전동기 보호 계전기 EOCR 선정과 설정값 계산 방법 완전 정리

⚡ 단일 기기 해설 · 🔴 고급

전동기 보호 계전기(EOCR)
선정과 설정값 계산 방법 완전 정복

과전류로부터 전동기를 지키는 핵심 보호 장치 EOCR의 원리, 종류, 선정 기준, 그리고 실무에서 바로 쓰는 설정값 계산까지 한 번에 정리합니다.

● 전기기사 / 전기공사기사 필수 ● KEC 210.5 적용 ● IEC 60947-4-1 기준

01 / EOCR 개요

EOCR이란 무엇인가? — 전동기의 최후 보호막

EOCR(Electronic Over Current Relay, 전자식 과전류 계전기)은 전동기에 흐르는 전류를 실시간으로 감시하여 과부하, 구속, 결상, 지락 등 이상 상태를 검출하고 접촉기를 트립시켜 전동기를 보호하는 핵심 보호 장치입니다. 기존의 바이메탈 열동형 계전기(THR)와 달리 전자 회로를 이용하므로 정밀도가 높고, 온도에 의한 오차가 없으며, 다양한 보호 기능을 하나의 기기에서 구현할 수 있습니다.

전동기는 기동 시 정격전류의 5~8배에 달하는 기동 전류가 흐르고, 부하 변동에 따라 전류가 크게 변합니다. 이러한 환경에서 EOCR은 단순 전류값 초과만이 아닌, 시간 특성(Inverse Time)을 적용하여 정상 기동과 비정상 과부하를 구별해 낼 수 있습니다. 또한 3상 회로에서 발생하는 결상(단상 운전)은 전동기 소손의 가장 흔한 원인 중 하나인데, EOCR은 이를 정확히 감지하여 트립 신호를 발생시킵니다.

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과부하 보호(Overload)

정격전류 초과 시 반한시 특성으로 동작. 경부하는 느리게, 중부하는 빠르게 트립.

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구속 보호(Stall)

전동기 회전자 잠김 시 순간 대전류 흐름을 감지하여 즉시(0.5초 이내) 트립.

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결상 보호(Phase Loss)

3상 중 1상 소실 시 불균형 전류를 검출하여 전동기 소손 방지.

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역상 보호(Phase Rev.)

3상 결선 순서 반전 시 전동기 역회전 방지. 고급형 EOCR에 내장.

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02 / 내부 구조

EOCR 내부 구조 블록도 — 전류 감지부터 트립까지

EOCR의 내부는 크게 전류 감지부, 신호 처리부, 출력부의 세 블록으로 나눌 수 있습니다. 전류 감지부는 CT(변류기) 또는 홀 소자를 이용하여 주회로 전류를 낮은 전압 신호로 변환하고, 신호 처리부에서는 이를 마이크로프로세서가 분석하여 트립 조건 여부를 판단합니다. 출력부는 릴레이 접점 또는 트랜지스터 출력으로 외부 접촉기의 코일 전원을 차단합니다.

설정 다이얼(또는 디지털 스위치)을 통해 전류 설정값(Ir), 트립 시간(t), 재기동 딜레이(Reset Time)를 조정할 수 있습니다. 현장에서는 이 설정값이 올바르지 않아 전동기가 보호되지 않거나 빈번히 오트립 되는 사례가 많으므로, 정확한 계산이 매우 중요합니다.

▲ EOCR 내부 구조 블록도 — 전류 감지부터 접촉기 트립까지의 신호 흐름

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03 / EOCR 종류 비교

EOCR 종류와 선정 기준 — 어떤 제품을 골라야 하나?

EOCR은 제조사와 제품군에 따라 기능 범위가 크게 다릅니다. 기본형은 과부하·결상 보호만 제공하고, 중급형은 지락 감지와 수동 재기동 기능을 추가하며, 고급형은 역상 보호, RS-485 통신, 실시간 데이터 모니터링까지 지원합니다. 국내에서는 삼성 EOCR(LS ELECTRIC), 슈나이더 LR 시리즈, ABB TF 시리즈, 미쯔비시 TH-T 시리즈 등이 많이 사용됩니다.

