여러대의 전동기를 동시 기동시 일부가 정상동작하지 않을 경우

여러대의 전동기를 동시 기동시 일부가 정상동작하지 않을 경우

전동기 동시 기동 이상 발생 상황

 

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1. 문제상황
공장에 똑같은 전동기 100개가 있습니다. 
개별 동작 시 전혀 문제가 없습니다만, 동시에 작동시키면
일부 전동기의 속도가 느려집니다. 
공장에 들어오는 전기 용량 자체가 낮은 것이 문제라면 
용량을 높이는 것 말고 다른 방법은 없는지?

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2. 예상원인, 해결법
(1)
1. 전동기는 소모하는 전력은 kW(또는 W) 단위로 표현을 하는데, 이를 유효전력이라 합니다.
2. 다만, 실제 전동기는 kW 뿐만 아니라, kvar이라고 하는 무효전력도 소비를 하게 됩니다.
3. 이 kW와 kvar을 모두 고려된 것이 kVA 라고 하는 피상(겉보기)전력이라 합니다. 즉, 변압기가 부하측에 kW와 kvar을 모두 공급하므로 변압기의 용량은 kVA로 표기합니다. 여기까지가 배경이구요.
4. 전동기가 기동을 하게 되면, 위에서 말씀해 주신것 처럼, 정상적으로 소비되는 전류(정격전류라고 함)의 약 6배~10배가 잠깐동안 필요로 하게 됩니다. 이 기동전류가 결국에는 kvar이라고 하는 무효전력의 소비를 증가시키고, 이로 인해 kW는 일정하더라도 kvar이 증가되므로 겉보기전력 kVA 또한 증가하게 됩니다.
5. 이러한 겉보기전력 kVA의 증가는 결국 전기를 공급하고 있는 변압기 용량측면에서도 영향을 주게 되고, 이게 심해지면 결국 변압기의 공급능력도 표현하신 것처럼 딸리게 되고, 이로 인해 결국엔 부하측 전압도 떨어지게 됩니다.
6. 근데 이러한 문제가 전기계통에만 있는 것이 아니고, 이러한 영향이 다시 전동기에 데미지를 주게 됩니다. 전압이 떨어진 상태에서 기동을 자꾸하다보면, 기동도 발 안될뿐더러, 전동기 열적능력에도 문제가 될 수 있고, 심하면 결국 전동기도 소손될 수 있습니다.
7. 결국 동시기동되는 전동기의 대수가 많아질수록 이러한 영향은 더 커질 수 밖에 없습니다. 때문에, 여러대의 전동기를 동시에 기동시키는 운전방법은 전동기가 많은 대형 산업플랜트에서도 고려하지 않는 방법입니다. (전력계통뿐 아니라 전동기에도 무리를 주게 되므로..)

설명이 길었는데, 따라서 결론은
납품을 하고자 하시는 곳의 상황을 잘 모르지만, 동시기동보다는 순차기동 하는 것을 추천드립니다.
현장 전기계통의 상황을 정확히 모르는 상황에서 고객측에서 무조건 원한다고 그 요구를 무작정 받아드릴 사항은 아닌 것 같고,
1. 동시 기동 또는 순차기동 방법의 결정
2. 기동전류를 줄일 수 있는 별도의 기동기 도입여부도
모두 고객측에서 현장 전기계통의 상태를 고려하여 결정할 사항으로 보입니다.
(현장 전기계통과는 전혀 상관없고, 단지 그 전기계통에 연결되는 부하기기를 납품하시는 입장에서, 위와 같은 상황까지 판단을 해서 어떤 결론을 내실 수 있는 상황이 아니라 보여집니다.)



(2)
현장을 보고 판단하는게 제일 정확하겠지만, 정황으로만 보자면, 장비의 기동방법을 바꾸시는 방법이 제일 현실적이지 않을까 합니다. 100대를 예를 들어 말씀하신건지 실제로 그런건지는 모르겠습니다. 추후에도 계속 테스트를 하심에 불편하다면
원천적으로 공장에 들어오는 전기를 공사하는 방법이 제일 좋지만, 기동법 개선만으로 해결이 된다면 더 경제적이지 않을까 싶습니다. 다만 장비의 단가 상승이 소폭 있을수 있다는 점 고려해보셔야 할듯합니다. 요즘은 여러대를 동시 제어할때
인버터를 많이 사용들 하시는데, 그런쪽으로 고려해보시는게 좋을것 같습니다.




(3)
100여대 정도라고 하면 1차적으로 소비전력(정격전류)을 계산하고 전동기라고 하면 이에 따른 기동전류가 정격의 6-7배가 순간적으로 들어옵니다.
이를 카버할수 있는 전선 용량인지를 확인하여 대응하셔야 할것 같습니다.



(4)
 대형 플랜트나 공장에서는 다수의 전동기(용량 상관없이...)를 사용시에는 전력 계통 및 모터 보호 및 내구성 보호 위해 소프트 스타터나 인버터로 기동하는 경우가 많습니다. 100 대를 동시에 기동 한다는 것은 전기 설계를 고려하지 않을 경우 라인 및 전력 계통에 자칫 무리가 됩니다.