전력품질, 수전점과 변압기에서 무엇을 보나
한눈에 보기
- 품질
- 전기는 있고 없고만이 아니라 품질이 있다— 품질이 나빠지는 순간은 계통 지점마다 다르게 드러난다
- 지점마다 보는 것
- 수전점에서는 전압 변동·상간 불평형·고조파를, 변압기에서는 권수비로 환산한 입·출력 전류 차이와 중성점 접지선 전류, 상간 전류 불평형을 본다
- 보호계전기 기록
- 동작한 기록 자체가 전력품질 자료다— 다만 접점만 받아 쓰면 크기와 지속시간이 남지 않는다
설비가 멈췄다가 다시 켜면 잘 돌아가는 일이 반복된다면 전력품질을 의심합니다. 품질이 나빠지는 순간은 계통 지점마다 다르게 드러납니다. 먼저 들어오는 쪽 — 수전점과 변압기에서 무엇을 보는지 정리했습니다.
계통을 따라 내려가며 본다
전력은 수전점에서 들어와 변압기·차단기·드라이버를 거쳐 모터에 닿습니다. 전기 쪽에서 비롯된 문제는 대개 이 경로 위의 어느 지점에 드러나고, 지점마다 볼 것이 다릅니다. 한 곳만 보고 있으면 다른 곳에서 생긴 원인을 놓칩니다. 다만 이 경로가 전기적 원인을 다 담지는 못합니다. 접지 불량, 다른 계통에서 타고 들어온 노이즈, 부하 측 배선의 접촉 불량처럼 이 수직 경로 옆에서 들어오는 전기적 원인도 있으므로, 경로 위에서 아무것도 잡히지 않으면 그쪽을 봅니다. 제어 로직·통신·기계 쪽 원인은 애초에 전기 계통 밖에 있으므로 따로 봐야 합니다.
수전점 — 들어오는 전기 자체가 정상인가
가장 위에서 보는 것입니다. 여기가 흔들리면 아래 설비 전반에 영향이 갑니다. 다만 UPS·절연변압기·정전압장치를 거쳐 전기를 받는 부하는 그 흔들림이 상당 부분 걸러지므로, 같은 계통에 매달려 있어도 어떤 설비는 멈추고 어떤 설비는 멀쩡한 일이 생깁니다. 무엇이 멈추고 무엇이 버텼는지가 오히려 원인을 좁히는 단서가 됩니다.
| 보는 것 | 무엇을 잡아내나 |
|---|---|
| 고전압 · 저전압 · 순간정전 | 반주기 실효치와 최대치가 설정 범위를 벗어나는지 봅니다. 순간정전은 사람이 눈치채지 못할 만큼 짧아도 설비가 멈출 수 있습니다. 멈추는지 버티는지는 부하 종류와, 드라이버에 순시정전 보상 기능이 있는지에 따라 갈립니다. |
| 전압·전류 상간 불평형 | R·S·T 세 상의 실효치 차이를 봅니다. 크기가 고르더라도 상 사이의 위상 간격이 120°에서 벗어나 있으면 불평형이므로, 위상까지 재는 계측기라면 함께 봅니다. 정도가 크고 오래 이어지면 모터가 과열되어 수명이 줄어들 수 있습니다. |
| 고조파 | 3·5·7·9·11차 등 주파수 차수별 크기를 봅니다. 인버터·정류기가 많은 계통에서 커지며, 함유율이 높은 채로 이어지면 변압기 과열이나 설비 오작동의 원인이 될 수 있습니다. |
변압기 — 들어온 만큼 나가고 있는가
| 보는 것 | 무엇을 잡아내나 |
|---|---|
| 입·출력 전류 비교 | 1차와 2차 전류는 권수비만큼 원래 다릅니다. 고압을 저압으로 낮추는 변압기라면 2차 전류가 몇십 배 큰 것이 정상입니다. 그래서 권수비(또는 CT비)로 환산한 값끼리 견줍니다. 환산한 뒤에도 허용 범위를 넘게 벌어지면 누설·지락을 의심하지만, 여자돌입전류·CT 포화·OLTC 탭 위치도 같은 차이를 만들기 때문에 한 번의 차이만으로 단정하지 않고 다른 신호와 함께 봅니다. |
| 중성점 접지선 전류 | 변압기 중성점과 접지극을 잇는 선에 흐르는 전류입니다. 여기서 「흐르면 이상」이라고 잘라 말할 수 없는 이유는 접지방식이 계통마다 다르기 때문입니다. 다중접지 배전계통이나 저압 TN-C·TN-C-S 결선처럼 중성선과 대지가 병렬 귀로를 이루는 계통에서는, 지락이 없어도 불평형 전류와 3차 고조파(영상분)가 이 선으로 나뉘어 상시 흐릅니다. 그러므로 평소 값을 재어 기준으로 잡아 두고, 그 값이 달라지는지를 봅니다. 기준보다 뚜렷하게 늘어나면 절연 열화나 지락을 의심하되, 부하 구성이 바뀌지는 않았는지 함께 확인합니다. 중성점과 대지가 한 점에서만 이어지는 계통이라면 평상시 값 자체가 작으므로, 같은 변화라도 더 빨리 드러납니다. 3상 4선식의 중성선(N) 전류와는 다른 선이지만, 두 선이 어디서 본딩되는지도 접지방식이 정하므로 선 이름만으로 구분하지 말고 결선을 확인해야 합니다. |
| 상간 전류 불평형 | 각 상 실효치의 비율을 봅니다. 한쪽 상에 부하가 몰려 있거나 결선에 문제가 있을 때 나타납니다. |
수전 보호계전기가 먼저 알려 준다
수전점에는 이미 보호계전기가 달려 있습니다. 이것들이 동작했다는 사실 자체가 전력품질 기록입니다. 따로 계측기를 놓기 전에, 계전기 접점을 신호로 받아 두면 무엇이 언제 동작했는지까지는 남습니다.
| 계전기 | 무엇에 반응하나 | 무엇을 뜻하나 |
|---|---|---|
| OCR (51) 과전류 | 전류가 설정값을 넘음 | 단락·과부하. 어느 피더인지가 중요합니다 |
| OVR (59) 과전압 | 전압이 설정 상한을 넘음 | 경부하 시간대나 조상설비 과보상 |
| UVR (27) 부족전압 | 전압이 설정 하한 아래 | 순간정전·전압강하. 설비 재기동의 흔한 원인 |
| OVGR (64) 지락과전압 | 영상전압이 나타남 | 지락일 가능성이 높습니다. 다만 계통 불평형이나 대지정전용량 차이로도 영상전압은 나타나므로, 절연 상태를 재어 확인합니다 |