선정 시 가장 먼저 확인해야 할 것은 전동기의 정격전류(FLA, Full Load Ampere)입니다. EOCR의 설정 가능 전류 범위가 전동기 정격전류를 포함해야 하며, 일반적으로 정격전류의 100~115% 범위에서 설정합니다. 또한 기동 방식(직입, Y-△, 인버터 구동)에 따라 기동 시간 설정을 별도로 조정해야 합니다.

구분	기본형(Standard)	범용형(General)	디지털형(Digital)	통신형(Smart)
과부하 보호	✓ 포함	✓ 포함	✓ 포함	✓ 포함
결상 보호	✓ 포함	✓ 포함	✓ 포함	✓ 포함
역상 보호	△ 미포함	△ 일부	✓ 포함	✓ 포함
지락 보호	✗ 없음	△ 별도 ZCT	✓ 내장	✓ 내장
트립 원인 표시	LED 단순 표시	LED 구분 표시	디지털 숫자 표시	LCD 상세 표시
통신 인터페이스	✗ 없음	✗ 없음	△ 선택사양	RS-485/Modbus
전류 설정 방식	다이얼 조절	다이얼 조절	푸시버튼/디지털	PC 소프트웨어
주요 적용처	펌프, 소형 팬	컴프레서, 이송장치	중요 설비, PLC 연동	빌딩 자동화, EMS

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04 / 설정값 계산 방법

EOCR 설정값 계산 — 전류 설정과 트립 시간 산출

EOCR 설정에서 가장 중요한 것은 전류 설정값(Ir)과 트립 시간(t) 두 가지입니다. 전류 설정값은 전동기 정격전류(FLA)를 기준으로 정하며, KEC 및 IEC 기준에 따라 1.0~1.15배 범위에서 설정합니다. 트립 시간은 전동기 기동 시간보다 반드시 길게 설정하되, 과부하 시 전동기 허용 시간보다 짧게 설정해야 합니다.

기동 전류 배수(Ist/In)는 직입 기동 시 통상 5~8배이므로, 기동 중에 EOCR이 오트립 되지 않도록 기동 시간 설정(Start Inhibit Time)을 조정해야 합니다. 이 시간은 일반적으로 실제 기동 완료 시간 + 2~3초의 여유를 더한 값으로 설정합니다. Y-△ 기동의 경우 Y 접속 → △ 접속 전환 시 전류 과도가 발생하므로, 이 시간까지 포함하여 기동 시간을 설정해야 합니다.

① 전류 설정값(Ir) 계산

FORMULA 01 — 전류 설정값

Ir = In × (1.0 ~ 1.15)

In : 전동기 정격전류 [A] (명판 FLA 값)
1.0배 : 정밀 보호 (권장, 과부하 보호 우선)
1.15배 : 최대 허용 (KEC 210.5 기준 상한값)

② 기동 시간(Ts) 설정

FORMULA 02 — 기동 시간 설정

Ts = 실제 기동 완료 시간 + 2~3[s] (여유)

직입 기동 : 3~8초 이내 기동 완료 → Ts = 6~11초 설정
Y-△ 기동 : Y → △ 전환 포함 총 기동 시간 고려
인버터 구동 : 기동 시간이 길 수 있으므로 별도 확인 필수

③ 실무 계산 예시 — 11kW 전동기

🔧 계산 예시: 3상 380V / 11kW / 4극 전동기

전동기 정격전류 (명판값) In = 24A

전류 설정값 (Ir) Ir = 24 × 1.05 = 25.2A → 다이얼 25A 설정

기동 전류 (추정) Ist ≈ 24 × 6 = 144A (약 6배)

실제 기동 완료 시간 약 5초 측정

기동 시간 설정 (Ts) Ts = 5 + 3 = 8초 → 10초 설정 (다이얼 근사값)

트립 등급 Class 10 (일반 전동기)

