누전이 되도 TRIP, 단락이 되어도 TRIP된다

Q. 중성선에 흐르는 불평형 전류를 영상 전류라고 할 수 있을까요?

A. 변압기 3상의 중성점 0이 되는 것을 하나의 상으로 말할 때 쓰는 말로써 전위가 0이 되어 영(零)상이라 합니다. 그리고 부하의 중성점과 영(零)상을 이은 선을 중성선이라 합니다. 중성선에는 부하가 불평형 할 때만 흐르기 때문에 불평형 전류라 하고 영(零)상에 흐르기 때문에 그 전류를 영상 전류라 합니다. 하여 영상전류나 불평형 전류는 같은 전류를 말합니다. 

Q. 전기초보입니다. 전자렌지 코드만 꽂으면 차단기가 떨어져요. 콘센트는 이상 없는데 테스터기로 누전되는 곳을 찾고 싶은데 방법을 몰라서요. 

A. 누전되어서도 Trip이 되지만 단락이 되어서도 Trip이 됩니다. 기본은 절연저항계 메가로 측정을 하여야 하지만 차단기가 Trip 될 정도는 일반 Tester로도 측정이 가능합니다. 누전은 Tester로 Plug와 전자렌지 금속으로 된 몸체와 저항을 측정하여 저항값이 무한대로 나올수록 좋고 저항이 저저항(약 0.2메가옴 이하)이 나오면 문제가 있습니다. 그리고 PLUG 두 극을 TESTER로 저항을 측정하여 수십 옴 이상이 나오면 정상 무한대가 나오면 단선입니다. 단선 시는 Trip은 안됩니다.

Q. 1. 일반 220V 콘센트를 결선할 때 우리나라에는 실제 콘센트에 극성이 없어서 상과 중성선 구분이 없이 결선을 하는데 그리되면 분전반 측이나 이를 공급해주는 변압기 측에서 보면 상과 중선선이 단락이 일어난다고 보는데 어떻게 설명이 되는지요? 

2. 만일 전항에서와같이 콘센트를 상과 중성선 구분 없이 결선 시 이에 연결하여 사용하는 부하 중에는 극성이 필히 맞아야 동작하는 부하가 있는지요?

A. 1. 부하를 통하여 회로가 구성되기 때문에 단락이 되는 것이 아닙니다. 해외의 콘센트는 콘센트 자체에 극성표시도 있고 플러그는 극성의 모양이 달라 상선과 중성선을 구분할 수 있는데다 극성표시도 있으므로 그에 맞게 결선하면 올바른 결선이 가능하고 작업 후에는 극성테스터기로 모두 극성을 점검하여 오 결선 된 콘센트는 재결선을 해준다 합니다.

2. 교류라는 것은 극성이 서로 주기를 가지고 바뀌는 것이기 때문에 부하에서는 극성의 의미가 없습니다. 단 개폐기가 단로인 경우에는 필히 Hot Line에 설치를 하여야 합니다.

Q. 금년 한전 정전 시 발전기는 정상적으로 기동하였습니다. 하지만 복전시 발전기는 기동을 멈추지 않고 계속 작동되었습니다. 이에 아는 분에게 질문을 하였더니 릴레이가 의심된다고 말씀하시어 릴레이를 교체하려 했지만, 릴레이 고장 유무를 어떻게 판독 및 확인하는지를 알 수 없어 이렇게 글 올립니다. 고수님들 부탁드립니다 발전기의 기본적인 원리, 릴레이 고장 유무 확인법을 알고 싶습니다.

A. (1) 상용전원 복귀 시 엔진정지

(D/G Control Selector Switch “43DG”가 “Auto”일 때) 

가. 발전기에 부하가 연결되어 운전 중 사용 전원이 복귀되면, 상용 전원 복귀 확인 타이머가 작동하여 3초간 확인을 한다.

나. 이때 ATS가 PNL 내부에 부착되어 있는 경우에는 상용전원 복귀 3초 후, ATS가 자동으로 부하를 상용 전원 측으로 옮기게 된다.

다. ACB/VCB가 주차단기로 사용될 경우는 차단기 차단 제어회로의 순서 (Sequence)에 의해 자동 차단된다.

라. ATS 이동이나 주차단기 차단에 의해 발전기가 무부하 상태로 되면, 무부하 운전 타이머(Timer)가 작동하여 5분간 엔진은 무부하 운전을 하게 된다.

마. 무부하로 2~3분간 운전을 하면, 엔진 운전용 보조 릴레이가 OFF 되어 엔진이 정지하게 된다.

(2) 상용전원 복귀 시 엔진정지

(D/G Control Selector Switch “43DG”가“Manu”일 때)

가. D/G운전 선택스위치가 “Manu” 위치일 때에는 상용 전원이 복귀하여 무부하 상태가 되어도 계속 운전하게 된다.

