수배전설비 예방보전기술

『제2편 비상용 발전설비(Generator)의 운전과 보존관리』…②
  • 편집부
  • 2016-06-21 오후 1:05:09


『제2편 비상용 발전설비(Generator)의 운전과 보존관리』…②

(2) 발전기 제어반(AUTO STARTING PANEL) ACB 4P 1000A


① 교류 전압계 (V: Volt Meter)
발전기의 출력전압을 지시하는 계기로서 각상의 정격전압을 지시하며 출력전압 조정은 AVR의 전압조절기(90R)로 조정한다.

② 주파수계(F: Frequency Meter or Hertz Meter)
발전기 출력전원의 주파수를 지시하는 계기로서 정격주파수를 지시한다 주파수는 엔진의 회전속도와 비례하므로 조속기(Governor)를 조정하여 정상적인 주파수(60㎐)가 되도록 조절하여야 한다.

※ 조속기(Governor)의 역할 : 부하(負荷) 및 엔진회전수에 따라 연료 분사량을 적절히 조절하여 회전속도 변동율을 5(%)이내로 유지시켜 줌으로써 사용에 적합 하도록 한다.

③ 전류계(A : Ampere Meter)
발전기의 출력 전류를 지시하는 계기로서 각상의 부하전류를 지시한다 .

④ 전력계(KW : Watt Meter)
발전기 출력 실부하를 표시하는 계기로서 각상의 부하를 합산하여 지시한다.
식으로 산출

⑤ 역률계(PF : Power Factor Meter)
발전기 출력부하의 지상(Lag) & 진상(Lead)을 지시하는 계기로서 부하 전류의 위상이 앞서거나 늦음을 지시한다.

⑥ 전압조정 저항기(90R : Voltage Adjust Resister)
발전기의 전압을 조정하기 위한 가변저항기로 항상 정격 전압을 설정하도록 좌측 (전압하강) 또는 우측 (전압상승)으로 가변하며 조정할 수 있다.

⑦ 자동 전압조정기(AVR : Automatic Voltage Regulator)
발전기의 출력전압을 항상 정격전압과 일치하게 유지하도록 자동으로 조정하는 장치로서 무부하에서 전부하까지 언제나 안정된 정격전압을 유지하도록 한다.

⑧ 상용전원 표시등(Normal Power Source Indicator)
상용전원(한전)이 공급되고 있음을 표시하는 장치로서 한전전원 공급시 점등된다.

⑨ 발전전원 표시등(Emergency Power Source Indicator)
비상전원(발전)이 공급되고 있음을 표시하는 장치로서 발전전원 공급시 점등된다.

⑩ 비상정지 스위치(Emergency Stop-Push Button Switch)
발전기 운전중 긴급을 요하는 비상정지 필요시 긴급정지 시킬 수 있는 적색 비상 정지용 누름버튼 스위치로서 취급자 외에도 어느 누구라도 쉽게 동작할 수 있다.

⑪ 표시등 점검 스위치(Indicator-Lamp Test Switch)
발전기 운전반 표시등 점등상태의 이상 유무를 시험(Check)할 때 사용한다.

⑫ 비상 벨 부져 정지 스위치(Bell & Buzzer Stop-Push Button Switch)
발전기세트 운전중 보호장치 및 회로이상 발생시 벨&부져가 울리면 제일먼저 경보 정지용 누름버튼 스위치를 눌러 경보음을 정지시키고 고장 및 이상 발생요인을 제거 조치한 후 회로복귀용 누름버튼 스위치(Reset)를 눌러 다시 재 기동한다.

⑬ 회로 복귀 버튼(Reset Push Button)
운전중 고장 및 이상이 발생되어 엔진이 정지되었을때 이상요인 제거 및 정밀점검 등 재확인한 후 다시 정상적인 운전을 시도하기 위하여 회로 정상 복귀용 누름버튼 스위치이다.
단 원동기 내부에 순환되는 냉각수 온도가 규정치 이상 과열로 엔진이 정지하였을 경우에는 냉각수 온도가 정상온도 이하로 내려가지 않으면 표시등 및 경보장치가 계속 동작되어 정상적인 회로복귀가 되지 않는다.
따라서 일정시간을 기다려 자체적으로 냉각수 고온 표시등이 소멸 된 후 작동하여야 한다.

⑭ 자동 수동 선택 캠스위치(Auto-Manual Select Cam Switch)
발전기세트의 자동 및 수동운전을 선택하기 위한 캠스위치로서 위치 선택에 따라 원동기 시동 및 정지 또는 부하차단기 투입 및 차단 원동기 및 발전기 전기장치의 자동 수동운전을 할 수 있다.

⑮ 차단기 개폐용 캠스위치(Circuit Breaker ON-OFF Cam Switch)
발전기 출력 전원용 부하 차단기를 전기적으로 원격개폐(ON-OFF) 조작하는 캠 스위치로서 차단기가 모터 Charging 및 솔레노이드 조작방식일 때 주로 사용하며 기중차단기(ACB) 나 진공차단기(VCB) 등의 경우에 사용된다.

