결상·전압 불평형이 전동기에 미치는 영향
3상 유도전동기에서 한 상이 끊어지면 전동기는 단상으로 운전되며, 같은 토크를 내기 위해 남은 두 상의 전류가 이론상 약 1.73배로 올라갑니다. 전류가 1.73배면 권선 손실은 제곱에 비례해 약 3배가 되고, 기동 중 결상이면 아예 기동하지 못한 채 구속 전류가 흘러 수십 초 만에 권선이 소손됩니다. 실제 현장 측정값은 부하율과 결선 방식에 따라 1.7~2.4배까지 벌어집니다.
전압 불평형률은 세 선간전압의 평균 대비 최대 편차 비율로 정의합니다. NEMA MG-1 기준으로 전류 불평형은 전압 불평형의 6~10배까지 확대되고, 권선 온도상승은 불평형률 제곱의 약 2배(%)만큼 증가합니다. 출력 디레이팅 계수는 1%에서 0.98, 2%에서 0.95, 3%에서 0.88, 4%에서 0.82, 5%에서 0.75이며 5%를 넘으면 연속 운전을 권장하지 않습니다.
역상(상 순서 반대)은 전류가 아니라 회전 방향 문제입니다. 펌프·압축기·엘리베이터처럼 역회전이 곧 설비 손상인 부하에는 역상·결상 보호계전기(47·EOCR)를 반드시 설치해야 합니다. 경부하 상태에서는 결상 전류가 과부하 계전기 설정값을 넘지 않아 검출되지 않을 수 있으니, 전류 기반 보호만 믿지 말고 전문가 점검을 받으시기 바랍니다.
자주 묻는 질문
부하가 50% 이하로 가벼우면 결상 전류가 정격을 넘지 않아 과부하 계전기가 동작하지 않을 수 있습니다. 그래도 역상분 전류로 회전자 발열은 계속 누적되므로 결상 전용 보호가 필요합니다.
단상 부하의 상별 편중, 한 상만 접촉 불량인 단자대, 개방된 역률 콘덴서 퓨즈, 변압기 탭 불일치가 대표적입니다. 무부하와 부하 상태 전압을 모두 측정하면 원인을 좁힐 수 있습니다.