▲ EOCR 반한시 트립 특성 곡선 — 전류가 클수록 트립 시간이 짧아지는 반한시 특성

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05 / 주회로 배선도

EOCR 주회로 및 제어회로 배선도

EOCR은 주회로에 직렬로 삽입하는 방식(관통형)과 외부 CT를 통해 연결하는 방식 두 가지로 설치됩니다. 소형(63A 이하)은 주회로 전선을 직접 EOCR 단자에 접속하는 직접형을 사용하고, 대형 전동기에는 외부 CT를 통해 2차 전류(5A 또는 1A)를 EOCR에 입력하는 CT 외부 방식을 사용합니다. 제어회로에서는 EOCR의 NC(Normal Close) 접점이 접촉기 코일 회로에 직렬 삽입되어, 트립 발생 시 코일 전원을 차단합니다.

EOCR 트립 후 재기동 방법에는 자동(Auto) 복귀와 수동(Manual) 복귀 두 가지가 있습니다. 자동 복귀는 설정된 냉각 시간(보통 3~5분) 경과 후 자동으로 복귀되며, 수동 복귀는 현장에서 직접 리셋 버튼을 눌러야 재기동됩니다. 안전상 중요한 설비에는 반드시 수동 복귀를 설정하여 원인 확인 없이 자동 재기동되는 것을 방지해야 합니다.

▲ EOCR 주회로 및 제어회로 배선도 — 트립 시 MC 코일 전원 차단 메커니즘

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06 / 선정 절차

EOCR 선정 단계별 절차 — 현장 실무 가이드

올바른 EOCR 선정을 위해서는 전동기 명판 정보 확인, 기동 방식 파악, 보호 기능 요구사항 검토의 세 가지 단계를 순서대로 진행해야 합니다. 명판에서는 정격전압(V), 정격전류(FLA, A), 정격출력(kW), 기동 방식(DOL/Y-△) 정보를 반드시 확인합니다. 특히 인버터(VFD) 구동 전동기는 별도의 인버터 내장 보호 기능과 EOCR 기능이 중복되지 않도록 주의해야 합니다.

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전동기 명판 정보 확인

정격전압(380V/440V), 정격전류(FLA), 정격출력(kW), 역률(cos φ), 기동 방식을 확인합니다. 명판이 없을 경우 전동기 출력에서 전류를 역산(In ≈ kW × 2 @ 380V)하는 약산식을 활용합니다.

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EOCR 전류 범위 선택

EOCR 제품은 전류 설정 가능 범위가 정해져 있습니다(예: 1~5A, 4~20A, 15~60A, 40~200A). 전동기 FLA가 설정 범위의 30~70% 위치에 오도록 적절한 전류 범위 제품을 선택합니다.

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보호 기능 요구사항 검토

설비 중요도에 따라 결상 보호, 역상 보호, 지락 보호 기능 포함 여부를 결정합니다. 소화 펌프, 배수 펌프 등 안전 관련 설비는 반드시 결상 보호 기능이 포함된 제품을 선택해야 합니다.

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트립 등급(Class) 선택

IEC 60947-4-1 기준 Class 10(일반 전동기), Class 20(대형 또는 고관성 부하), Class 30(고관성 펌프·압축기)을 전동기 특성에 맞게 선택합니다. 잘못된 Class 선택은 전동기 소손 또는 불필요한 트립의 원인이 됩니다.

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현장 설치 및 설정값 입력

선정된 EOCR을 접촉기 하단에 설치하고, 계산된 Ir(전류)과 Ts(기동시간)를 다이얼에 설정합니다. 최초 기동 시 전류계로 실제 기동 전류와 정상 운전 전류를 측정하여 설정값의 적정성을 반드시 검증합니다.

⚠️ 주의: CT 방식 EOCR 사용 시 외부 CT를 통한 EOCR 연결 시에는 CT 비율(예: 100/5A)을 정확히 입력해야 합니다. CT 비율 오입력 시 설정 전류값이 완전히 달라져서 보호 기능이 작동하지 않을 수 있습니다.