엔진 운전 정지 스위치(RUN ?STOP Cam Switch)
엔진의 운전 및 정지 작용을 하며 수동식 운전일 경우에 한하여 사용한다.

자동절체 스위치(ATS : Automatic Transfer Switch)
한전(상용)전원의 공급이 중지 됐을 때 ATS가 자동으로 절체 되어 발전기 (비상)전원을 공급하는데 사용된다.

결상(缺相)계전기(Phase Open Relay)
3상 전력회로의 결상(Phase-Opem), 역상(Reverse-Phase), 부족 전압(Under-Voltage), 고조파 전류 등의 사고시 동작하는 계전기로서 주로 3상 모터 보호용 으로 많이 사용하며 UVR의 부족한 면을 보상한다 그러나 결상계전기를 설치하여야 할 명확한 규정은 없으며 최근에는 3E 또는 4E 릴레이 설치로 결상 계전기를 대신하고 있다.

※ 동작시 응급조치방법 : Resest한 후 반복적으로 가동이 Stop하면 원인(결상 또는 고조파전류등)을 찾아내지 못하면 임시조치로 POR이 동작하지 못하도록 전원을 분리한 후 가동한다.

2.1.9 발전기의 중성점 접지시설

① 저압 전로의 중성점 접지는 400V미만의 저압용 기계기구는 제3종 접지공사를 하여야 하므로 사용전압이 380V/220V인 발전기의 중성점 접지저항은 100Ω이하로 규정하는 것이 타당하다.

② 전로의 중성점 접지 규정에 적합하게 접지공사를 실시하는 경우에는 발전기 중성점의 접지선과 외함 접지선은 발전기 접지극을 공용할 수 있다(접지종별이 동일하므로).

③ 한전 중성선과 발전기 중성선 공결 사용
한전 중성선과 발전기 중성선은 비상용예비전원의 시설 규정에 의거 전기적으로 접속되지 아니하도록 시설하여야 한다. 따라서 중성선을 공용 사용할 수 없다.

④ 발전기 간선보호용 과전류차단기 시설
간선보호용 과전류 차단기는 저압옥내간선의 시설 규정에 의거 시설하여야 하므로 ACB 또는 MCCB는 간선 개폐기로서 3극용을 사용할 수 있으며 ATS는 비상용 전원과 상용전원을 절체하고, 전기적인 접속이 되지 않도록 하여야 하므로 반드시 중성극을 포함하여 각 극에 시설하여야 한다. 즉 식 380/220V 3φ4ω식 일 경우 ATS는 4극용으로 MCCB 또는 ACB는 3극용 사용이 가능하다.

2.1.10 발전기 설치사항

1) 건축적 고려사항

(1) 장비 반입 및 반출 통로가 확보되어야 한다.
(2) 장비 배치에 용이하고 유지보수가 용이한 면적을 갖고 장비에 대해 충분한 유효높이와 구조적 강도를 갖도록 한다.
(3) 운전시 소음, 진동을 고려하여 거실부분 및 건축물 코어부에서 가급적 떨어진 위치로 할 것.
(4) 발전기실의 벽, 기둥, 바닥은 내화구조여야 하고, 출입구는 갑종방화문으로 한다.

2) 환경적 고려사항

(1) 발전기와 굴뚝 또는 배기관 사이의 길이는 최대한 짧게 하며 길이가 길어지는 경우는 배압을 고려하여 크기를 정한다.
(2) 급기와 배기 덕트는 최대한 짧게 하고, 디젤기관의 라디에이터 냉각방식이나 가스터빈식 발전기인 경우 다량의 공기를 필요로 하므로 외기 도입이 용이한 위치로 한다.
(3) 급유 및 통기관의 인출이 용이한 장소로 한다.
(4) 수냉식 엔진을 사용하는 경우 냉각수의 보급 및 배수가 쉬운 장소로 한다.
(5) 발전기실에는 발전기용도 이외에 가스, 물, 연료 등의 배관이 시설되지 않아야 한다.
(6) 화재, 폭발, 염해의 우려가 있거나 부식성, 유독성 가스가 체류하는 장소는 피한다.
(7) 발전설비의 배기관, 배기 덕트의 소음이 거실이나 다른 건축물에 영향을 주지 않도록 한다.

3) 전기적 고려사항

(1) 수·변전실과 인접하여 전력공급이 원활하도록 하는 것이 바람직하다.
(2) 발전설비의 유지보수 및 안전관리를 고려하여야 한다.

4) 설치시 주의사항

(1) 비상발전기는 내화도가 2시간 이상인 방화구획된 전용실에 설치하거나, 눈이나 비의 침입을 방지할 수 있는 적절한 곳에 설치하여야 한다.

