수배전설비 예방보전기술

『제2편 비상용 발전설비(Generator)의 운전과 보존관리』…④
  • 편집부
  • 2016-08-09 오후 1:42:41


2.3.2.4 제어장치반의 구성요소

운전제어반(디젤 엔진발전기)은 발전기 전원을 감시 조작하고 부하에 전원을 공급하는 BUS-BAR 등으로 교류회로와 디젤엔진발전기반의 기동 정지 및 고장검출과 지시를 위한 DC 제어회로로 구성되어 있다.

(1) 제어반(CONTROL PANEL)

① 제어반은 각각의 발전기에 대한 각종 지시 계기류와 스위치류, 고장표시등 등으로 구성되어 있으며 발전기 보호를 위한 각종 보호 계전기류와 적산적력계 등이 취부되어 있다.
② PANEL 전면 내부에는 SEQUENCE 회로 구성에 필요한 보조 릴레이 및 TIMER류 등으로 취부된 RELAYBOARD와 엔진, 발전기, 기타 외부기기와의 전면 하부 내부에는 주회로 차단기인 VCB 가 부착되어 있다.
③ PANEL 후면은 CT 및 PT 또는 GPT와 같은 변성기류를 위시하여 VCB와 발전기 및 부하측인 동기운전 (SYNCHRO PANEL)과의 연결을 위한 BUS-BAR로 구성되어 있다.

(2) SYNCHRO PANEL

① SYNCHRO PANEL은 각종 지시계기류와 SYNCHRO SCOPE 및 CONTROL SWITCH류로 구성되어 있으며 ENGINE GOVERNOR를 조정하기 위한 SWITCH류, LAMP류 및 적산전력계 등이 취부되어 있다.
② SYNCHRO PANEL 전면 내부는 SEQUENCE 회로 구성에 필요한 보조 RELAY 및 TIMER 등으로 취부된 RELAY-BOARD와 ENGINE 및 기타 기기와의 연결을 위한 단자대 및 ENGINE 속도제어를 위한 GOVERNOR와 자동병렬운전을 위한 AUTO SYNCHRONIZER 등으로 구성되어 있다.
③ SYNCHRO PANEL 후면은 CT 및 PT 또는 GPT와 같은 변성기류를 위시하여 차단기(VCB)와 부하측과의 연결을 위한 BUS-BAR로 구성되어 있다.

(3) AUXILIARY DEVICE PANEL
① AUXILIARY DEVICE PANEL의 DIESEL ENGINE GOVERNOR 보조전원용 전원에 대한 전압 및 전류를 나타내기 위한 AC VOLT-METER,AC,AMMETER와 DC 24(V) BATTERY CHARGER를 위한 DC , VOLT-METER, DC AMMETER 그리고 각 DIESEL ENGINE GOVERNOR의 보조 기기류를 제어하기 위한 SWITCH류 및 LAMP류 등으로 구성되어 있다.
② PANEL 내부 전면은 각 DIESEL ENGINE GOVERNOR의 보조 기기류를 제어하기 위한 SEQUENCE 회로 구성에 필요한 MCCB, MAGNETIC CONTACTOR THERMAL RELAY, AUXILIARY RELAY, TIMER 등으로 구성된다.
③ PANEL 내부의 중앙면은 각 DIESEL ENGINE GOVERNOR의 보조 기기류를 동작시키는데 필요한 전원을 공급하기 위한 BUS-BAR로 구성된다.
④ PANEL 후면은 각 PANEL의 SEQUENCE 회로용 전원 및 ENGINE LOCAL PANEL 전원을 공급하기 위한 BATTERY와 BATTERY CHARGER로 구성되어 있다.

(4) 제어 및 보조 전원
① DC 24(V) : 각 ENGINE 및 CONTROL PANEL 회로를 동작시키는 제어 전원으로 사용되고 있다.
② DC 110(V) : 각 DIESEL ENGINE GOVERNOR CONTROL PANEL의 VCB를 투입/차단 제어하기 위한 전원으로 구성되어 있다.
③ AC 380/220V, 60(HZ) : 3상 AC 380V는 각 DIESEL ENGINE GOVERNOR의 보조 기기류의 제어전원 및 각 CONTROL PANEL의 CONTROLLER와 LIGHTING 및 SPACE HEATER의 전원으로 사용된다.