다. 이때에는 PNL 도어에 부착된 “43DG”를 “Stop(Reset)”으로 놓으면 엔진은 운전용 보조릴레이가 개로(Off) 되어 엔진이 정지하게 된다.

Q. 1. 메인 VCB가 떨어지면 ACB도 떨어지나요? 수변전 설비에서 변압기 전단에 있는 메인 VCB가 부족전압이나, 어떤 이유에서든 떨어지면 그 이하 각각 VCB와 ACB가 자동으로 떨어지는가요?

2. 아니면 VCB와 ACB가 떨어지지 않은 상태에서 발전기가 가동되고 ATS가 전환 되면서 발전기 부하에 전원이 공급되는 건가요?

A. 1. 메인차단기 하위계통의 차단기에 있어서 어떤 보호계전기를 적용하느냐? 에 따라 VCB나 ACB가 차단될 수도 있고, 안될 수도 있습니다.

1) 통상 부족전압을 감지를 VCB는 UVR로 계통을 보호하고(POR도 일부 가능)

2) ACB는 내장형인 UVT를 사용하여 보호를 합니다.

3) 또한 UVT는 UVR보다 동작속도가 빠르므로 ACB의 경우, 순간정전으로 잦은 트립이 발생되는 것에 대해서는 [UVT + UVT 지연용 컨트롤러]를 조합하여 UVR 기능(속도부문)으로 사용하기도 합니다.

상용계통 정전신호는 회로구성에 따라 신호를 받는 위치가 달라집니다. 따라서 비상용발전기는 자동상태에서 상용계통 정전신호를 받는 쪽에 정전이 발생하면, 정전으로 인식하고 일정시간 후가동이 됩니다. 비상발전기와 ATS, 부하에 전력이 공급되는 순서는 통상적으로 정전 일정 시간 후, 비상발전기 가동되고 비상발전기 출력전압이 확립되어 ATS 발전전압 확인회로에 전압인가 일정 시간 후 ATS는 상용 측에서 발전 측으로 절체되고 비상부하에 전력이 공급됩니다.

다만, 회로구성에 따라서 ATS 절체를 먼저하고, 발전기 출력이 인가되도록 할 수도 있겠습니다.

Q. 저압선로에 사용되는 ELB(누전차단기)를 사용하다가 2차 측에 누전이 발생하였을 경우에 전력선(R,S,T)과 중성선(N) 바꿔서 접속하는 경우에 누전차단기가 트립되지않는 경우가 있었습니다. 다른 사람들도 그런 방식의 응급조치를 얘기해 주시더라고요. 그런데 이건 왜 가능한 건가요? 제 생각에는 누전차단기는 내부에 영상변류기(ZCT)가 있어서 들어가는 전류와 나오는 전류의 차가 설정된 정격감도 전류 이상이 되면 트립되는 걸로 알고 있습니다. 

그런데 영상변류기는 전력선과 중성선 2가닥이 모두 통과됩니다. 그런데 2차 측 선로를 바꾸더라도 영상변류기에 통과하는 2선은 변화가 없기 때문에 검출되는 누설전류 값도 변화가 없는거 아닌가요?

A. 전기를 이론적으로 공부하신 분들은 그냥 쉽게 그럴 수 없다라고 말하기 쉽습니다. 

누전차단기는 들어가고 나가는 전류가 다를 때 ZCT가 검출하여 동작한다는 말이 맞습니다.

하지만 일반적인 누전차단기의 동작전류는 30mA입니다. 그리고 우리가 감지할 수 있는 전류는 1mA이고 두 선 중 N″ 한선을 만지면 감전이 안 되는 것, 감전을 느끼지 못한다는 것을 아신다면 이해를 하실 것 입니다.

결론은 두 선 중 N″ 선이 접지가 되면 접지의 상태(경미한상태)에 따라 전류가 접지와 N″ 선(저항의 크기에 반비례)으로 분배, 우리가 감지하지 못하는 것처럼 N 선을 통하여 누전차단기로 돌아간다는 얘기입니다. 

그래서 부하 측에서 선을 서로 바꾸는 것은 접지가 된 H″ 선을 N″ 으로 바꿔 접지된 선 H″ 선을 N″ 으로 만들어 지락전류 대부분을 전류 분배에 의하여 누전차단기로 돌아가게 하는 것입니다. 