(2) 비상발전기를 설치한 전용실 또는 분리건물은 소화활동으로 인한 침수, 홍수, 하수구 역류, 이와 유사한 형태의 재난으로부터의 손상 가능성이 최소화되는 곳에 위치하여야 한다.
(3) 비상발전기실은 축전지에 의한 비상조명을 확보하여야 하며, 실내의 조도는 100룩스 이상이어야 한다.
(4) 비상발전기의 연료, 배기 또는 윤활유 배관의 처짐과 연결부에서의 누출을 유발하는 부품은 손상이 일어나 지 않도록 견고하게 받침대에 설치하여야 한다.
(5) 진동 방지장치는 회전장치와 미끄럼방지 기초 사이, 미끄럼 방지기초와 기초 사이에 설치하여야 한다.
(6) 설계시 적용 가능한 소음 제어장치를 고려하여야 한다.
(7) 비상발전기에서 방출되는 열로 인하여 발전기실내의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위한 적절한 환기조치를 강구하여야 한다.
(8) 충분한 연소용 공기를 비상발전기에 공급하여야 한다.
(9) 발전기용 냉각설비는 전부하 정격에서 원동기(엔진) 냉각에 충분한 용량이어야 한다.
(10) 연료탱크의 용량산정은 비상발전기의 기동시간, 상용전원의 정전 지속시간, 제작상의 권장 유지보수시간을 고려하여 선정하여야 한다.
주) 일반적으로 4~8시간 운전 가능한 용량으로 선정하는 것이 바람직하다.

(11) 배기설비는 배기가스 연무가 근로자가 있는 방이나 건물 안으로 침입하는 것을 방지하는 기밀구조이어야 하고, 특히 창문·환기구 입구 또는 엔진 공기흡입 설비를 통해 건물이나 구조물에 독성 연무가 환류되지 않도록 하여야 한다.
(12) 비상발전기실은 창고 등 타용도로 사용되어서는 안된다.
(13) 비상전력공급장치가 낙뢰로 인하여 손상되지 않도록 적절히 보호하여야 한다.
(14) 예비전원 축전지는 충전 중 환기 또는 장치 오작동으로 발생하는 가스를 제거하기 위한 적절한 환기장치가 있어야 한다.
(15) 비상발전기실에는 비상발전기 운전절차 및 비상전원 공급계통도(전기단선도) 등을 비치하여야 한다.


2.2 발전기 운전

2.2.1 운전 전 점검사항

(1) 엔진 윤활유 점검
엔진오일은 원동기 모든 기관의 마찰운동 부분을 부드럽게 윤활하여 주는 중요한 역할을 하므로 항상 청결하게 유지하고 계절 및 규격에 따라 보충 또는 교환하여 기관의 마모와 고장을 사전에 방지해야 한다.

※ 교환 주기 최초교환 50시간 운전 후, 두번째는 100시간 운전 후, 계속 정상운전의 경우 매 200시간 마다

(2) 냉각수 점검
항상 원동기 라디에이터의 냉각수 상태를 점검하여야 하며 물이 부족하거나 녹물이 많이 포함되면 보충 및 교체하여야 한다.
냉각수는 가능한 불순물이 포함되지 않은 깨끗한 물이 좋으며 특히 동절기는 (10월부터 4월까지) 부동액을 약 3:1정도 주입하여야 한다.
※ 부동액의 혼합농도 33% : 빙점 -19.4℃, 비점 104℃

첨가방법 : 라디에이터와 엔진 블럭내에 있는 냉각수를 완전히 빼내어 버리고 냉각계통은 께끗히 씻어낸다.
부동액을 완전히 혼합한 다음 원동기의 라디에이터 냉각수 주입구에 주입한다.
부동액의 적절한 혼합과 모든 냉각계통의 부품보호 및 공기 제거를 위하여 엔진을 무부하로 공회전 가동시켜 정상 온도까지 운전하여야 한다.

(3) 연료 계통 및 연료 점검
원동기 사용연료는 규정된 (KS제품) 양질의 연료를 사용해야 하며 불순물 및 수분(물기)이 섞여서는 사용 할 수 없으며 저질의 연료는 원동기 연료계통의 연료공급 펌프(부란자) 와 연료분사기(Nozzle)의 고장요인이 되며 엔진의 성능저하 및 가동 중 정지의 주요원인이 된다.
또한 운전중 연료가 부족하여 공기가 연료 계통에 들어가면 엔진이 정지되며 재시동이 잘되지 않으며 이때는 각 필터 및 계통의 공기를 제거한 후 운전하여야 한다.

(4) 축전지(Battery) 상태 및 결선상태 확인
축전지의 결선 및 충전상태는 원동기 시동 및 운전에 필수적인 전원이 되므로 항상 충분히 충전되어 있어야 하며 수시로 전해액의 비중을 측정, 적정 비중을 유지하여야 하며 청결하여야 한다.
* 정상적인 충전전압 : 12V용 × 1.2배 = 14(V),24V용 × 1.2 = 28(V), 정상 충전전류 10A 이하에서 20시간 이상 (200AH)
* 결선상태(LF670/12V200AH)

 

(5) 발전기 각 부분 볼트류 및 각종 조임 상태 확인
발전기세트는 운전 중 항상 진동이 있으므로 각 기관 및 기타 부분의 고정볼트 및 부품의 조임 결속 상태가 풀리거나 단선되기 쉬우므로 항상 점검 확인하여 운전중 사고가 발생되지 않도록 사전에 방지하여야 한다.

