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2026-08-14전력 계측과 품질한국디지탈콘트롤(주) 기술연구소

한눈에 보기

  • 전기는 있고 없고만이 아니라 품질이 있고, 품질이 나빠지는 순간은 계통 지점마다 다르게 드러납니다.
  • 수전점은 들어오는 전기를, 변압기는 들어온 만큼 나가는지를, 차단기는 세 상이 같이 움직이는지를 봅니다.
  • 차단기의 기계적 걸림처럼 고장 나기 전에 드러나는 신호가 있습니다.

전력품질, 무엇을 보고 판단하나

설비가 갑자기 멈췄는데 차단기는 정상이고, 다시 켜니 잘 돌아갑니다. 이런 일이 반복되면 어디를 봐야 할지 막막합니다. 전기는 있고 없고만 있는 게 아니라 품질이 있고, 품질이 나빠지는 순간은 계통의 어느 지점에서 어떻게 잡아낼 수 있습니다. 무엇을 보면 되는지 지점별로 정리했습니다.

이 글의 적용 범위 — 수전점부터 모터까지의 전력 계통 감시를 다룹니다. 각 항목의 판정 기준값은 설비와 현장에 따라 다르게 정합니다. 본문의 수치는 이해를 돕기 위한 예시이며 설계값이 아닙니다. 모터 자체의 결함 진단은 별도 주제로 다룹니다.

계통을 따라 내려가며 본다

전력은 수전점에서 들어와 변압기·차단기·드라이버를 거쳐 모터에 닿습니다. 문제는 이 경로 어딘가에서 생기고, 지점마다 볼 것이 다릅니다. 한 곳만 보고 있으면 다른 곳에서 생긴 원인을 놓칩니다.

수전점 Power Quality 고전압 · 저전압 · 순간정전 반주기 실효치가 범위를 벗어나는가 상간 불평형 고조파 변압기 Transformer 입·출력 전류 비교 들어온 만큼 나가는가 중성점 접지전류 상간 전류 불평형 차단기 Circuit Breaker 순간 결상 세 상이 같이 열리고 닫히는가 기계적 걸림 극간 상태 불균형 · 아크 드라이버 Driver · 인버터 입력전원 · 직류전원 · 출력전원 세 구간을 나눠 보면 어디서 틀어졌는지 나뉜다 M 모터 Motor Fault 회전자·베어링·정렬 등 모터 자체의 결함 — 별도 주제로 다룹니다
같은 「설비가 멈췄다」라도 원인이 있는 지점은 다섯 군데로 나뉩니다. 지점마다 보는 항목이 다릅니다.

수전점 — 들어오는 전기 자체가 정상인가

가장 위에서 보는 것입니다. 여기가 흔들리면 아래 설비는 전부 영향을 받습니다.

고전압 · 저전압 · 순간정전 상한 하한 반주기 실효치와 최대치가 설정 범위를 벗어나는지 본다 전압 · 전류 상간 불평형 R S T 세 상의 실효치 차이가 설정 범위를 넘는지 본다 고조파 (전압 · 전류) 357 911 주파수 차수별 크기가 설정치를 넘는지 본다
세 가지 모두 「기준을 정해 두고, 벗어나는 순간을 잡는다」는 구조입니다. 기준값은 설비와 현장에 따라 다르게 정합니다.
보는 것무엇을 잡아내나
고전압 · 저전압 · 순간정전 반주기 실효치와 최대치가 설정 범위를 벗어나는지 봅니다. 순간정전은 사람이 눈치채지 못할 만큼 짧아도 설비는 멈춥니다.
전압·전류 상간 불평형 R·S·T 세 상의 실효치 차이를 봅니다. 불평형이 커지면 모터가 과열되고 수명이 줄어듭니다.
고조파 3·5·7·9·11차 등 주파수 차수별 크기를 봅니다. 인버터·정류기가 많은 계통에서 커지며, 변압기 과열과 오작동의 원인이 됩니다.

변압기 — 들어온 만큼 나가고 있는가

보는 것무엇을 잡아내나
입·출력 전류 비교 입력측과 출력측 전류를 견줍니다. 허용 범위를 넘게 벌어지면 어딘가로 새고 있다는 뜻입니다.
중성점 접지전류 정상이면 거의 흐르지 않아야 합니다. 흐른다면 절연 열화나 지락을 의심합니다.
상간 전류 불평형 각 상 실효값의 비율을 봅니다. 한쪽 상에 부하가 몰려 있거나 결선에 문제가 있을 때 나타납니다.

