삼상, 위상차로 높았다 낮았다 반복으로 전기 흘러

Q. 3상에서 전류 Ia, Ib, Ic 가 흐르는 상에서 1선 지락사고가 a상에서 발생하여 지락전류 Ig가 흐를 때 이론상에서 계산을 할 때, 지락 전류는 모두 a상 Ig가 되고 Ib, Ic=0으로 하고 계산을 하는데 Ib, Ic=0 이 되는 이유가 궁금합니다.

간단히 말해 접지식에서는 영상전류가 흐르고 비접지식에서는 영상전류가 없는 이유. 접지식에서만 영상분(영상전류)가 존재하는 것이 아니라 비접지식에서는 델타견선이므로 델타결선 내를 순환하므로 접지식에서만 접지선으로 흐르는 것으로 알고 있는데 이 내용이 맞는 것인가요?

A. 영상이라는 것은 0 즉 ZERO상 이라는 것입니다. 기본적으로 3상4선식 전력기기에 있어서 상을 이야기 할 때 R, S, T, O상이라 말합니다. 여기에서 O상은 R, S, T상의 중성점입니다. 변압기의 중성점과 부하의 중성점 간의 전압을 영상전압이라 하고 그 전압에 의하여 부하의 중성점에서 변압기의 중성점으로 흐르는 전류를 영상전류라 합니다.

전압과 부하가 평형이라면 영(零)상전압이 0V이고 영(零)상전류도 0이 됩니다. OVGR은 그 전압을 검출하여 동작을 하는 것이고 OCGR은 그 전류를 검출하여 동작을 하는 것입니다. 지락전류는 접지선으로만 흐르는 전류입니다. 그러나 O(零)상 전류는 변압기 중성점으로 흐르는 전류입니다. 하여 O(零)상 전류≥지락전류입니다.

Q. 트랜스를 교환하다 궁금한 것이 생겨 질문하게 되었습니다. 단상 다운트레스 1차 측 440V 2차 측 220V입니다. 2차 측에 220V를 입력하면 1차 측에 440V가 출력되는지 궁금합니다.

A. 당연히 440V 출력됩니다. 다운 트랜스 220V/110V이라도 2차 측에 110V를 인가하면 1차 측에 220V가 출력됩니다. (승압트랜스로 사용 가능) 트랜스 설계할 때 전압에 맞는 권선비로 설계되었기 때문입니다. 그런데 만약 440V/220V 트랜스에 단순히 전압비만 적용하여 2차 측에 440V를 인가시켜 1차 측에 880V를 출력시키려고 한다면 타버리겠지요.

Q. 제가 쇼트 나서 타버린 모터 절연저항 측정할 때 녹색선이 중성선 맞죠? 중성선과 알상 찍을 때 왜 저항이 무한대인지 궁금하고요. 외함이랑 알상 찍을 때도 왜 무한대인지 알고 싶네요.

A. 피복된 코일을 철심의 슬롯에 넣을 때 누전을 막기 위해 절연지를 끼워 넣습니다. 코일과 철심은 전기적으로 떨어져 있습니다. 이 상태에서 절연저항 값이 무한대가 나오는 것은 극히 정상적인 것입니다. 어떤 사고로 인하여 코일이 탔어도 절연지가 멀쩡하다면 절연검사 시 정상(무한대)으로 나올 수 있습니다.

Q. 1. 중성선 or 접지에 흐르는 전류에 관한 질문입니다. 예를들어, 콘센트(220V)에 청소기 플러그를 꼽으면 청소기가 동작합니다. 콘센트의 한선은 전압선이고 한선은 중성선입니다. 궁금한것은, 콘센트에 플러그를 꽂으면 전선을 따라 전류가 흘러들어와 부하(청소기)를 통해 쓰고남은(?) 전기가 다시 중성선으로 흘러 들어가는겁니까? 아니면 청소기 플러그를 꽂으면 쓸만큼의 전기가 들어와 청소기가 쓰고 소진되는 겁니까? 전기의 흐름이 궁금하네요.