2.3.2.5 비상발전기 점검사항

(1)주간점검


(2)월간점검

 


 

4) 일반적 유의사항
① CONTACTOR의 접속이 단선되었을 때에는 제어전원이나 교류입력을 개방하고 접속한다.
② 반도체류는 일반적으로 고온에서 수명이 짧아진다. 어떤 부품은 온도치에 의해 성능이 떨어지기 때문에 주위 온도를 0 ~ 40℃로 유지하도록 한다.
③ 습도가 높으면 절연불량이나 접촉불량의 원인이 되며, 녹이 스는 원인이 되므로 주의하여야 한다.
④ 먼지가 부착되면 습기를 흡수하기 때문에 절연불량이나 접촉불량의 원인이 되므로 수시로 점검하여 제거한다.
⑤ 진동은 조임부나 연결부를 느슨하게 하여 접촉불량을 초래하며 또한 RELAY류의 오동작을 초래할 수 있다.
⑥ 배전반 주위는 항상 정리정돈하여 청결을 요하도록 한다.
⑦ 보호계전기의 SETTING치 점검이나 변경은 원칙적으로 선로나 기기를 정지시키고 행할 것
⑧ 사고가 돌발적으로 발생하였다 하더라도 냉정하고 침착하게 파악한 후 확실히 처리하고 관련된 회로의 보조 RELAY 및 보호계전기류 등을 재확인한다.
⑨ 사고시에는 동작보호계전기의 종류 설명 상별 및 관련계기의 지시판 표지를 확인하여 기록한다.
⑩ 보호계전기가 동시에 2종류 이상 동작할 때가 많으므로 조속히 합지점을 찾아 관련된 보호계전기를 확인하고 조치한다.

2.3.2.6 발전기 운전 및 조작 방법

1) ENGINE 기동

DIESEL ENGINE GENERATOR의 이상유무를 점검하고 PANEL의 기능점검 후 제어전원 S/W는 수동 또는 자동의 위치에 선택되어 있을 것

(1) MANUAL 기동
각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL에 있는 ENGINE CONTROL SELECTOR SWITCH (MANU-OFF-AUTO)를 MANU POSITION에 놓은 후 기동하고자 하는 DIESEL ENGINE GENERATOR를 선택한 후 ENGINE START PUSH BUTTON를 누르면 ENGINE은 기동하게 된다.

(2) AUTO 기동
① 각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL에 있는 ENGINE CONTROL SELECTOR SWITCH (MANU-OFF-AUTO)를 AUTO POSITION에 놓은 상태에서 한전측의 정전이나 기타 사고로 인하여 한전 POWER가 OFF되면 SYNCHRO PANEL에 있는 27T TIMER가 정전 SIGNAL을 감지한 후 약 3초간 정전을 확인한 뒤 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL에 기동 SIGNAL을 보내어 ENGINE을 기동시키게 된다.

② ENGINE은 일반적으로 수 십초 CRANKING하면 자체적으로 170 ~ 300(rpm)이상의 속도에 도달하게 되어 이상이 없는 한 정격속도로 회전하게 되며 CRANK 완료신호에 의해 AIR SOLENOID VELVE가 닫히게 된다. 그러나 계속 CRANK GENERATOR 하여도 정격 rpm에 도달하지 못하면 CRANK GENERATOR를 멈추고 일정 시간 뒤 반복 MODULE에 의하여 3회 기동을 시도할 수 있다. 이 회수는 각 DIESEL GENERATOR
CONTROL PANEL에 부착된 TIMER의 SETT GENERATOR 시간으로 조절될 수 있으며 3회를 초과하면 FAIL SIGNAL에 의해 정지하게 된다. 이 때는 ENGINE 상태에 이상이 있는 경우이므로 충분한 조치를 취한 뒤 재시동을 하여야 한다.

2) ENGINE 정지

(1) 비상정지

DIESEL ENGINE GENERATOR 운전 중 고장이나 위험 상태 등으로 긴급히 ENGINE을 정지시켜야 할 경우 각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL 상부에 부착된 ENGINE EMERGENCY STOP PUSH BUTTON을 누르면 ENGINE이 비상정지되며, 차단기가 자동 차단되면서 BUZZER가 울리고 EMERGENCY STOP 고장램프가 점등된다. 만약 시동을 하고자 할 때는 고장점을 찾아 고장상태를 제거한 후 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL에 있는 BUZZER STOP PUSH BUTTON과 FAIL RESET PUSH BUTTON을 눌러야만 BUZZER와 LAMP가 해제되고 DIESEL ENGINE GENERATOR 운전이 가능하다.