Q. 22,900-380/220 몰드변압기.. 500kva, 250kva 두 대가 있는데. 제작년월 1998년도입니다.

근데 소리가 상이해서. 250kva변압기는 웅~~~하는 부드러운 소리가 나는 반면 500kva변압기는 디~~~하는 약간 칼칼한 소리가 나는데. 소리가 끈 키는 간헐적인 소리는 아니지만 250kva 변압기에 비해 소리가 더 거칠고 소리가 약간 더 큰 듯한 느낌이 들어서 두 변압기의 온도가 모두 30℃ 정도여서 부하율의 차이로 인한 소리의 다름은 아닌거 같고. 물론 온도가 같다면 500kva 변압기에 부하가 더 걸렸겠지만. 500kva 변압기에 무슨 큰 문제가 발생하기 전의 징조인건지? 

아님 단순히 제작된 지 13년이 지난 변압기의 노후로 인한 자연스러운 현상인건지? 이럴 경우 몰드변압기의 평균수명은 어떻게 되는지? 물론 부하가 어떻게 걸리느냐 또는 온도나 주변환경이 어떠냐에 따라 수명이 다르겠지만... 그래도 몰드변압기의 일반적인 교체시기를 가름할 수 있는 기간은 어느 정도인 것인지? 아님 어디 볼트가 느슨해진 것인지?

A. 상기와 같은 상황은 가까이에서 직접 보아야 정확하게 진단을 할 수 있습니다. 변압기는 유도기로 고유 소음이 있습니다. 주파수가 60Hz이므로 변압기의 고유진동주파수는 120Hz로 발생합니다. 그 소리는 저주파로 웅 하는 소리로 나타납니다만 만약 소리가 찌찌지 하고 나는 소리라든지 타타다 라고 나든지 고유의 소리가 아니면 관심을 두고 추적을 하여야 합니다. 

그리고 기본적으로 MOLD 변압기는 COIL 덩어리가 MOLDING이 되어 전기적으로 노출된 부분은 단자밖에 없습니다. 하여 특별히 전기적으로 이상이 있어 발생하는 소음은 없을 것입니다. 변압기 고유 진동 시 주위의 자성체, 변압기 고정 상태등에 의해 발생할 수는 있습니다. 참고 하세요. 변압기의 수명은 운전, 관 정도에 따라 천차만별입니다. 

아래는 효성중공업 자료에서 가져온 내용입니다. 몰드 변압기가 실용화된 지 20년이 지났지만, 특별고압의 수전 설비로 본격적으로 채용되기 시작한 지는 20년이 채 안 되었고 높은 온도나 전압에 의한 내부 스트레스에 의한 열화 메커니즘이 유입식보다 복잡하여 변압기 추정수명은 20~25년으로 추정되고 있으나 구체적인 수명진단에 대한 조사, 연구는 관계 단체/연구소에서 여전히 진행되고 있는 실정이다.

Q. 상 유도전동기 질문 드립니다. 질문내용 7년간 사용했다던 3상 유도 전동기 380전용 11kW 25A 정격인데 이게 갑자기 모터 중간 부분이 손도 못 댈 정도로 뜨거워졌네요. 절연도 재보고 했는데 이상이 없습니다. 근데 운전전류가 3선 모두 15A밖에 안나옵니다 모터는 손도 못 댈 정도로 뜨겁고요. 근데 결선이 Y 결선으로 되어 있네요 결선을 델타결선으로 바꾸니 암페어가 20A 정도로 나오고 정상 작동하네요.

7년 전에 시공 시 결선이 잘못 되었던 건가요? 근데 왜 시공시 Y 결선으로 해놓은 건가요? 분전함에는 전자 접촉기 하나랑 Eocr 이거밖에 구성이 안 되어 있네요. Y 결선과 델타결선 왜 있 거죠? 

A. 명판을 자세히 보시고 명판대로 결선이 되어 있는지 다시 한번 확인해보세요. 220/380V 겸용 MOTOR인지? 만약 겸용 MOTOR라면 380V에서는 Y 결선이 맞습니다. 전원이 380V인데 델타로 결선을 하였다면 무언가 문제가 있는 것 입니다.

Y-델타는 전원이 3상 220V일때 기동 시 Y로 기동하고 델타로 운전을 하거나 전압이 380V일 경우에는 Y로 결선 전용 사용하도록 또 220V일 때 델타로 결선 전용 사용토록 하기 위한 것 입니다.

Q. 3상 4선식 380V 분전반에서 220V 단상 전등부하를 사용하려고 하는데요. 사용용량은 약 150KW입니다. 메인 차단기용량은 150,000W / 루트 3×380 = 228A로 약 1.1배를 더해서 300A 배선용차단기를 선정했습니다. 부하는 단상 220 부하지만 메인 전압방식이 3상 4선 380V 이면 이렇게 계산하는 거 맞죠? 근데 전선은 어느 정도의 굵기를 선정해야 하는지요?

A. 1.1배는 전동기 정격전류가 50A 이상  때 전선굵기 선정 시 적용기준입니다. 일반부하에서는 최대사용전류×1.25 (차단기의 80%) < 차단기 정격 < 전선의 허용전류입니다.