산업 플랜트에 가장 많이 영향을 미치는 전력 문제로는 전압 새그(강하) 및 스웰(상승), 고조파, 과도 현상, 전압 및 전류 불균형 등이 있습니다.
균형이 잡힌 3상 시스템에서 위상 전압은 일치하거나 거의 같아야 합니다. 불균형은 위상 전압의 불균등을 측정하는 것입니다. 전압 불균형은 3상 시스템의 위상 간 전압 차이의 척도입니다. 3상 모터의 성능을 저하시키고 수명을 단축시킵니다.
모터에 과도 현상이 미치는 영향은 심각할 수 있습니다. 모터 권선 절연이 파괴되어 비용이 많이 드는 조기 모터 고장 및 예상치 못한 가동 중지 시간이 발생할 수 있습니다.
모터의 과도 전압 테스트
과도 전압(전기 회로의 일시적인 원치 않는 스파이크 또는 전압 블립)은 산업 플랜트 내부 또는 외부의 다양한 소스에서 발생할 수 있습니다.
인접한 부하 켜기 또는 끄기, 역률 보정 커패시터 뱅크, 심지어 먼 지역의 날씨 조건 때문에도 배전 시스템에 과도 전압이 발생할 수 있습니다. 이러한 과도 현상은 진폭과 주파수가 다양하며 모터 권선 절연의 약화 또는 절연 파괴의 원인이 될 수 있습니다.
이러한 과도 현상의 소스를 찾는 것은 이들의 발생 빈도와 증상이 여러 가지 방식으로 나타날 수 있다는 것 때문에 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 반드시 직접 장비를 손상시키지는 않지만 작동에 방해가 될 수 있는 과도 현상이 제어 케이블에 발생할 수 있습니다.
과도 현상을 식별하고 측정하는 좋은 방법은 과도 기능이 있는 3상 전력 품질 분석기를 사용하는 것입니다. 미터의 과도 기능은 공칭 전압보다 50V 높게 설정되어 있습니다. 그러면 미터의 디스플레이에 50V 이상의 잠재적으로 문제가 있는 전압, 즉 과도 현상이 표시됩니다.
초기 측정에서 과도 현상이 발견되지 않으면 고급 산업용 전력 품질 로거를 사용하여 시간의 경과에 따라 전력 품질을 측정하고 로깅하는 것이 좋습니다.
전압 불균형의 원인은 무엇입니까?
불균형 3상 시스템에서는 다음과 같은 이유로 3상 모터 및 기타 3상 부하의 성능 저하 또는 조기 고장이 발생할 수 있습니다.
- 정상 토크 출력보다 낮아서 발생하는 모터의 기계적 응력
- 모터 및 3상 정류기의 정상보다 높은 전류
- 불균형 전류는 3상 와이결선 시스템의 중성 도체에서 흐릅니다.
모터 터미널에 전압 불균형이 발생하면 높은 전류 불균형이 발생하며, 전압 불균형의 6~10배가 될 수 있습니다. 불균형한 전류로 인해 토크 맥동, 진동 및 기계적 응력 증가, 손실 증가, 모터 과열이 발생합니다. 전압 및 전류 불균형은 연결이 느슨하거나 접점이 마모되는 등의 유지보수 문제로 발생할 수도 있습니다.
불균형은 배전 시스템 전체의 어느 지점에서나 발생할 수 있습니다. 부하는 패널보드의 각 위상에 걸쳐 균등하게 분배되어야 합니다. 한 위상이 다른 위상에 비해 과부하가 지나치면 해당 위상에서 전압이 낮아집니다. 해당 패널에서 공급되는 변압기와 3상 모터는 열이 더 많이 발생하고, 소음이 비정상적으로 발생하며, 진동이 심하고, 심지어 조기에 고장이 발생할 수도 있습니다.
전압 불균형 계산 방법
전압 불균형을 결정하기 위한 계산은 간단합니다. 결과는 불균형 백분율이며 모터 문제 해결의 다음 단계를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 계산에는 세 단계가 있습니다.
- 전압 또는 전류 평균을 확인합니다.
- 최대 전압 또는 전류 편차를 계산합니다.
- 최대 편차를 평균 전압 또는 전류로 나누고 100% 불균형을 곱합니다 = (평균 V 또는 I/평균 V 또는 I의 최대 편차) x 100.
수동 불균형 계산은 전압 또는 전류 불균형의 시점 결정입니다. Fluke 438-II와 같은 모터 드라이브 분석기에는 불균형의 변화를 포함하여 전압 또는 전류 불균형이 실시간으로 표시됩니다.