Troubleshooting Electrical Motors
전동기는 석유화학 공정에서 주로 사용되는 원동기이다. 일반적으로 2, 4극으로 설계된 유도 전동기는 소동력에서부터 Air Blower를 구동하는 20,000마력(BHP) 이상의 것들도 있다. 전동기의 고장은 로터나 베어링과 같은 기계적 문제와 권선과 공급 시스템과 같은 전기적 문제의 2가지 형태로 구분할 수 있다. 그렇지만, 권선 손상과 같은 전기문제의 90% 이상이 앞서 발생한 기계적 문제를 재유발 시킬 가능성이 있다. 일반적인 기계적 손상 형태는 과하중, 플러딩(Flooding), 냉각공기 장애, 단상 부하, 베어링 손상 등이다. 이러한 손상은 정비 불량이나 전동기 자체의 외적 원인에 의해 발생한다. 예를 들어, 대부분의 단상 부하에 의한 손상은 이러한 위험한 상태가 발생되지 않도록 하는 설치되어 있는 보호 장치의 정비부족 때문에 발생된다.
원심형 공정 압축기를 구동하는 3500 HP, 4극, 환기배관, Squirrel-Cage의 전동기를 고려해 보자. 이 전동기의 권선에 불이 붙었다. 불은 곧 소화되었고 전동기는 취외되어 수리점으로 옮겨졌으며 다음과 같은 손상진단이 내려졌다. :
⑴ 조사 결과:
a. 전동기의 불은 권선이 고정자의 슬롯에서 나오는 부분에서 권선 손상으로 발생했다.
b. 권선에 화재를 유발시킨 것은 오일에 스며든 먼지, 코크와 섬유물질의 축적물이었다.
c. 고정자 슬롯내의 권선 일부가 경미한 마찰로 절연 에나멜이 벗겨짐으로써 과열이 확산된 것으로 보인다. 에나멜이 상대적으로 온전한 것으로 보아 내부 과열인 것으로 결론지을 수 있다.
⑵ 발생 가능한 원인 규명:
a. 빈번한 기동, 즉 설계치 보다 더 자주 기동하거나 과전류가 흐를때 권선 소손이 발생할 수 있다.
b. 과부하 상태에서 운전 : 과부하 운전을 방지하기 위해 정확한 보호 계전기가 사용되고 압축기가 설계 범위내에서 운전되므로 여기서는 의미가 없다.
c. 부적절한 냉각공기 : 오염된 필터, Fan 손상, Fan 구동이 없는 기계 운전 등이다.
d. 필터 시스템과 전동기 권선의 부적절한 예방정비로 권선이 오염되었을때 냉각공기로는 정상적으로 발생되는 열을 분산시킬 수 없기 때문이다.
⑶ 결론 :
a. 이러한 기계 손상은 2a, 2c, 2d가 복합적으로 작용하여 발생한다.
b. 조치:
① 모든 대용량 전동기는 최소한 5년간 예방정비가 되지 않는다. 서비스 조건이 보증된 경우에는 이 기간이 더 길어진다. 기계부서에서 이러한 작업을 계획하는 책임을 지고 있다.
② 필터와 Fan 운전을 자세히 감시하고 어떠한 손상이라도 우선적으로 수리하여야 한다.
③ 운전 지침서에 규정한 기동 제한조건은 엄격히 준수되어야 한다. 설계에 따라 다르지만 정상 운전온도를 유지하기 위해서, 연속 기동시에는 충분한 시간적 여유를 두어야 한다.
적절한 예지점검 정비를 통하여 이러한 손상은 방지될 수 있다. 표 4-26은 전동기의 일반적인 고장원인 해결 지침을 나타낸다.
표 4-26 전동기의 고장원인 해결 지침