(6) 발전기 및 발전반의 선로 절연 점검
발전기 및 발전반 내의 선로 결선상태 및 절연애자 등의 절연 상태를 점검 확인하여 사고를 방지하여야 한다.

(7) 발전반 계기 및 조작스위치 점검
발전반의 계기 및 조작 스위치의 파손 및 불량 상태를 점검 확인하여 수리 및 교체 조치하여 운전 중 사고를 사전에 방지하여야 한다.

(8) 기타 점검
발전반의 표시등 점검용 누름버튼 스위치(Lamp Check)를 눌러 각종 표시등의 전구가 켜지는가 확인하여 불량된 것은 교체한다. 또한 비상정지용 누름버튼 스위치를 작동시켜 경보용 부저 및 벨의 작동상태를 점검 확인한다.


2.2.2 기본 운전(Operating)

1) 발전기 운전반 앞면의 모든 조작용 스위치류가 차단 또는 OFF상태임을 확인한 후 원동기 및 발전기 주위의 안전상태 또는 이상 유무를 확인한다.
2) 자동/수동 선택 스위치를 수동(MANUAL)위치에 두면 운전 상태를 나타내는 집합 표시등의 조작전원(Battery Power)의 표시등이 점등되며 수동운전 대기상태가 된다.
3) 발전기세트는 운전전 회로 및 표시등 점검용 누름 스위치(Lamp Check)를 눌러 이상 유무를 확인한다.
4) 엔진속도 조정 스위치를 저속(Idle)측으로 위치하여 시동 전 저속상태로 위치한다. 단 비상용발전기에서는 이 장치가 제외된다.
5) 엔진운전 및 정지스위치(RUN-STOP)를 운전(RUN)에 위치하면 원동기의 시동 모터가 작동하여 엔진이 시동된다.

시동이 정상으로 이루어지면 운전표시등(RUN)이 점등되고 시동모터는 자동으로 자동감지회로에 의하여 전원이 차단되어 원상 복귀한다.
만약 엔진이 정상으로 시동되지 않을 시 자동운전회로에 의하여 2~3회 시동모터가 자동으로 작동하여 강제 시동동작을 시행하며 2~3회가 경과되어도 시동이 안 되면 시동실패 표시등(Over Crank Lamp)이 점등되며 벨이 울리고 회로가 정지 상태로 된다.
운전시 시동 실패하면 벨 또는 부저 정지버튼(Alarm Stop)을 눌러 경보음을 정지시키고 엔진의 연료계통 및 시동되지 않는 원인을 조치한 후 2)~5)항에 준하여 다시 운전을 시행한다.

※ 참고 : 엔진이 노후되면 동절기에는 정상 상태에서 시동이 잘 되지 않으므로 분해 정비(Over Haul : O/H)하여야 하는 것이 원칙이나 부득이한 긴급상황시 운전하여야 할 경우 엔진시동용 촉진제(에텔)를 에어크리너 입구측에 조금씩 분사하여 시동을 시도하면 된다.
특히 주의할 것은 너무 많은 양의 에텔을 한번에 분사하면 엔진이 내부에서 과대 폭발로 원동기가 파괴되는 경우가 있으니 주의하여 사용하여야 한다.


2.2.3 운전(運轉)

1) 엔진 시동이 정상으로 이루어지면 엔진제어반의 속도계(Tacho Meter)를 주시하며 엔진회전수 600~900 RPM 에서 약 3~5분 정도 저속 예비운전을 한다.
저속운전이 순조롭게 진행되면 엔진제어반의 엔진오일 압력 계기가 3.5~4.5(kg/㎠)로 정상 상태로 유지함을 확인한다. 비상용 발전기는 자동적으로 처리되고 있으나 발전기 운전 중 엔진오일 압력이 정상상태로 유지하지 않으면 즉시 엔진을 정지시키고 엔진오일의 보충 및 이상유무를 점검 확인한다.

2) 원동기의 예비운전이 3~5분 진행 된 후 조속기 조절 스위치(Idle-Run)를 정상(Run) 측으로 조정하여 엔진회전이 1,800RPM 되게 한다 .
발전기 엔진이 정상속도(1,800RPM)로 운전되면 발전기 전압이 자동 확립되어 정격전압 및 정격 주파수(60Hz)로 발전하게 된다.

3) 주파수 계기가 정확히 60Hz로 지시되면 전압조정 가변저항기(90R)를 정확히 조정하여 전압계가 정격전압이 되도록 조정한다.
조정 불량으로 전압이 약 120 %이상 상승하게 되면 과전압계전기(OVR)가 동작하여 차단기가 차단되고 벨이 울리며 엔진은 정지하게 되므로 전압을 조정할 때에는 전압계를 정확히 주시하며 천천히 조정하여야 한다.
발전기의 전압발생은 엔진의 속도가 60%이상에서 자여자 되도록 설계되어 있으며 초기여자는 AVR 내부 회로에 내장되어 있으므로 별도설치가 필요 없게 되어 있다.