2. 관련해서 하나 더 여쭤보면, 사고가 났을 때 접지가 되있으면 대지로 이상전류가 흐르는데, 이 전하들은 다 어디로 갈까요? 땅에 그대로 있는건지, 어디로 가는건지, 전류의 흐름이 궁금합니다.

A. 1. 전기의 흐름은 전하의 이동입니다. 전하는 + 전하와 - 전하가 있습니다. +, - 전하를 나누어 가지고 있는 것을 전원이라 합니다. + 전하가 있는 곳의 전위를 + 전위 + 전압이라 하고 - 전하가 있는 쪽이 - 전위 - 전압이라 합니다.

부하가 개방이 되어 있을 때에는 전원에서 개방이 되어 있는 곳까지 + 전하와 - 전하가 나누어 충전이 된 상태로 있다가 폐로가 되면 그 충전된 전하 + 와 - 가 + 전하는 전원의 - 전압, - 전하가 있는 쪽으로 -전하는 전원의 + 전압, + 전하가 있는 쪽으로 이동을 합니다. 그러면 이동이 된 전하는 전원의 전하와 반대의 전하이기 때문에 전원에서 그만큼 서로 결합이 되어 없어집니다.

이렇게 계속 전원 쪽에 있는 전하가 부하를 거쳐 서로 다른 전하가 있는 전원 쪽으로 이동을 하는 것이 전기의 흐름입니다. - 전하의 이동방향을 전자의 방향이라하고 + 전하의 이동을 전류방향 이라 합니다. 부하는 전하의 이동을 방해합니다. 부하가 전하의 이동을 방해 하기 때문에 +, -전하가 그 부하에서 에너지를 소모합니다.

전원에서 이동하는 전하는 부하에 의하여 정하여지고 그 전하만큼 전원에서 없어집니다. 이렇게 전하를 공급해주는 전원이 발전기나 축전지가 되는 것입니다. 중성선도 (전력선) 전압선입니다. 변압기 중성점에서 접지를 하여 대지의 전위가 같다는 차이밖에 없습니다.

2. 접지가 되어 대지로 흐른 전류(+전하)는 다시 전원 쪽 변압기로 되돌아갑니다. 단 그 전류가 흐르는 길이 정상적인 전선로가 아닌 비정상적인 접지, 땅을 통하여 흐르는 것입니다. 그러면서 전류의 흐름을 방해하는 곳에서 원하지 않는 일을 하여 화재, 폭발, 감전 등을 일으키게 됩니다. 하여 원하지 않는 일이 발생하지 않도록 접지를 하고 그 전류에 견딜 수 있는 접지선을 사용하는 것입니다.

Q. 5층에 차동식 감지기 고장이 나서 방재실 수신반에 화재 발생이라고 떴습니다. 그 오동작 난 감지기를 찾아서 제거하지 않으면 습식 스프링 쿨러가 터지나요?

A. 현재 건물들에 사용되는 스프링쿨러 설비는 대충 1.건식 2.습식, 3.준비작동식 4.일제살수식 이런 종류들이 있습니다. 이 중에 자동화재탐지설비 감지기와 연동되어 사용되는 종류는 3.준비작동식 4.일제살수식이고 이 중에 또 일제살수식은 구성이나 설계에 따라 연동이 되는 경우도 있고 안되는 경우도 있으며 보통 지하층에 많이 사용됩니다. 다음은 준비작동식인데 엄밀히 말하면 건식의 일종으로 동작원리가 각층 알람밸브라는곳까지는 평소에 가압수가 도달해있고 화재감지기가 a, b 중 한 개가 동작하면 경보만 둘 다 동작하면 밸브를 열어 가압수가 스프링쿨러 헤드 말단까지 도달됩니다. 여기서 헤드부분이 화재를 다시 감지를 해서 밀봉 부분이 터져야 최종적으로 물이 분사가 됩니다. 질문하신대로 감지기 오작동으로 구분된 a, b 두회로가 모두 동작되어도 가압수가 헤드까지만 도달할뿐이니 안심하셔도 될듯합니다. 복구는 각층 알람밸브에서 밸브를 잠그고 시험밸브 등으로 가압수를 빼주시고 다시 세팅한 후에 사용하면 됩니다.

