Short의 유무는 Tester 저항값으로 측정 시 0옴에 가까이 나오면 단락입니다. 하지만 수옴~수십 옴 정도가 나오면 부하가 연결이 된 것입니다. (이것은 부하에 따라 저항값이 다르게 나옵니다.) 그리고 무한대라면 부하가 없거나 단선입니다.
Q. 다름이 아니라 이번에 전기에서 사용하고 있는 22C, 28C와 같은 규격들이 계장에서 어떤 규격으로 표기가 되어 지는지 궁금합니다. 전기는 전선관 파이프가 22C, 28C, 36C 등등 크기가 다양하지만, 계장에서는 3/4″ 있고 1 1/2″ 도 있고 다양 하더라구요.
정말 알고 싶은 건 전기에서 22C가 3/4″ 로 표기되는지 1 1/2″ 표기되는지 궁금합니다. 22C부터 104C까지 궁금합니다.
A. KS 규격이 있으므로 22C, 28C.. 로 표기되어 있습니다. 계장에서 배선의 전선관은 KS 규격을 사용하고, 계장과 연결된 Air Line 등은 강관으로 Inch를 사용합니다. 16C(1/2″), 22C(3/4″), 28C(1″), 36C(1 1/4″), 42C(1 1/2″), 54C(2″), 70C(2 1/2″), 82C(3″), 92C(3 1/2″), 104C(4″)
Q. 옥내에 고압케이블(CNCV.CNCO)을 케이블 덕트 안에 포설하려 합니다. 어느 전선을 포설하여야 바람직하나요
A. 케이블 트레이라면 FR-CN/CO-W를 사용하여야 하지만 밀폐된 케이블 덕트는 CN/CO-W를 사용할 수 있습니다. CN/CO-W를 트레이에 사용할 수 있지만, 조건이 난연성 도료를 뿌리고 난연성 도료의 성적서를 안전공사에 제출해야 합니다. 그냥 쉽게 트레이엔 난연성인 FR-CN/CO-W. 밀폐된 케이블 덕트에는 CN/CO-W입니다.
Q. SCR 동작 방법과 어떻게 활요 되고 있는지 궁금합니다. 인터넷에서 찾아봤는데, 어렵게 나와서 이해가 안되서요, 쉽게 설명 좀 부탁드립니다.
A. SCR을 이해 하려면 먼저 반도체에 대한 이해가 필요 합니다. 반도체는 4가원소를 가진 Si(실리콘)와Ge(게르마늄)같은 물질에 불순물을 섞어 극성이 P형(정공)이나 N형(전자)성질을 가지도록 한것 입니다.
P형 반도체는 정공(+)이라는 케리어가 존제하고 N형 반도체는 전자(-)라는케리어가 존재 한다고 합니다. 다이오드는 여기에서 P형과 N형 반도체를 접합하여 만든것 이고 P극에다 +를 N극에다가 -의 전압을 가하면 정공은 -로 전자는 +로 가면서 전류가 흐르는데 이것을 순 방향이라 합니다.
반대로 P극에다 -를 N극에다가 +의 전압을 가하면 정공은 -로 전자는 +로 밀리면서 반도체 중간에는 공ㅍ현상이 발생하여 전류가 흐르지 못하는데 이것을 역방향이라 합니다.
SCR : Silicon Controller Rectifier 이라고 합니다.
SCR은 4(P-N-P-N)소자 3단자 [P(에노우드) - N - P(게이트) - N(케소오드)]로 되어 다이오드와 마찬가지로 P(에노우드) - N(케소오드)간에 에노오드에 + 케소오드에 -를 걸고 게이트에 +를 가하여 주면 SCR이 Turn On이되어 케이트를 떼어도 전류가 흐릅니다.
해서 SCR은 Turn On되는것을 이용 정류도 할수 있고 Control하면 위상제어를 할수 있어 전력을 제어 할 수있습니다.