4) 발전기가 정상으로 운전되면 전압절환스위치(VS)를 조작 각 선간 전압에 이상이 있는지 확인한 후 이상이 있으면 발전기와 발전기 운전반 사이에 선로 접속의 불량 또는 계기용변압기(PT) 퓨즈의 단선 여부를 점검하여야 한다.
발전기 운전 중에는 주 전원선로 점검 작업을 절대 하지 말 것.
반드시 엔진정지 후에 안전상태를 확인한 후선로 및 회로를 점검하여야 한다.

5) 발전기의 운전 및 전압이 정상으로 발생되면 부하 차단기가 투입되도록 차단기 조작용 캠 스위치를 ON으로 조작한다.
발전기 부하 차단기가 정상작동 되어 투입(ON) 되면 차단기 조작스위치의 상단에 위치한 청색 표시등이 점등되며 부하선로에 전력이 공급된다.

6) 부하측으로 전력이 공급되면 전류절환스위치(AS)를 사용하여 각 상간의 전류가 정격전류 이상이 되지 않도록 부하량을 조절하며 확인하여야 한다.
발전기 부하 투입시 부하 선로의 단락 및 지락사고가 발생되거나 과전류에 의한 부하가 걸리게 되면 과전류 계전기(OCR)가 동작하여 부하 차단기가 차단되고 경보벨이 울리게 되며 과전류 표시등이 점등된다. 재공급을 하기 위해서는 먼저 벨 또는 부저 정지버튼을 눌러 경보벨 또는 부저를 정지시키고 이상원인을 찾아 조치한 후 회로 복귀버튼(Reset)을 눌러 정상으로 복귀시킨 후 부하를 다시 투입한다.

7) 발전기 부하가 투입된 후 정상적인 부하 운전이 진행되면 부하량의 증감에 따라 발전기의 주파수가 최대 5% (3Hz) 범위 내에서 변동하므로 운전상태에 따라 조속기 조절기를 조작하여 주파수가 60Hz 되도록 조정한다. 전자 조속기(EPG)의 경우 등속운전 상태에서 운전하게 되면 무부하에서 전부하까지 부하변동에서도 주파수는 거의 변동 없이 운전된다.

8) 발전기가 정상적으로 부하 운전되면 정기적으로 운전지침서 및 운전일지에 따라 각 기관의 이상유무 확인과 전기계통 계기 및 엔진계통 계기를 시간별로 계측 및 기록하여 효과적이고 효율적인 운전을 실시한다.

발전기 병렬운전 조건

1) 기전력의 크기가 같을 것
병렬운전중인 두 발전기의 기전력의 크기가 다를 때에는 기전력의 차에 의한 전압 때문에 양 발전기간에 무효순환 전류가 흐르게 되어 손실이 증가하고 발전기의 온도상승을 초래한다. 이 무효순환전류는 기전력이 작은 발전기에 대하여는 감자작용을 하여 전압을 낮추어 양 발전기의 단자 전압이 같아지도록 작용한다.
한전 병렬운전시 AVR이 자동이 되게 하고 발전기전압은 계통전압보다 높은 편이 좋다(계통전압이 발전기 전압보다 높은 상태에서 병입하게 되면 계자전류는 감소하고 그 차가 크면 여자전류의 정류기가 저지되어 계자 이상전압을 발생하는 일이 있다. 통상 양자의 전압비가 0.95 이내이면 지장 없다).

2) 주파수가 같을 것
양 발전기의 주파수가 달라지면 기전력의 크기가 달라지는 순간이 반복하여 생기게 되므로 무효횡류가 주기적으로 흐르게 되어 난조의 원인이 된다. 한전과 병렬운전시 병입순간의 Motoring을 피하기 위해 발전기를 계통주파수보다 약간 높게(0.1-0.2㎐)하는 것이 좋다.

3) 기전력의 위상이 같을 것
두 대의 발전기가 같은 크기의 전압으로 병렬운전중 위상이 틀려지면 위상 차에 의한 차 전압에 의해 동기화 전류가 흐르게 된다. 이 전류는 위상이 늦은 발전기의 부하를 감소시켜서 회전속도를 증가시키고 위상이 빠른 발전기에는 속도를 느리게 하여 두 발전기간의 위상이 같아지도록 작용한다.
한전 병렬운전시 계통과의 위상 차가 작은 점에서 병입되어야 한다(비 동기 병입에 의해 발전기에 발생하는 전기 Torque 및 과도한 전류는 상당히 높은 레벨이므로 회전자축계 및 고정자 권선에 미치는 영향은 매우 심하다. 따라서 동기조작시는 발전기 전압을 계통전압에 맞추고 위상 각이 최소가 되도록 투입하여야 하며 통상 허용되는 위상차는 10° 이하이다.)