Q. 단상과 삼상을 생각하다가 궁금한 점이 생각나서요. 단상은 말 그대로 단상인데 왜 선이 2개죠? 인터넷 검색해보니까. 한선으로 들어가고 한선으로 나가서 2개인 건가요? 이게 만약 맞다면 삼상은 어느 선으로 들어가고 어느 선으로 나가는 건가요? 만약 위 말이 다 틀린다면 단상과 삼상에 대해서 정말 간단하고 쉽게 알려주세요.

A. 단상 1Phase 2Wire 단상은 상이 한 개입니다. 선이 2가닥일 뿐이죠, 그리고 전기는 높은 전위에서 낮은 전위로 흐릅니다. 한선만 있으면 전위차가 없기 때문에 흐르질 못합니다. 그래서 높은 전위인 전압선(핫상)에서 낮은 전위인 중성선으로 흘러야 하기 때문에 선이 두 가닥이 필요합니다.

삼상은 선이 3가닥인데(3상4선식, 380V 기준) 각각의 위상차가 120도로 이것들이 서로 위상차가 높았다가, 낮았다가를 반복하므로 그 위상차(전위차)에 의해 전기가 흐릅니다. 그러므로 전기는 큰 위상에서 작은 위상으로 흘러가겠죠. 이걸 (RST)위상차 순으로 들어와서 역시 위상차 순으로 나간다고 표현합니다.

Q. 와이델타 기동 운전 시 y 결선으로 기동을 하면 투입전압이 380인 경우 220이 되고 기동전류는 1/3로 감소한다. 이렇게 알고 있는데요. 의문 1. y 결선에서는 상전류와 선전류는 같지 않나요? 어떻게 감소가 된다는 말인지? 의문 2. 380 모터에 220이 걸려도 아무 이상 없는지요?

A. 의문 1. 상전류와 선전류의 의미가 아니고 직입기동에 비하여 1/3배로 감소가 된다는 말입니다. 의문 2. 선간에는 그냥 전압 변화가 없습니다. 델타는 Coil에 선간전압이 걸리지만 Y에서는 Coil에 상전압(선간전압/√3)이 걸리는 것입니다. 운전을 할 때에는 문제가 생깁니다. 그리고 전압이 너무 낮으면 기동을 시킬 수 없습니다. 하지만 Y로 기동 할 때에는 짧은 시간이기 때문에 크게 문제는 없습니다.

Q. 피뢰기 제한 전압비는 제한전압 파고치/정격전압인데 정격전압은 18kV이면 제한전압은 어느 정도인가요

A. 국제 규격인 IEC를 보며 몰드변압기의 경우, 24kV일 때, 95BIL 또는 125BIL로 되어 있으며, 유입변압기는 150BIL로 되어 있습니다. 95와 125로 나누어진 기준이 설치환경에 따라 나누어져 있습니다. 일반적으로 유입변압기는 주로 옥외에, 몰드변압기는 주로 옥내에 설치하기에 제작사에서는 22.9kV일 때 95BIL을 적용하는 게 일반적입니다.

즉, 충격전압은 외부에서 강한 뇌써지 전압이 유입되었을 때 변압기가 견디는 정도인데. 몰드처럼 주로 옥내에 위치한다면 강한 뇌써지 전압이 유입될 가능성이 적으므로 BIL을 규격상에서 낮게 선정해 놓은 것입니다.

그러나 현실은 강한 뇌써지 전압이 유입된다면 유입이나 몰드나 변압기 사고는 무조건 발생합니다. BIL의 크기와는 상관없이 유입변압기가 강한 뇌써지 전압으로 인한 사고로 추정되는 경우가 많은 이유가 유입변압기가 옥외에 설치되다 보니 뇌써지 전압을 직접적으로 받은 경우가 많기 때문일 겁니다.

