기준 문서: KS C IEC 60034-12:2016 (2020 개정, KS C IEC 60034-12:2008을 대체), 허용차는 KS C IEC 60034-1. 모선 전압 한도는 이 규격에 없습니다. · Based on KS C IEC 60034-12:2016.
① 한 장 요약 One-page summary
정지한 유도전동기는 정격의 수 배 전류를 낮은 역률로 끌어가 전원 임피던스에서 전압이 떨어지고, 떨어진 전압의 제곱만큼 기동 토크가 줄어듭니다. KS C IEC 60034-12는 농형 유도전동기의 기동 성능 등급(N, H 등)을 정하고, 등급별로 최소 토크와 구속 피상전력의 최댓값을 줍니다.
- 정하는 것: 설계 등급, 출력·극수별 최소 토크(구속 Tl, 최소 Tu, 최대 Tb), 구속 피상전력 Sl/PN 최댓값, 견뎌야 하는 외부 관성
- 정하지 않는 것: 허용 모선 전압강하(설계 기준·같은 모선 기기가 정함), 시험 허용차(→ 60034-1 표 21), 기동기 선정
IEC 60034-12 defines starting-performance designs (N, H and their E/Y variants) with minimum torques and maximum locked-rotor apparent power; it does not set the permissible bus voltage dip.
② 구조 지도 Structure map
③ 핵심 조항 Key clauses
무슨 일이 일어나나 What happens at start
- 회전자가 멈춰 있어 전동기는 작은 임피던스처럼 보입니다. 전류는 정격의 5~8배, 역률은 0.2~0.45 정도입니다.
- 이 전류가 전원·변압기·케이블 임피던스를 지나며 모선과 단자 전압을 떨어뜨립니다. 같은 모선의 조명·제어기·접촉기도 영향을 받습니다.
- 토크는 전압의 제곱에 비례해, 전압이 떨어지면 가속이 느려지고 심하면 정격 속도까지 오르지 못합니다.
6.1–6.2 N 설계의 최소 토크와 구속 피상전력 (표 1·2) Design N torques and locked-rotor apparent power
- 숫자
- 110 kW 4극 설계 N: 최소 토크 구속 1 · 최소 0.8 · 최대 1.7 TN, Sl/PN 최댓값 10 kVA/kW.
- 예
- 구속 전류 7 In인 아래 예의 전동기는 Sl/PN = 8.57로 한도 이내입니다.
- Y 설계
- NY·HY는 Y-Δ 기동을 전제로 한 등급입니다. Y 결선에서 토크가 약 1/3이 되므로 그에 맞는 요구를 따로 둡니다(8·11절).
60034-1 허용차 Tolerances (IEC 60034-1 Table 21)
- 숫자
- 구속 전류 +20 %, 구속 토크 -15 %. 카탈로그 7 In은 실제 최대 8.4 In일 수 있습니다.
손계산 예: 기동 방식 비교 Worked example: starting methods
1 000 kVA 변압기(uk 6 %, 전원 520 MVA), 같은 모선에 기존 부하 400 kVA, 구리 95 ㎟ 50 m, 110 kW 380 V 전동기(In = 205 A, 구속 전류 7 In, 기동 역률 0.3, 구속 토크 2.0 TN).
| 방식 | 선전류 | 모선 전압 | 전동기 단자 | 기동 토크 |
|---|---|---|---|---|
| 직입 DOL | 1274 A (6.2 In) | 93.5 % | 89.0 % | 1.58 TN |
| Y-Δ | 454 A (2.2 In) | 96.7 % | 54.9 % | 0.60 TN |
| 단권변압기 65 % 탭 | 570 A (2.8 In) | 96.2 % | 61.3 % | 0.75 TN |
| 소프트스타터 3.5 In 제한 | 716 A (3.5 In) | 95.6 % | 50.0 % | 0.50 TN |
기동 전 모선은 기존 부하 때문에 이미 98.4 %. 직입은 모선을 93.5 %까지 떨어뜨리지만 토크 1.58 TN으로 넉넉하고, Y-Δ는 전압강하를 크게 줄이지만 토크가 0.60 TN으로 낮아 부하 토크가 큰 기계는 가속하지 못할 수 있습니다. 전압강하와 가속 토크를 함께 봐야 합니다.
DOL dips the bus to 93.5 % but gives ample torque; star-delta greatly reduces the dip but leaves only 0.60 TN.
근사: 모선 강하 ≈ Sst/(Sk + Sst). 변압기 2차 Sk ≈ 1/(1/520 + 0.06/1) ≈ 16.1 MVA, 직입 Sst ≈ 0.94 MVA → ≈ 5.5 %(정밀 계산 5.1 %).
④ 숫자 모음 The numbers in one table
| 항목 | 값 | 근거 |
|---|---|---|
| 토크와 전압 | T ∝ U² (80 % → 64 %) | 기본 원리 |
| Y-Δ 선전류·토크 | 직입의 약 1/3 | 기본 원리 |
| 110 kW 4극 N 최소 토크 | Tl 1 · Tu 0.8 · Tb 1.7 TN | 표 1 |
| 110 kW N Sl/PN 최댓값 | 10 kVA/kW | 표 2 |
| 허용차 | 구속 전류 +20 %, 구속 토크 −15 % | 60034-1 표 21 |
| 모선 전압 실무 기준 (예) | 기동 중 85~90 % 이상 | 규격 밖 |
⑤ 계산기로 확인 Check it with the calculator
전동기 기동 계산기에서 기동 방식, 토크-속도 곡선, 가속 시간, 보호 협조까지 확인할 수 있습니다.
⑥ 함정과 원문 확인 Traps and source notes
- 모선 강하 한도는 규격에 없음: "60034-12가 15 %를 허용한다" 같은 설명은 틀립니다. 한도는 설계 기준과 같은 모선 기기의 요구로 정합니다.
- 카탈로그값은 대표값: 허용차를 반영한 불리한 쪽(전류 +20 %, 토크 −15 %)도 확인합니다.
- E 설계 (NE·HE): 고효율 전동기는 구속 피상전력 한도가 별도 표(표 3)에 있습니다. 같은 출력이라도 기동 전류가 더 클 수 있습니다.
- 발전기 기동: 과도 리액턴스가 커서 전압강하가 훨씬 큽니다.
- 과부하 계전기 트립 등급(10·20·30)이 기동 시간보다 짧으면 기동 중 트립합니다.