직입 기동과 리액터 기동 차단기 선정 (KECG 1702 기동전류)

직입 기동과 리액터 기동 Y-D 기동은 대표적으로 전동기(모터)를 구동시키기 위한 전기 연결 방법입니다. 모터는 전기가 흐르지 않으면 그냥 철로 된 코일 덩어리지만 전압이 가해져 전류가 흐르면 회전을 하게 되어서 모든 생활 속에서 활용되고 있는 중요한 발명품을 기동시키고 보호하기 위한 차단기 선정법을 설명하겠습니다

 

 

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직입 기동

영어로 Direct입니다. 즉 직결한다, 아무것도 없이 그냥 연결해서 기동한다는 것입니다.

여기서 이해가 안되신다면 바로 뒤에 설명을 들으시면 조금씩 이해가 가능합니다만

우선 모터란 것은 멈춰있다가 돌아가면 순간적으로 전류가 엄청나게 많이 흐릅니다

일정 시간이 되어서 정속 회전이 되면 전류가 안정적으로 일정량을 유지하게 됩니다

이때 직입기동은 순간적으로 보통 정격전류의 700% 정도, 7배가 흐른다고 합니다

 

전동기 기동 방식 자세히 알아보러 가기 [클릭]

 

리액터 기동

리액터란 코일을 말합니다. 즉 코일을 통해서 연결하여 기동시킨다는 것입니다.

코일은 리액턴스 성분이 가득한데 RLC 중에 L 요소인 것이죠

자세한 것은 아래 링크를 통해서 이론을 이해하시는 것을 추천 드립니다

결론적으로 코일을 연결하면 좋은 효과가 있고 보통 300~400% 정도가 흐릅니다

 

Y-D 기동

Y와 D는 결선 방법을 말합니다

와이 결선과 델타 결선에 대해서는 아래 링크를 참조하시면 더 자세하게 공부할 수 있습니다

결과만 말하면 보통 기동전류가 250% 정도가 흘러서 가장 적게 흐릅니다

대신 Y결선과 D 결선을 만들기 위해서 케이블이 3가닥이 아닌 6가닥이 필요한 단점이 있습니다

 

KECG 1702 기동전류에 의한 차단기 선정

KEC가 적용되면서 전동기 (모터/동력) 부하의 차단기와 케이블 선정 과정이 매우 복잡해졌습니다

수많은 단계를 거쳐야 되지만 실무를 하다 보면 결국 가장 영향력이 큰 요소가 있습니다

그중에 하나가 바로 기동전류에 의한 차단기를 선정하는 것입니다

 

기동 전류

기동전류란 모터(전동기)가 멈춘 상태에서 돌아가기 시작할 때부터 정상 회전 속도로 안정화되기까지 흐르는 약 10초 내외에 발생하는 대용량 전류입니다

 

기동 전류 변화 이론 공부 가기

 

보통 모터 정격전류의 7~9배 사이이며 KEC에서는 7.2배로 계산하고 있습니다

이렇게 높은 전류가 10초 내외로 흐르기 때문에 우리는 일반적으로 모터 정격전류보다 차단 전류가 큰 차단기를 선정합니다

모터 정격전류가 50A인데 차단기를 50AT로 선정하면 기동 할 때 차단기가 떨어져서 동작을 시킬 수 없습니다

 

KECG 1702와 1702A를 참고하면 어떻게 차단기를 선정하는지 예시가 있습니다

그 예를 참고하면 한 가지 의문점이 드는 구절이 있습니다

 

기동 방식을 고려하지 않는다

 

기동방식을 고려하지 않는다고 설명하고 있습니다

다만 다음 구절에서 기동방식을 고려하는 방법도 있지만 계산 결과가 유사하기 때문에 할 필요가 없다고 되어 있습니다

그런데 진짜 계산결과가 거의 똑같을까요?

 

[중요 포인트]

• 1번 방법 : 직입 기동전류 + 직입 기동 시간
• 2번 방법 : 감압 기동전류 + 감압 기동 시간

직입 기동전류와 리액터, Y-D 기동전류의 차이는 앞에서 알아봤기 때문에 넘어가고

기동 시간에 따른 변화에 대해서 알아보겠습니다

 

기동 시간과 규약동작배율

직입 기동의 기동 시간은 보통 4초입니다

Y-D 기동 시간은 보통 6초이며 리액터 기동 시간은 10초로 KEC 계산을 하고 있습니다

시간이 늘어나면 무엇이 바뀔까요?

바로 규약동작배율이 바뀝니다

동일한 차단기에서 4초일 때의 규약동작 배율과 10초일 때의 규약동작 배율을 비교해 봅시다

 

규약동작배율 알아보기 [클릭!]

 

직입기동과 리액터 기동의 기동전류 차이는 0.65배입니다

'A'라는 전동기의 정격전류는 100A라고 가정하면

• 직입기동 100A x 7.2 = 720A
• 리액터기동 100A x 7.2 x 0.6 = 432A

 

직입기동과 리액터 기동 규약동작 배율의 차이는 2배까지는 아닙니다

직입기동 4초 : 규약동작배율 7

리액터기동 10초 : 규약동작배율 5

 

• AT(ms1번) = 100x7.2 / 7 = 약 103A
• AT(ms2번) = 100x7.2x0.6/5 = 약 86A

 

1번 방법으로 계산하면 차단기는 125AT가 선정됩니다

2번 방법으로 계산하면 차단기는 100AT가 선정됩니다

 

KECG의 계산은 1번 방법으로 계산하고 있고 2번과 유사할 것이라 했지만

실제 2번 방법이 더 작게 계산되었습니다

물론 차단기 1단계 차이였기 때문에 유사하다고 설명한 것이 틀렸다고 할 순 없습니다

 

KECG 1702 보러가기

 

결론

• 1번 방법과 (직입 기동전류 + 직입 기동 시간)과 2번 방법 (감압 기동전류 + 감압 기동 시간)은 유사하다
• 하지만 직입 기동 전류 + 감압 기동 시간을 적용하는 것은 옳지 않다
• 왜냐하면 감입기동 시간에 따른 규약동작배율은 더 작은 수로 나누기 때문에 차단기가 커진다
• AT(ms3번) = 100x7.2 / 5 = 144A -> 150AT
• 100AT - 125AT - 150AT
• 동일한 식을 어떻게 해석하냐에 따라서 차단기가 50% 이상 커지고 이에 따라 케이블도 굵어져야만 한다
• KECG 1702 예시에 따라 직입 기동 전류 + 직입 기동 시간으로 구하는 것이 적절하다

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[같이 보면 도움이 되는 포스팅 추천]

한국전기설비규정 KEC 140~141 접지 종류 (공통 통합접지)

한국전기설비규정 KEC 210 감전 보호 대책

차단기 선정과 케이블 선정하기 한국전기설비규정 KEC 212.4