4) 기전력의 파형이 같을 것
양 발전기의 기전력의 실효치 및 위상이 같아도 파형이 틀릴 때에는 각 순간의 순시치가 달라지므로 양 발전기간에 무효횡류가 흐르게 된다. 이 전류는 전기자 동손을 증가시키고 과열의 원인이 된다.

5) 상 회전 방향이 같을 것
어느 순간에는 단락 상태로 되는 것으로 병렬운전에서는 생각도 할 수 없는 일이나 시운전시의 최초 병입에서 반드시 한번은 확인하여야 한다.

6) 기타사항
동기발전기 용량의 총 합이 30MW 이상으로 한전 전원과 상시 동기 운전할 경우에는 송전선로 주보호방식을 Pilot Wire 방식이나 Carrier Relay 방식으로 시설하여야 한다.


☞ 운전시 착안사항

1) 축전지의 충전상태,냄새,외형변형,케이블 연결 상태등을 확인한다.
2) 엔진오일량이 적정하게 있는지 확인한다(레벨게이지 L과 H사이에 있을 것).
3) 라디에이터 수위가 적정한지 확인한다(켑 아래에서 20mm이내일 것).
4) 발전기 각 부위의 누유 및 누수 흔적이 있는지 확인한다.
5) 엔진의 윤활유 상태, 압력, 냉각수온도 등을 확인한다.
6) 연료탱크의 연료 저장량을 확인한다(30분이상의 가동연료 확보).
7) 휀밸트 장력이 적정한지 확인한다(손으로 눌러서 5~10mm정도가 정상).
8) 발전실의 주변바닥에 물고임 또는 침수 흔적이 없는지와 방화도어,환기장치 등의 동작 상태를 확인한다.
9) 각종 지시계기 및 램프의 동작상태를 확인한다.
- 원동기 조작반 : 속도계,냉각수온도계,윤활유압력계
- 발전기 조작반 : 전압계,전류계,주파수계,배,분전반의 시설상태
10) 기본 부품에 대해서는 권장 교환주기를 확인한다.
- 엔진오일 및 연료 휠터류 : 1년 에어크리너 : 3년
- 냉각수(부동액 투입) 및 냉각수 휠터 : 2년
※ 주의 : 축전지 전해액이 감소하여 전극판이 노출된 상태에서 발전기 기동시 아크발생에 따른 폭발사고 발생(기동전 배터리 표시창 확인 및 안전상태 확보 : 납 축전지의 경우 충,방전에 따른 수소 및 산소가스가 발생되어 폭발사고 우려 충분한 환기 필요)

2.2.4 정지(停止)

1) 발전기의 부하운전을 종료 하고자 하면 상시전원 및 타 보조 전원의 정상 공급 상태를 확인하고 부하운전 중인 발전기 제어반의 차단기 스위치를 조작하여 부하를 먼저 차단한다.
2) 부하가 차단되면 원동기는 무부하 상태에서 5~10분 정도 공회전 시켜 엔진의 온도가 충분히 내려가도록 하여야 한다.
전부하 상태에서 운전하던 발전기를 바로 정지시키면 엔진내부의 과열로 인하여 엔진의 각 주요 부분에 크랙 등에 의한 손상이 가해지므로 무부하 상태에서 가동하여 엔진내부온도가 적절히 내려간 후 정지하여야 한다.
3) 공회전이 끝나면 발전기 제어반의 조속기 조절기를 저속(Idle)에 위치시켜 엔진 속도가 약 900RPM .정도로 저속 운전되게 한다
4) 엔진의 내부온도가 충분히 내려간 후 발전기 운전반의 운전/정지 스위치를 정지(STOP)에 위치하면 엔진정지(Engine Stop) 표시등이 점등되고 엔진이 정지된다.
운전정지 시 엔진이 정지되지 아니하면 연료계통에 부착되어 있는 엔진 정지용 장치가 고장이므로 인위적으로 연료의 공급을 막아 정지한다.
5) 발전기가 정지된 후 발전기 제어반의 자동/수동 선택용 스위치를 OFF에 위치하면 발전반의 모든 표시등이 소등된다.
6) 모든 조작전원이 OFF되면 운전 후 점검사항에 의거 정비 및 보수 조치하여 다음 운전에 이상이 없도록 한다.
7) 발전기 운전 중 돌발 사고나 긴급 사항으로 엔진을 급히 정지시키고자 할 때에는 발전기 운전반의 적색 비상정지 스위치를 눌러 모든 회로차단 및 엔진을 정지한다.