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07 / KEC 관련 기준

KEC 및 IEC 관련 기준 — 법적 근거와 설계 기준

전동기 보호 관련 국내 기준은 한국전기설비규정(KEC)에 상세히 규정되어 있습니다. KEC 210.5(전동기의 과부하 보호)에서는 0.2kW를 초과하는 전동기에 대해 과부하 보호 장치 설치를 의무화하고 있으며, 보호 장치의 트립 전류는 전동기 정격전류의 115% 이하로 설정해야 한다고 명시하고 있습니다. 또한 KEC 212.6에서는 전동기 회로의 단락 보호에 관한 기준도 규정하고 있습니다.

KEC 210.5

전동기 과부하 보호

0.2kW 초과 전동기에 과부하 보호 장치 의무 설치. 트립 전류는 정격전류의 115% 이하로 설정.

KEC 212.6

전동기 회로 단락 보호

전동기 분기회로에 단락 보호용 차단기(MCCB) 설치. 정격전류의 250% 이하 차단 용량 적용 원칙.

IEC 60947-4-1

모터 스타터 규격

트립 Class(10/20/30) 정의. Class 10은 기동전류의 7.2배에서 10초 이내 트립을 기준으로 함.

IEC 60947-5-1

제어회로 접점 규격

EOCR 출력 접점의 개폐 수명 및 정격 전류 기준. AC-15 용도 기준 적용.

📋 KEC 210.5 과부하 보호 장치 생략 가능 조건 다음의 경우 과부하 보호 장치 생략이 허용됩니다: ① 전동기가 운전 중 과부하가 될 우려가 없는 경우 ② 전동기가 부하와 기계적으로 결합되어 과부하 보호가 다른 방법으로 행해지는 경우 ③ 정격출력 0.2kW 이하의 소형 전동기. 그러나 안전 관련 설비에서는 생략 조건에 해당되더라도 EOCR 설치를 강력히 권고합니다.

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08 / 전동기 용량별 EOCR 설정표

용량별 EOCR 설정 기준표 — 현장 바로 적용 가능

아래 표는 3상 380V 기준으로 각 전동기 용량에 따른 정격전류, EOCR 전류 설정값, 기동 시간 설정, 추천 트립 등급을 정리한 현장 실무 기준표입니다. 표의 값은 IEC 기준 표준 전동기(4극, 효율 IE2급)를 기준으로 하며, 실제 적용 시에는 반드시 해당 전동기 명판의 FLA 값을 우선 적용합니다. 기동 시간은 직입 기동 기준이며, Y-△ 기동 시에는 Y 접속 시간 + △ 전환 후 안정 시간을 합산하여 설정해야 합니다.

출력(kW)	정격전류 In(A)	Ir 설정(A)	기동 시간 Ts(s)	트립 등급	기동 방식	비고
0.4 kW	1.1 A	1.1 ~ 1.3 A	5 s	Class 10	직입(DOL)	소형 팬, 소형 펌프
1.5 kW	3.7 A	3.7 ~ 4.3 A	6 s	Class 10	직입(DOL)	소형 컨베이어, 믹서
3.7 kW	8.5 A	8.5 ~ 9.8 A	8 s	Class 10	직입(DOL)	중형 팬, 이송장치
7.5 kW	16.0 A	16 ~ 18 A	10 s	Class 10	직입 or Y-△	컴프레셔, 분쇄기
11 kW	24.0 A	24 ~ 27 A	10 s	Class 10	Y-△ 기동	펌프, 대형 팬
15 kW	32.0 A	32 ~ 36 A	12 s	Class 20	Y-△ 기동	대형 펌프, 압축기
22 kW	45.0 A	45 ~ 52 A	15 s	Class 20	Y-△ 기동	고관성 부하
37 kW	75.0 A	75 ~ 86 A	15 s	Class 20	Y-△ / 리액터	대형 압축기, 크레인
55 kW	110 A	110 ~ 127 A	20 s	Class 30	리액터 / 인버터	대형 설비, CT 외부 방식
75 kW	148 A	148 ~ 170 A	20 s	Class 30	인버터 or 리액터	대용량, CT 외부 방식 필수

※ 위 전류값은 380V 표준 전동기(cos φ ≈ 0.85, η ≈ 0.90) 기준 계산값입니다. 실제 명판 FLA와 다를 수 있으므로 반드시 현장 확인 후 적용하십시오. 인버터 구동 전동기는 인버터 출력 전류를 기준으로 EOCR 설정값을 결정합니다.