(2) 수동정지
① 부하운전 중 DIESEL ENGINE GENERATOR를 정지시키고자 할 때는 각 DIESEL ENGINE GENERATOR BREAKER(VCB)를 TRIP시킨 후 무부하로 몇 분간 운전 후 각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL에 있는 ENGINE CONTROL SELECTOR SWITCH(MANU-OFF-AUTO)를 MANU POSITION에 놓고서 ENGINE STOP PUSH BUTTON S/W를 누르면 ENGINE은 정지된다.

(3) 자동정지
부하운전 중 상용전원의 복귀시 DIESEL ENGINE GENERATOR는 차단기가 차단된 후 자동으로 5분간 무부하운 전을 한 후 자동정지되게 되어 있는데 그에 따른 선택은 다음과 같다.

① ENGINE CONTROL SELECTOR SWITCH AUTO POSITION
② BREAKER CONTROL SELECTOR SWITCH AUTO POSITION
③ 상용전원 복귀 신호
④ DIESEL ENGINE GENERATOR용 차단기 차단

3) 발전기전원용 차단기(VCB)조작 방법

① 각 발전기 전원용 차단기(VCB)는 각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL에 설치되어 있으며 각 차단기의 2차측은 SYNCHRO PANEL에 COMMON으로 BUS-BAR로 연결되어 부하측과 연결되게 되어 있으므로 운전자는 각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL과 SYGNAL PANEL과의 INTERLOCK을 생각하여 올바른 조작방법을 숙지한 후 조작하도록 하여야 한다.
② 차단기 투입(ON 또는 CLOSE)/차단(OFF 또는 OPEN)은 자동투입/수동투입과 자동차단/수동차단이 가능하므로 운전자는 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL과 SYNCHRO PANEL에 있는 SCHEMATIC DIAGRAM 을 정확히 숙지한 후 차단기를 조작할 수 있도록 한다.
③ 차단기가 투입되면 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL과 SYNCHRO PANEL에 있는 VCB ON(또는 CLOSE) 적색 LAMP가 켜진다.
④ DIESEL ENGINE GENERATOR의 운전 중 전기적, 기계적 중고장이 발생시는 차단기는 자동으로 차단되며, 이 때 각 DIESEL ENGINE GENERATOR CONTROL PANEL과 SYNCHRO PANEL에 있는 VCB OFF(또는 OPEN/TRIP) 초록색 LAMP가 켜진다.

2.3.2.7 동기운전(SYNCHRONIZED OPERATION) 방법
발전기 1대 단독운전으로 부하에 원활한 전원공급이 불가능할 경우 발전기가 자동 동기 운전되도록 동기 운전반 (SYNCHRO PANEL)이 준비되어 있으므로 운전자는 동기 운전 SYSTEM을 필히 숙지한 후 운전토록 한다.

1) 구성
① SYNCHRO SCOPE 및 SYNCHRO LAMP
② 운전 MODE SELECTOR SWITCH
③ ENGINE SPEED CONTROLLER : 2301A ELECTRONIC LOAD SHARING AND SPEED CONTROL
④ 각종 METER류 : FREQUENCY, VOLTMETER
⑤ ENGINE GOVERNOR CONTROL SWITCH
⑥ CONTROL SWITCH류
⑦ GENERATOR / VCB CONTROL SWITCH류
⑧ 표시 LAMP류

2) 동기 운전 방법
본 DIESEL ENGINE GENERATOR는 발전기가 자동/수동 병렬운전이 되도록 구성되어 있으므로 운전자는 병렬 운전조건을 숙지한 후 병렬운전하도록 하여야 하며 병렬운전은 SYNCHRO PANEL의 SCHEMATIC DIAGRAM과 COMMON DRAWING의 LOGIC DIAGRAM 에 상세히 나타난 바 이를 정확히 숙지한 후 동기운전을 하도록 한다.

3) 동기운전시 부하조정

☞ 무부하 상태
(1) KW 및 AMMETER 는 정상상태에서 모두 ZERO가 된다.

(2) 양쪽 KW-METER가 각각 +, -를 지시할 때

① 이는 단독 운전시 엔진속도가 상이하여 발생하며 + 는 속도가 빠르고 - 는 속도가 늦음으로 인해 발생한다.
② 각각 단독으로 운전시켜 주파수가 정확한가를 확인한다.
③ 만약 속도가 상이하면 ENGINE 속도를 동일하게 조정한다.