2.2.5 발전기출력 전압으로부터 계통 보호

1) 과전압 발생원인
자동전압조정장치(AVR : Automatic Volume Recognition)제어 불능(소손원인)
가). 고조파나 비선형 부하에 의한 전압 왜곡현상이 자동 전압조정장치에 영향을 주는 경우
나). 발전기 동체에 부착된 AVR이 진동등에 의해 제어회로의 결선탈락 및 접촉 불량.
다). AVR(SCR)의 내구성이 떨어지는 경우
라). 제어함에 부착된 전압조정기가 진동 또는 오손에 의한 접촉불량
마). AVR(SCR)의 상용전원(K)와 비상발전(G)간 먼지, 습기에 의한 도통 발생
- 전원분리용 변압기 미사용으로 220V 및 380V N상을 AVR입력단자에 직접 결선하여 계통의 지락전류 또는 Surge 영향을 받는 경우
- 부하설비의 과도한 진상에 의한 발전기 직축 반작용(중자작용)으로 전압상승
- ATS투입시 N상의 우선투입과 절체가 늦어지는 것이 불가 전압상승
- ATS투입시 전기적 위상차 발생
- 발전기 엔진의 고장(속도제어 불능)

2) 발전기출력 과전압 억제대책
① 과전압 보호설비가 없는 경우에는 과전압 검출장치가 내장된 AVR로 교체 안내를 한다.
② AVR에서 외부로 인출한 전압조정기(가변저항기)가 불량한 경우 신품으로 교환하도록 한다.
③ 과전압 보호설비가 있는 경우에는 최소텝,최소레버로 설정하여 관리한다.(계전기 특성이 반한시형인 경우에는 정한시형으로 교체하도록 한다)


2.2.6 고장의 원인과 대책




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2.2.7 발전기 점검절차 및 방법

1) 확인사항

(1) 발전기
정격전압, 전류, 용량(연속kW), 역률, 주파수, 회전수, 결선방식
형식, 제작사, 제작번호, 제작년도
차단기 종류 및 정격전류, 정격차단용량

(2) 원동력 설비
정격용량(연속 HP), 회전수, 형식, 제작사, 제작번호, 제작년도
기동방식, 냉각방식

(3) 발전기 출력이 상이한 경우
발전기의 적용 용량은 연속출력〔kW]을 기준으로 한다.
발전기의 출력이 연속출력〔kVA〕, 〔kW〕, 비상출력〔kVA〕, 〔kW〕 등으로 기재된 경우에 연속출력〔kW〕로 환산 적용하고 점검기록표에 연속〔kW〕 / 비상[kW〕로 기재한다.

2) 외관 점검

① 누유 누수여부를 확인한다.
② 접지 시공상태를 확인한다.
③ 배기신축관, 배기관, 단열피복, 벽관통부의 장치 등에 파손 또는 균열이 없는지 확인한다.
④ 연료계통의 적정여부를 확인한다.
⑤ 급수시설의 적정여부를 확인한다.
⑥ 각종 지시계기의 시설여부를 확인한다.
⑦ 상용전원과의 절체 방법을 확인한다.
⑧ 축전지 및 충전장치의 설치상태 및 적정여부를 확인한다.
⑨ 공기압축시설의 적정여부를 확인한다.
⑩ 환기시설의 적정여부를 확인한다.
⑪ 배전반의 설치상태 및 접지시공여부를 확인한다.
⑫ 차단기의 용량 및 설치상태 등의 적정여부를 확인한다.
⑬ 변류기 등의 변성기 비율 또는 배율의 적정여부를 확인한다.
⑭ 지락보호 및 과전류 보호방식의 적정여부를 확인한다.
⑮ 사용전선의 적정여부를 확인한다.
- 윤활유 계통의 적정여부를 확인한다.
- 보호설비의 적정여부를 확인한다.
- 주변 바닥에 물고임 또는 물의 침수가 없는지 확인한다.
- 조작,점검의 장해가 되는 물건들이 기기주변에 놓여 있는지 확인한다.
- 발전실의 불연 구획, 방화도어등에 심한 변형, 파손이 없는지 확인한다.

3) 절연저항측정

① 주 차단기 1차측에서 전기자 권선과 대지간의 절연저항을 측정한다.
② 타여자 방식인 경우 여자코일과 대지간을 측정한다.
③ 저압발전기의 절연저항 측정 기준은 다음표에 의한다.

 

 

4) 절연내력시험

① 교류시험전압의 배의 직류전압으로 권선과 대지간에 실시한다.
② 저압발전기인 경우는 절연저항측정으로 갈음할 수 있다.
③ 전기자 권선 : 정격전압×2+1000. 최저 1500V
④ 계자 권선 : 계자권선의 정격전압×10(최저 1500V, 최고 3500V)

5) 접지저항 측정

① 종류별 중성점접지 외함접지 로 측정한다.
② 저압발전기의 중성점은 상용전원의 중성점접지에 준하여 시설되엇는지와 상용전원의 중성점접지와 분리하여 시설되었는지 확인한다.
③ 접지 종류별(중성점접지,외함접지)로 측정한다.
발전기 중성점 접지는 전로의 중성점 접지 규정에 의거 전로의 보호장치의 확실한 동작의 확보, 이상전압의 억제 및 대지전압의 저하를 위하여 전로의 중성점에 접지공사를 실시하여야 하는 것이다.
또한 비상용전원과 상용전원은 전기적으로 접속되지 않도록 시설해야 하므로 수전용변압기의 제2종 접지와 발전기 중성점접지를 공동으로 연결하는 것은 기술기준에 적합하지 않다.
따라서 비상용전원과 상용전원을 절체하는 ATS는 중성극을 포함하여 각극에 시설하여야 하는 것이다.
④ 외함에 400V미만은 제3종접지공사,400V이상 저압은 특별제3종접지공사,고압발전기인 경우는 제1종접지공사 시설여부를 확인한다.
⑤ 접지선의 접속상태 및 종별 시공상태를 확인한다.
⑥ 공동접지 또는 통합접지공사의 경우 기준에 적합한지 확인한다.