Q. 가정 단상 220V를 기준으로 중성선은 변압기2차 측에서 2종 접지하는데, 그럼 집안 세대 분전반에서 분기차단기 2차 측에서 메거링할때 2차 측 우측 선이 중성선이라고 한다면 이 선의 절연저항은 변압기에서 2종 접지하였으므로 그 영향을 받아 절연이 안좋아야하는게 사실 아닌가요? 핫상누전시 2차 측에서 서로 상을 바꾸어 결선하여 누전을 임시조치하는 경우가 간혹 있잖아요, 그런데 이중성선도 어느 정도 절연이 안좋으면 트립이 되나요? 핫상전선은 절연양호한데, 중선선의 절연이 안 좋아서 차단기가 트립되는 경우도 있나요? 스위치공통선(핫상)이 누전일 경우 스위치On/Off와 상관없이 차단기는 트립되잖아요, 그렇다면 등공통(중성선)누전시 에는 스위치 On/Off와 어떤 관계에 의해 차단기가 트립될수 있나요?

A. 중성선은 변압기 2차 측에서 2종 접지를 합니다. 차단기가 올라가 있을 경우에는 중성선과 접지는 변압기 중성점에서 Common이 되어 있기 때문에 절연이 0으로 나옵니다. 세대의 경우 중성선 절연저항이 높게 나타나는 이유는 차단기를 내리고 측정을 하기 때문입니다. 분전반에서 분기차단기 2차 측 Meggering을 할 때는 분기용 차단기를 Off하고 하여야 합니다.

Hot Line 누전 시 2차 측에서 상을 서로 바꾸어 임시조치가 되는 경우는 누전 정도가 심하지 않았을 경우입니다. 누전이 되어도 중성선으로 많은 전류가 흐르고 접지로 적게(감도전류 이하)로 흐르기 때문입니다.

Hot Line에서 오는 전류가 중성선으로도 흐르지만 절연이 좋지 않으면 접지선으로도 많은 전류가 흐르기 때문입니다. Off를 시키면 Hot Line에서 오는 전류가 차단이 되기 때문에 즉 전류가 흐르지 않기 때문이고 On을 시키면 S/W를 통하여 등으로 중성선과 접지선 으로 흐르게 되어 Trip이 될 수 있습니다. S/W는 필히 Hot Line 쪽에 설치가 되어야 합니다.

전기박사의 ‘現問賢答’

3상 4선식 N선은 중성선으로 당연히 ZCT에 관통 시켜야

Q. 오늘 하루새 두 번 순간정전이 있었는데. 그래서 그런지 몰라도 ATS반 27X라고 표기된 마그네트가 좀 요란하게 웁니다. MCC 동력반에 있는 마그네트라면 대수롭지 않게 넘기겠는데. ATS반이라 좀 불안합니다.

A. 27X는 정전을 감지하고 발전기를 Start하고 또 한전 전원의 입전을 감지하는 ATS에서 중요한 역할을 하는 Relay입니다.

이음이 생기는 것은 여러 가지 원인이 있는데 유독 그 Relay만 소리가 난다면 Relay의 고정 Bolt가 풀려서도 그럴 수가 있습니다. 또 철심에 이물이 생겨서 그럴 수가 있습니다.

따라서 가장 좋은 방법은 교체하는 것입니다. 방법은 발전기를 Off에 놓고 ATS 내의 차단기를 Off 시키고 교체를 하면 됩니다. 그래도 혹시 모르니까 ATS 도면을 보시고 주의하여 교체하세요.

Q. 요즘은 디지털 EOCR로 설치를 하지만 그전 MCC 반에 보면 EMP라 해서 눈금치를 조정하는 EOCR이 있습니다. 그런데 EMP를 자세히 보니 EMP에 주 케이블이 바로 관통하는 것과 CT 2차 전류가 관통하는 2가지 Type이 있습니다. 이 두 가지 Type에서 과전류설정을 하는 게 좀 틀린 거 같은데 어떻게 하는 것인지 궁금합니다.

A. 기본은 같습니다. 전류용량이 큰 것은 EOCR에서 직접 받아들이지 못하기 때문에 CT를 사용하여 EOCR에서 받아들이는 전류로 낮추기 위한 것입니다. EOCR에 사용한 CT를 보면 일반 CT와 같이 2차가 5A로 되어 그것을 EOCR의 입력으로 넣어 줍니다.

그러면 Setting 값은 Setting한 눈금 값에 CT의 배율을 곱하여 주면 됩니다. 만약 CT가 300:5라면 이고 3에 Setting을 하였다면 60배를 곱하여 180A에 Setting이 되는 것입니다.

