인덕션 모터에서 "phase unbalance fault"는 무엇인가요?

불균형 상 고장의 정의

유도전동기에서 "상 불균형 고장"은 일반적으로 세 상 전류(또는 전압)의 진폭이 일치하지 않고, 진폭 차이가 지정된 범위를 초과하는 상황을 의미합니다. 이상적으로는 세 상 전압 벡터의 크기가 같고 A, B, C 순으로 배열되어 각각의 쌍 사이에 2π/3의 각도가 있어야 합니다. 그러나 실제 운전에 영향을 미치는 다양한 요인으로 인해 이 균형 상태가 깨질 수 있으며, 이로 인해 상 불균형이 발생할 수 있습니다.

불균형 상 고장의 원인

불균형 세 상 전압: 세 상 전압이 불균형일 경우, 모터 내에서 역전류와 역자장이 발생하여 큰 역토크를 생성하고, 모터 내 세 상 전류 분포의 불균형을 초래하며 한 상의 감속선으로 전류가 증가합니다.

과부하: 과부하 상태에서 운전할 때, 특히 시작 시에, 모터의 스테이터와 로터의 전류가 증가하여 열이 발생합니다. 이러한 상태가 약간 더 길게 지속되면 세 상 감속선 전류의 불균형이 매우 가능성이 높아집니다.

모터의 스테이터 및 로터 감속선 고장: 스테이터 감속선에 회로 간 단락, 국소 접지 또는 오픈 회로가 있을 경우, 로터 감속선의 한 상 또는 두 상에 과다한 전류가 흐르게 되어 세 상 전류의 심각한 불균형을 초래합니다.

작업자의 부적절한 운영 및 유지보수: 작업자가 전기 장비를 정기적으로 점검 및 유지보수하지 않으면, 전기 장비에서 인위적인 누설이나 상 손실이 발생할 수 있습니다.

불균형 상 고장의 위험성

전력 손실 증가: 세 상 네 선 공급망에서, 전류가 선 도체를 통해 흐를 때 임피던스가 존재하기 때문에 전력 손실은 불가피하며, 이러한 손실은 흐르는 전류의 제곱에 비례합니다. 세 상 네 선 구성으로 저전압 그리드가 전력을 공급할 때, 단일 상 부하의 존재로 인해 세 상 부하의 불균형은 피할 수 없습니다. 세 상 부하의 불균형 운전 중에는 중성선에도 전류가 흐르게 됩니다. 이로 인해 상 도체뿐만 아니라 중성선에서도 손실이 발생하여 전력망의 선 손실이 증가하게 됩니다.

배전 변압기의 에너지 손실 증가: 배전 변압기는 저전압 그리드의 주요 공급 장비입니다. 세 상 부하 불균형 상태에서 운전하면 배전 변압기 손실이 증가합니다.

배전 변압기 용량 감소: 배전 변압기를 설계할 때, 그의 감속선 구조는 균형 부하 운전 조건을 위해 설계되며, 각 상의 감속선 성능은 일반적으로 일치하며, 각 상의 등급 용량도 동일합니다. 배전 변압기의 최대 허용 용량은 각 상의 등급 용량에 의해 제한됩니다. 만약 배전 변압기가 세 상 부하 불균형 상태에서 운전하면, 부하가 적은 상에서는 여유 용량이 생기면서 변압기의 출력이 감소하게 됩니다. 이 감소의 정도는 세 상 부하의 불균형 정도와 관련이 있으며, 세 상 부하의 불균형이 클수록 배전 변압기의 용량이 더 많이 줄어듭니다.

배전 변압기에서 발생하는 제로 서열 전류: 배전 변압기가 세 상 부하 불균형 상태에서 운전할 때, 제로 서열 전류가 발생하며, 이는 세 상 부하의 불균형 정도에 따라 달라집니다. 불균형이 클수록 제로 서열 전류가 커집니다.

결론

유도전동기에서의 "상 불균형 고장"은 여러 요인이 복합적으로 작용하는 복잡한 문제입니다. 그 원인과 위험성을 이해하는 것은 모터의 정상적인 운전과 수명 연장을 보장하는 데 중요합니다. 합리적인 유지보수와 적절한 보호 조치를 통해 상 불균형 고장의 발생을 효과적으로 줄일 수 있습니다.