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Fire Sci. Eng. > Volume 26(1); 2012 > Article
Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2012;26(1):61-67.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2012.26.1.061    Published online February 28, 2012.
3상 전동기 결상에 의한 전기화재 보호를 위한 장치 개발 연구
최신형, 곽동걸, 김진환
1강원대학교 제어계측공학과2강원대학교 방재전문대학원3강원대학교 방재전문대학원
A Study on Device Development for Electrical Fire Protection on Open Phase of Three-Phase Motor
Choi Shin-Hyeong, Kwak Dong-Kurl, Kim Jin-Hwan
요약
3상 전동기를 이용하는 3상 전력계통에서 1상이 결상되면 계통에는 불평형 전류가 흐르거나 단상전력이 공급되어 전동기 코일의 과전류로 인한 화재발생은 물론 전력계통에 큰 피해를 주게 된다. 최근 3상 전동기 결상검출 방식으로는 열동 과전류계전기와 전자식 모터 보호계전기가 대다수 이용되고 있으며, 이들은 선로의 과열이나 과전류가 발생되면 검출하고 차단기를 동작시키는 방식으로 감지속도가 느리고 오동작과 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다. 이들을 개선하기위하여 본 논문에서는 반도체 소자를 이용한 새로운 결상보호용 제어회로 토폴로지를 설계하여 감지속도와 정밀도를 향상시키고, 소형 경량으로 제작되어 현장의 3상 전동기 제어반에 용이하게 장착시킬 수 있는 장점이 있다. 그 결과 제안한 결상 보호장치는 3상 전동기를 보호하고 결상으로 발생하는 전기화재를 최소화시키고 그리고 전력계통의 안정적인 운전에 기여할 수 있을 것이다. 제안한 결상 보호장치는 다양한 동작특성 실험을 통하여 그 성능과 신뢰성이 입증된다.
Abstract
In the three-phase power system using the three-phase motor, when any one-phase is open-phase, the unbalanced current flows and the single-phase power supplied by power supply produces overcurrent to motor coil. As a result, the enormous damage and electrical fire can be given to the power system. Recently, the thermal over-current relay (THR) or electronic motor protection relay (EMPR) is mostly used as the open-phase detection device of the three-phase motor. When the over-current or overheat of electric line is generated, it detects and operates circuit breaker, but there is the defect that the sensing speed is slow, the operation can be sometimes failed, and the precision is decreased. In order to improve these problems, this paper is proposed a new control circuit topology for openphase protection using semiconductor devices. Therefore, the proposed open-phase protection device (OPPD) enhances the sensing speed and precision, and has the advantage of simple fitting in the three-phase motor control panel in the field, as it manufactures into small size and light weight. As a result, the proposed OPPD protects the three-phase motor, minimizes the electrical fire from openphase, and contributes for the stable driving of the power system. The performance and confidence of the proposed OPPD is confirmed by a great variety of the experiments of operation characteristic.
Key Words: 3-Phase motor, Open-phase faults, Electrical fire, THR, EMPR, OPPD


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