Q. 현재 저압 380/220V 3상 4선이 ZCT를 통과해서 단자대 처리되어 있는데, 단자대 2차측은 3상380V부하만 사용하고 있습니다. 이번에 케이블 용량 증설로 ZCT를 관통하려니 홀이 작아 4가닥이 어렵습니다. 그래서 3상 부하만 ZCT를 관통하려고 합니다. N상과 ZCT동작에 관계가 없는지 알고 싶습니다.

A. 3상 4선식에서의 N선은 중성선으로 전력선입니다. 지락시 지락 전류가 돌아오는 선이 아닙니다. 따라서 중성선은 당연히 ZCT에 관통을 시켜야 합니다. 하지만 중성선을 사용하지 않는 3선식이라면 관통을 시킬 필요가 없습니다. 그래서 Cable도 포설 할 이유도 없습니다.

하지만 만약 조작전원등을 사용하기 위하여 중성선을 사용 할 경우에는 누설전류로 인식합니다. 만약 조작전원을 사용할 경우 AUX T/R을 사용 선간전압을 이용 하여야 합니다.

Q. 우리 공장은 450kVa변압기 1대와 500변압기 1대를 사용 중입니다. 450은 380V용으로 사용 중입니다. 그런데 요즘 380전압의 문제가 자꾸 생깁니다. 우선 450변압기 2차에 acb차단기, 225a배선용차단기가 수전설비에 설치되어 있습니다. 225차단기에서 70미터쯤 거리에 폐수처리장이 있습니다.

폐수처리장 인입에 225a배선용차단기가 전기를 수용합니다. 그런데 몇 개월 전부터 아무런 이유 없이 폐수처리장 인입용 배선용차단기가 떨어지기 시작합니다. 총부하 계산하면 동계는 150, 현재는 70a 정도 사용하는데 날씨와 상관없이 심심하면 떨어집니다. 안전관리 업체도 불러서 점검받았으며 누전도 없고 환장합니다. 그런데 225차단기 떨어지자마자 바로 올리면 정상가동 됩니다. 문제가 무엇인지 좀 도와주세요.

A. 배선용 차단기 250A짜리는 기본적으로 지락시에는 차단이 되지 않습니다. 원인은 과전류(단락)이거나 차단기의 불량밖에 없습니다. Trip 되는 차단기가 폐수처리장 입구에 있는 것이라면 폐수처리장 안쪽의 문제입니다.

과전류 & 단락의 유무는 확인이 가능 할 것으로 생각이 됩니다. 이런 상황은 현장을 보면서 점검을 하여야 합니다. 원인은 과전류, 단락, 차단기 불량, 차단기의 단자 접촉 불량밖에 없습니다. 과전류가 아니다. 단락도 아니다. 차단기가 불량이 아니다. 차단기의 단자 접촉 불량도 아니다. 그러면 원인은 없습니다. 다시 한번 잘 점검 해 보세요.

Q. 활선상태에서 절연저항을 측정하면 안되다고 알고 있습니다. 실제로 현장에서 절연저항 측정 중 실수로 차단기 오프 안 시키고 절연저항을 측정하였을 때 거의 0으로 나왔던 것 같습니다.

첫 번째 질문: 왜 활선상태에서는 절연저항계로 측정하면 안 되나요?

두 번째 질문: 직류와 교류가 섞이면 어떻게 되나요?

배터리는 직렬로 연결하면 연결한 만큼 전압이 높아지잖아요. 그런 것처럼 전압이 높아질까요?

A. 첫 번째 질문: 절연저항계는 내부에 전원을 가지고 높은 전압을 만들어 절연저항을 측정합니다. 그런데 그 전압과 충전부의 전압이 서로 중첩이 되면 상호 전압의 크기에 의하여 단락상태를 초래하여 장비에서 단락이 발생하여 장비가 파손이 됩니다.

두 번째 질문: 전압차가 어떠냐에 있습니다. 높은 직류에 적은 교류라면 맥류 형태가 되지만 교류전압이 크다면 직류와 교류가 상기 질문과 같은 현상이 발생 합니다.

이것은 중첩회로로 이해를 하면 쉽습니다.

