3상 전동기에서 상전류는 균형인데 역률이 갑자기 낮아지는 이유는 무엇인가요?

Question

3상 전동기를 운전하면서 각 상의 전류를 측정했을 때 전류 크기는 서로 비슷하고 전압도 정상인데, 전력분석기에 표시되는 역률이 이전보다 낮아지는 경우가 있습니다. 전류 불평형이 없다면 전기적 상태도 정상일 것 같은데, 상전류가 균형을 이루면서도 역률이 낮아질 수 있는 이유는 무엇인가요? 이러한 현상을 확인할 때 어떤 계측값과 설비 상태를 함께 점검해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

3상 전동기의 상전류가 균형을 이루더라도 유효전력과 피상전력의 관계가 달라지면 역률은 낮아질 수 있습니다. 전동기가 가벼운 부하로 운전하면 자화에 필요한 전류가 상대적으로 크게 남아 역률이 낮아질 수 있으며, 운전 부하나 전력용 콘덴서의 투입 상태가 바뀌어도 역률이 변할 수 있습니다. 고조파가 존재하는 경우에는 기본파의 위상차뿐 아니라 파형 왜곡도 역률에 영향을 줄 수 있습니다. 점검 시에는 상전류와 선간전압뿐 아니라 유효전력, 무효전력, 피상전력, 역률 및 고조파 측정값을 함께 확인해야 합니다. 또한 전력분석기의 결선 방식과 CT 비율 설정이 올바른지도 점검해야 합니다. 단순히 전류가 균형이라는 이유만으로 역률 저하 원인을 배제해서는 안 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

3상 전동기의 상전류가 균형을 이루고 전압도 정상이라고 하더라도 역률은 낮아질 수 있습니다. 대표적인 원인은 전동기의 부하율 감소 인데요. 부하가 줄어들게 되면 유효전력은 감소하지만 자속을 형성하는 무효전류는 상대적으로 크게 줄지 않아 역률이 낮아질 수 있습니다. 고조파 증가나 전력분석기의 측정 설정 오류도 원인이 될 수도 있습니다. 전압과 전류 뿐만 아니라 부하 상태와 전력분석기의 측정값을 종합해서 원인을 파악하는 것이 좋습니다.