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09 / 현장 팁 & 트러블슈팅

현장 전문가 팁 — 빈번한 문제와 해결 방법

EOCR 관련 현장 트러블의 90% 이상은 설정값 오류, 접점 불량, 결선 실수 세 가지에서 발생합니다. 특히 신규 설치 후 최초 기동 시 EOCR이 트립되는 경우는 대부분 기동 시간 설정(Ts)이 짧거나, 전류 설정값(Ir)이 너무 낮게 설정된 경우입니다. 반대로 EOCR이 트립되지 않아 전동기가 소손되는 경우는 전류 설정이 너무 높게 설정된 경우가 대부분입니다.

기동 직후 트립 현상

기동 시간(Ts) 설정이 짧아서 발생. 실제 기동 완료 시간을 측정 후 Ts를 기동 시간 + 3초로 재설정. Class도 10→20으로 변경 검토.

반복 트립 (운전 중)

과부하 원인 탐색 필수. 전류계로 3상 전류 측정 → 불균형 시 결상 의심, 전체적 증가 시 기계적 과부하 점검. Ir을 올리는 것은 임시방편.

결상 트립 오발생

EOCR의 결상 감도 설정 확인. 경부하 운전 시 불균형 전류가 결상 감도 임계값을 초과할 수 있음. 결상 감도 조정 또는 고급형 제품으로 교체.

리셋 후 재기동 불가

EOCR 열 기억(Thermal Memory) 기능 동작 중. 전동기 냉각 대기 시간(3~10분) 후 리셋. 자동 복귀 설정인지 수동 복귀 설정인지 확인 필요.

인버터 연동 시 오동작

인버터 출력에는 고조파 전류가 포함됨. 진성분(실효값) 측정 방식의 EOCR 선택 필수. 인버터 내장 보호 기능과 기능 중복 여부도 검토.

외부 CT 배율 오입력

CT 비율 입력 오류 시 설정 전류값이 완전히 달라짐. CT 명판(예: 100/5A = 20배)을 확인 후 EOCR 설정 메뉴에서 CTR을 정확히 입력.

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10 / 안전수칙

EOCR 작업 시 안전수칙 — 감전 및 오기동 방지

EOCR 설정 변경 및 교체 작업은 반드시 전동기와 관련된 모든 전원을 차단하고 잠금(Lock-Out/Tag-Out, LOTO) 절차를 완료한 후 진행해야 합니다. 특히 EOCR의 NC 접점 배선을 임의로 단락하거나 제거하는 행위는 전동기 보호 기능을 무효화시키는 매우 위험한 행동입니다. 현장에서 "EOCR이 계속 트립된다"는 이유로 NC 접점을 단선하거나 점퍼하는 사례가 있는데, 이는 법령 위반이자 화재 및 전동기 소손의 직접적인 원인이 됩니다.

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LOTO 절차 준수

EOCR 교체·설정 전 반드시 MCCB 차단 + 잠금 + 태그 부착 후 진행

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잔류 전압 확인

전원 차단 후에도 대용량 전동기에는 역기전력이 잠시 발생할 수 있음. 검전기로 확인 필수

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NC 접점 임의 단락 금지

트립 빈번하다는 이유로 EOCR 접점 점퍼 절대 금지. 원인 파악이 우선

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자동 재기동 설비 주의

자동 복귀 설정된 EOCR은 냉각 후 자동 재기동됨. 점검 중 예상치 못한 기동에 주의

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트립 원인 기록

트립 발생 시 원인(OL/PL/GF 등)을 반드시 기록하고 근본 원인 해소 후 복귀

🚨 긴급 위험 경고: EOCR 우회(Bypass) 절대 금지 EOCR NC 접점을 임의로 단락하거나 우회하는 행위는 전기설비기술기준 위반입니다. 이러한 상태에서 전동기 과부하가 발생하면 전동기 소손, 배선 과열, 화재로 이어질 수 있습니다. "일단 급하게 가동하고 나중에 고치겠다"는 생각은 절대 금물입니다.