Q. 일반적으로 Earthing Switch를 VCB 후단에 달아서 잔류전하 방전에 사용하지 않습니까?

1. VCB 전단에 달기도 합니까? 전단은 바로 전단 판넬의 차단기로 이어집니다. 또한 그 차단기 밑에는 E.S가 또 달려있구요

2. VCB가 인출형이든 인입형이든 상관없이 E.S는 써야 하는 걸까요?

3. S.A로 E.S를 대신할 수 없을까요? 잔류전하는 개폐서지로 인해 발생하는 걸로 아는데. 그 개폐서지가S.A로 잡히면 E.S를 안 써도 되지 않나요??

A. 1. ==> Main 차단기라면 그 1차 측에 ES를 설치합니다. 이런 경우에는 오조작에 의한 사고를 방지하기 위해, 반드시 이 ES와 전원 측 상위 차단기 사이에 Key에 의한 Mechanical Interlock을 갖추어, 동시에 투입되지 않도록 해야 합니다(상위 차단기는 통상 수 백미터 멀리 있으므로 key Interlock을 사용할 수밖에 없습니다). 다시 말해, 상위 차단기가 인출된 상태에서만 Key를 뺄 수 있고 그 key를 하위의 Main ES가 있는 곳에 가져와 꽂아서 ES를 투입할 수 있게 해야 합니다. 그리고 이 Key는 오직 하나만 있어야 합니다. 차단기든 ES든 회로가 개방된 상태에서만 Key를 자물쇠로부터 빼낼 수 있어야 합니다. 자물쇠는 상위 차단기에 하나, 하위의 Main ES에 하나, 총 2개소에 있으나 Key는 오직 하나이고 차단기나 ES가 개방된 상태에서만 Key가 자물쇠에서 분리되므로 어느 한 쪽만 투입이 가능한 것이죠.

※ 물론 Main 차단기와 그 1차 측에 있는 ES는 별도의 기계적 Interlock이 되어야 합니다. (서로 가까이 있으니 굳이 Key Interlock 필요하지 않음.)

2. ==> VCB가 인출형이 아니라면 그 전단에 Isolator (DS)가 있어야 하며, DS와 ES가 동시에 투입되지 않도록 Mechanical Interlock을 구비해야 합니다. DS조차 없는 비인출형 VCB는 상상하기도 싫습니다.

3. ==> 잔류 전하는 개폐서지로 인해 발생되는 것이 아니라, 케이블, 콘덴서 등 커패시턴스에 의한 것입니다. 잔류 전하 밀도가 높아 그 전압이 계통의 공칭 전압을 훨씬 초과하는 과전압이 되는 경우에만 S.A가 방전하게 됩니다. S.A.는 계통 공칭전압 부근의 잔류 전하를 방전하지 못합니다.

Q. 현재 상태는 순간정전발생=기동반 전체 VCB OFF( 직입기동입니다.)

문제점: 물펌프 이다 보니 수충격이 아주 크게 발생합니다. 펌프 인펠라 손강이 될까 겁나는 수준입니다.

질문1: 순간정전 시 기동반 VCB를 전체 그대로 놔두면 모터에 무리가 갈까요?

신호 분석해보니 200ms에서 300ms 정도 대더라고요.... 하이코더 걸어놓고 분석해봤습니다.

우려되는 점: 잠시 죽었다 살면서 엄청난 전류가 흘러 펌프가 타버릴까 봐 정말 걱정입니다.

A. 얼마나 순간정전이 잦은지는 모르겠습니다. 그리고 수전용량이 어떻게 되는지도 모르겠습니다. 그리고 UVR Setting이 얼마로 몇 초에 되어 있는지 모르겠네요.

대부분 70%에서 2초 정도에 Setting을 하는데. 200ms에서 300ms 정도의 순간정전은 아주 짧은 시간입니다. 200ms에서 300ms 정도라면 Pump는 회전체이기 때문에 회전 관성작용에 의하여 인펠라에 미치는 영향은 그리 크지 않습니다.