차단기 — 세 상이 같이 움직이는가

차단기는 고장 났을 때만 문제가 아니라, 동작하는 모습에서 미리 이상이 보입니다. 세 상이 미세하게 어긋나기 시작하는 것이 신호입니다.

보는 것무엇을 잡아내나
순간 결상 세 상의 전류 검출 시각을 견줍니다. 한 상만 늦거나 빠지면 결상입니다.
기계적 걸림 검출 시간의 상호 차이가 벌어지면 기구부가 뻑뻑해졌다는 뜻입니다. 완전히 고장 나기 전에 잡힙니다.
극간 상태 불균형 전류가 검출되기 전에 불필요한 아크가 생기는지 봅니다. 접점 마모의 징후입니다.

드라이버 — 세 구간으로 나눠 본다

인버터는 교류를 직류로 바꾸고, 다시 원하는 주파수의 교류로 만들어 모터로 보냅니다. 세 구간을 나눠 보면 문제가 어디서 생겼는지 갈립니다.

구간무엇을 잡아내나
입력전원들어오는 전기가 드라이버에 어떤 영향을 주는지 봅니다. 계통 쪽 문제입니다.
직류전원교류를 직류로 바꾸는 과정을 봅니다. 여기서 흔들리면 드라이버 내부 문제입니다.
출력전원모터로 나가는 결과를 봅니다. 여기만 이상하면 부하 쪽을 의심합니다.
세 구간으로 나누는 이유 — 「인버터가 이상하다」는 신고가 들어왔을 때, 계통 탓인지 · 드라이버 탓인지 · 부하 탓인지를 부품을 떼어내지 않고 가릅니다.

모터

회전자봉·정렬 불량·편심·축 휨·권선 결함·베어링 결함은 전류 파형의 주파수 성분에서 드러납니다. 이 부분은 진단 방법이 따로 있어 별도 주제로 다룹니다.

정리

  • 전기는 있고 없고만이 아니라 품질이 있습니다. 품질이 나빠지는 순간은 계통 지점마다 다르게 드러납니다.
  • 수전점은 들어오는 전기 자체를, 변압기는 들어온 만큼 나가는지를, 차단기는 세 상이 같이 움직이는지를, 드라이버는 세 구간 중 어디서 틀어졌는지를 봅니다.
  • 모든 항목이 「기준을 정해 두고 벗어나는 순간을 잡는다」는 같은 구조입니다. 그래서 기준값을 어떻게 정하느냐가 감시의 품질을 좌우합니다.
설비가 멈춘 뒤에 원인을 찾으면 이미 늦습니다. 차단기의 기계적 걸림이나 변압기의 접지전류처럼, 고장 나기 전에 드러나는 신호가 있습니다. 계통 어느 지점에서 무엇을 볼지 설계 단계에서 정해 두면 그 신호를 놓치지 않습니다.

이 글에 나온 용어

전력품질Power Quality전기가 들어오기만 하는 것이 아니라 얼마나 고른가를 말합니다. 전압이 흔들리거나 파형이 일그러지면 설비가 오작동하거나 수명이 줄어듭니다.
순간정전Momentary Interruption사람이 눈치채지 못할 만큼 짧게 전기가 끊기는 현상입니다. 짧아도 설비는 멈춥니다.
실효치RMS · Root Mean Square크기가 계속 변하는 교류를, 같은 열을 내는 직류의 크기로 바꿔 부르는 값입니다.
상간 불평형UnbalanceR·S·T 세 상의 크기가 서로 다른 상태입니다. 커지면 모터가 과열되고 수명이 줄어듭니다.
고조파Harmonics기본 주파수(60Hz)의 정수배로 함께 실려 오는 성분입니다. 인버터·정류기가 많은 계통에서 커지며 변압기 과열과 오작동의 원인이 됩니다.
중성점 접지Neutral Grounding변압기의 중성점을 땅에 연결해 두는 것입니다. 여기에 전류가 흐르면 절연이 나빠졌다는 신호입니다.
결상Open Phase세 상 중 한 상이 빠진 상태입니다. 모터에 큰 무리가 갑니다.
인버터Inverter · Driver교류를 직류로 바꾼 뒤 다시 원하는 주파수의 교류로 만들어 모터 속도를 조절하는 장치입니다.
회전자Rotor모터에서 실제로 도는 부분입니다. 유도전동기에서는 도체 막대(회전자봉)가 들어 있습니다.

근거

  • 자사 시공·유지관리 경험 및 사내 기술자료
  • 각 항목의 판정 기준값은 설비와 현장에 따라 정하는 것으로, 본문의 수치는 예시입니다.

이력

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