전동기의 정격전압과 정격주파수가 정상인데도 역률이 낮아지는 원인은 무엇인가요?

Question

전동기를 운전하면서 전압과 주파수가 명판의 정격값에 가깝게 유지되고 있는데도 전력분석기에 표시되는 역률이 낮게 나타날 수 있습니다. 전압과 주파수가 정상이라면 전동기도 정상적인 조건에서 운전한다고 생각하기 쉽지만, 실제로는 부하 상태나 전동기의 특성에 따라 역률이 달라질 수 있다고 합니다. 역률이 낮아지는 주요 원인과 현장에서 확인해야 할 측정 항목은 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

전동기의 정격전압과 정격주파수가 정상이어도 부하율이 낮거나 자화전류의 비중이 커지면 역률이 낮아질 수 있습니다. 유도전동기는 회전자에 필요한 토크를 발생시키는 전류와 별도로 자속을 형성하기 위한 자화전류가 필요하므로, 기계적 부하가 작아지면 유효전력에 비해 무효전력의 비중이 커질 수 있습니다. 또한 역률 보상용 콘덴서의 차단이나 고조파에 의한 파형 왜곡도 측정 역률에 영향을 줄 수 있습니다. 현장에서는 전압과 주파수뿐 아니라 상전류, 유효전력, 무효전력, 피상전력, 역률 및 실제 기계적 부하를 함께 확인해야 합니다. 전력분석기의 결선 방식과 CT 비율 설정이 올바른지도 점검해야 하며, 역률이 낮다는 이유만으로 곧바로 전동기 고장이라고 판단하기보다는 운전 조건과 계측 상태를 종합적으로 분석해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전동기의 정격전압과 주파수가 정상이라고 하더라도 부하율이 낮거나 무부하에 가까운 상태로 운전하게 되면 역률이 낮아질 수는 있습니다. 유도전동기는 자속을 형성하기 위해 무효전류가 필요하므로, 부하가 작아져도 이 전류가 크게 줄지 않아 역률이 낮아지게 됩니다. 그 외에도 전압 불평형, 고조파, 전동기 내부 이상 등이 원인이 될 수 있습니다.