기본은 Motor보다도 수전 용량과의 문제입니다. 일부러 화학공장과 같은 곳은 수전 변압기만 크다면 순간정전 시 대용량의 고압 Motor라도 정지되지 않도록 대부분 3초 정도 Delay Time을 주기도 합니다. 상기 상황은 일반적인 상황으로 모든 것은 현장의 상황을 고려하여야 합니다.

Q. 지락고장의 경우 임피던스가 작은 부하가 대지와 단상으로 연결되어있어 대지와 단락으로 발전기에서 전류를 흘려준다고 생각했었는데 교과서엔 고장점에서 3상을 일괄하고 단상의 전원을 인가하는 것과 같아서 변압기 1차가 델타결선인 경우 권선 내에서 순환하여 전원 측에는 영향을 주지 않는다고 되어있습니다. 고장점에서 전압이 발생되어 전원 측으로 고장 전류를 흘려준다는 개념이 이해가 되지 않는데 설명 좀 부탁드립니다.

A. 영상회로는 접지와 항상 관련이 있습니다. 전압에 있어서 지락고장시 고장상 전압은 대지와 0V입니다. 접지가 된 Y 결선 선로에 a상 지락이라 가정하면 a상 전압은 0V 이구요

b, c상 전압만 남았는데 벡터해석을 해보면 b, c상 전압으로 기존 a상 전압과 반대방향의 영상전압이 발생합니다. 비접지 회로라면 접지점이 a상이 되므로 b, c상 전압은 원래의 전압 1.732가 되고 영상전압은 3Vo가 되지요. 두 번째 전류 관련입니다.

영상 전류는 항상 접지가 되어 있을 때 통로가 될 수 있습니다. 변압기가 델타결선이라면 접지가 없기에 선로와의 영상회로는 분리된 것입니다. 그래서 지락고장 발생이 델타권선 내에서 영상 전류가 순환하고 선로로는 흐르지 않음으로 계통에 영향을 주지 않는 것입니다. 영상 전류라는 의미가 원래 상이 없다는 의미로 보시면 됩니다. 그래서 영상전류는 a, b, c상 모두 동상입니다. 그러므로 델타권선 내에서 순환이 되는것이구요.

Q. 전기기사 준비를 하고 있는 초보 궁금한 게 있어 몇 가지 질문 드려요.

(가) P = VI (나) V = IR

전동기 운전 중(전부하시), 입력 전압이 낮아지면 (가) 식에 의해 출력 P도 낮아지나요? 아니면 일정한 출력을 유지하기 위해, 낮아진 전압만큼 전류가 더 많이 흐르게 되나요? 후자가 맞다면 전동기 출력이 일정하게 유지되는(전류를 더 끌어와서까지) 원리는 무엇인가요?

A. 이것을 알아야 전동기를 조금은 안다고 할 수 있습니다. 전동기는 부하에서 필요로 하는 힘을 전달하는 장치입니다. 부하란 일을 하는 것입니다. 일의 양이 변하지 않은 상태에서의 부하 힘 P는 정하여 졌습니다. 이것이 기계에서 요구하는 힘 P이고 문제의 Point입니다.

전동기는 기계에서 요구하는 힘 P를 전달하여 주어야 합니다. 전동기에서 내는 힘(P)은 전압(V)과 전류(A)에 의하여 정하여집니다. 이것이 전동기의 출력입니다.

이 출력은 부하에 의하여 정하여집니다. 부하에서 요구하는 힘 P=전압 (V)x 전류(A)이고 전동기의 출력도 부하에서 요구하는 전압 (V)x 전류(A)이어야 합니다. 부하에서 요구하는 힘 P=전압 (V)x 전류(A)보다 전동기의 힘 P=정격전압 (V)x 전류(A)가 적으면 과부하로 용량이 적다고 합니다. 기본적으로 부하에서 요구하는 힘 P보다 전동기의 힘 P가 더 커야 합니다. 그런데 부하에서 요구하는 힘은 일정한데 전동기에 들어오는 전압이 낮아지면

전동기의 출력이 적어지므로 부하에서 요구하는 힘이 되려고 입력 전류(A)가 많아지는 것입니다. 질문에서의 Z는 운전 중에는 큰 영향이 없고 기동 시 영향을 주는 요소입니다.

<자료제공 : 카페-전기박사>