6) 기타시험

(1) 비상정지장치시험

① 발전기의 이상 발생시 발전기가 정지되고 차단기가 차단되어 사고의 파급을 방지하기 위하여 실시한다.
② 발전기 운전상태에서 발전기의 비상정지 버턴을 눌렀을 때 발전기가 정지되고 차단기가 차단되는지를 확인한다.
③ 내연력 발전설비의 비상정지장치 시험은 용량 500kW 초과인 것만 실시한다.

(2) 부하운전시험

① 발전기가 전 부하상태에서 출력과 전압, 회전수, 주파수 등이 정격상태로 운전 되는지를 확인하기 위하여 실시한다.
② 현장여건에 따라 사용 가능한 부하로 시험한다.
③ 사용전 검사 시는 제작회사의 시험성적서 확인으로 갈음할 수 있다.

(3) 무부하운전시험

① 무부하 운전시험은 분기1회이상 5분~10분 이내로 운전하고, 운전중 유압, 냉각수순환, 이상음, 이상진동, 이상발열, 기름의누설, 물 누수, 배기가스의 색상등을 확인한다.
② 방진장치에 이상이 없는지 확인한다.
③ 무부하운전 중 발전기의 전압(±2%이내) 및 주파수(0~+5% 이내)가 안정되어 있는지 확인한다.

(4) 부하차단시험(조속기 시험)

① 계통사고 시 부하변동에 대한 안전장치로서 그 기능이 충분히 발휘될 수 있는지를 확인하는 시험이다.
② 전 부하에서 부하를 차단하여 발전기 회전수의 변동상태를 확인한다 이때 발전기는 정지되어서는 안 된다 .
③ 사용전검사 시는 제작회사의 시험성적서 확인으로 갈음할 수 있다.

(5) 엔진 정지상황(停止狀況) 시험

① 과속도(過速度) 시험 : 정격회전수의 120% ⇒ 2160RPM (116% ⇒ 2088RPM)
② 냉각수 과온도(過溫度)시험 : 95℃ 이상시 정지
③ 윤활유 압력저하(壓力低下) 시험 : 0.6(㎏/cm2 )이하시 정지


2.2.8 발전기 및 발전실 관리요령

① 발전기 정상작동 여부를 확인하기 위하여 주 1회이상 최소 15분이상 무부하상태에서 가동하며 무부하운전 3회마다 최고 30% 이상의 부하에서 15분정도 정상 가동여부를 확인한다.
② 연료탱크는 4~8시간 정도 연속운전이 가능한 용량을 확보토록 한다.
③ 발전기실의 조명은 100룩스 이상 유지하도록 한다.
④ 발전기실은 내화도가 2시간 이상인 전용의 방화구역으로 운용한다.

2.2.9 발전장치 일상점검 항목

(1) 공기흡입 및 배기계통
공기흡입 및 배기계통은 공사 시공시부터 충분한 검토가 있어야 하며, 특히 발전기 기동시 다량의 공기흡입으로 인한 출입문의 개폐에 유의 하여야 한다. 또한 배기계통은 고열이 발생되므로 충분히 단열 하여야 한다.

 

(2) 연료계통
엔진의 연소율을 최고로 유지하고 시동을 원활히 하기 위해서는 깨끗한 적정의 연료가 연소실 내로 유입되도록 한다.



 

(3) 냉각계통
공냉식인 경우 공기로 냉각하므로 필요 없으나 1,000㎾ 이상의 대용량일 경우 발전기 냉각을 위한 냉각수가 필요하므로 발전기용량에 의한 냉각수량을 확보해야 한다.


 

(4) 윤활계통
발전기의 엔진이 잘 구동하기 위해 엔진오일 및 여과기 등 필요한 설비를 정비하여 필요시 발전기가 자기성능을 유지하게 하여야 한다.


 

(5) 엔진 몸체통

① 키 스위치 배선 연결상태 및 동작상태 점검
② 흡입공기 예열플러그(히터 플러그 또는 Glow 플러그) 작동상태 점검
③ 펌프 솔레노이드밸브 동작상태 점검
④ 배터리터미널 고장상태 점검
⑤ 배터리 전해액 레벨 및 충전상태(전해액 비중)를 점검할 것
전해액 정상 레벨:극판위로부터 12~13mm, 완충시 전해액 비중:20℃에서 1.28
⑥ 시동전동기 동작상태 점검
⑦ 충전용발전기, 전압조정기 등의 동작 및 충전상태 점검


2.3 발전기의 분류

2.3.1 라디에타 냉각방식

 

 


 

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