(3) KW-METER는 ZERO를 지시하나 AMMETER에 전류가 나타날 때
① 이는 단독운전시 전압이 상이하여 발생하며 이 때는 역율계의 지시치가 서로 반대가 된다.
② LAG 상태로 표시되는 발전기는 전압이 높으며 LEAD 상태의 발전기는 전압이 낮다.
③ 각각 단독으로 운전시켜 PT의 2차측 전압이 110V인지 확인하고 전압조정기(90G)를 이용하여 동일하게 조정한다.
(4) KW 및 AMMETER 는 모두 ZERO를 지시하고 있으나 역율계는 LAG, LEAD로 각각 상이하다. 이것은 무부하시 미세한 전압차이로 발생될 수 있는 것으로 운전에는 지장이 없으므로 부하를 연결시켜 사용하면 된다. 부하연결 후에는 전체 부하역률에 따라 동일한 역률에서 운전된다.

☞ 부하상태
부하운전 중 2대의 발전기는 동일한 KW 및 전류로 운전되어야 하며 각 발전기 정격 KW 및 전류의 10% 이상 발생시 다음과 같이 조정하여 동일한 범위내에 있어야 한다.

(1) KW가 상이할 때
① 2301A GOVERNOR의 LOAD-GAIN POTENTIOMETER를 동일하게 조정한다.
② 동기 운전시 어려우면 단독운전 상태에서 동일 KW를 발전기에 연결한 뒤 2301A의 13(+), 12(-)에 DC VOLTAGE를 측정하여 동일한 LOAD SIGNAL이 나오도록 한다.

(2) KW는 같으나 전류가 상이할 때
① 전압 조정기를 조정하여 무효전력량 배분을 동일하게 한다.
② 동기 운전시 어려우면 단독운전 상태에서 동일 KW 및 LAG 역률에서 다음과 같이 AVR에 부착된 DROOP조정기로 DROOP을 조정한다.

※ SYNCHRO CONTROL S/W 43S1(SINGLE-SYNCHRO)를 SINGLE POSITION에 놓으면 무부하시의 전
압과 동일하다. 43S1(SINGLE-SYNCHRO)를 SYNCHRO로 놓았을 때 PT 2차측 전압 변동량을 측정하여 각 발전기의 전압 변동량이 동일하도록 DROOP을 이용하여 조정한다.

☞ COMMON BUS에 투입된 각 발전기는 유효전력 및 무효전력의 배분이 균일하게 되어야 한다.


(1) 무효전력 배분
각 발전기의 전압 조정기(AVR)의 DROOP특성에 의하도록 되어 있으며 동기운전 투입 전 조정되어진 전압크기에 따라 무효전력 분담이 결정된다.

(2) 유효전력 배분
엔진의 속도에 따라 결정되며 각 엔진 속도조절기와 연결된 2301A LOAD SHARING GOVERNOR의 기능에 의하여 자동적으로 엔진 출력비를 동일하게 발생하도록 한다.이에 2301A 있는 LOAD-GAIN POTENTIOMETER를 이용하여 초기에 각 발전기의 부하분담을 동일하게 조정하여야 한다.

☞ 유의사항

(1) 상기 자동 및 수동 투입 어느 경우에나 발전기의 무부하 전압은 사전에 동일하게 조정되어 있어야 한다. 발전기의 무부하시 전압이 BUS 값과 5% 이상 차이가 있게 되면 SYNCHRO 투입 후 무효순환전류가 과도하게 흐르므로 주의하여야 한다.
(2) 발전기의 전압조정은 90G로서 무부하시 항상 동일하게 조정한다.
(3) 엔진의 속도는 SYNCHRO PANEL의 하부에 있는 ENGINE SPEED ADJUST(90E1, 90E2)로서 무부하시 항상 동일하게 조정한다.
(4) 본 DIESEL ENGINE GENERATOR는 LOAD SHARING 기능이 준비되어 각 DIESEL ENGINE GENERATOR의 부하분담을 일정하게 조정해 놓았으므로 만일 사용 중 부하분담이 과도하게 상이하면 2301A GOVERNOR에 있는 LOAD-GAIN POTENTIOMETER 로서 조정하여 부하분담을 동일하게 조정할 수 있다.

2.3.2.8 고장회로 검출 진단

발전기 및 ENGINE에 이상이 생기면 각 고장별로 RELAY가 작동하여 HOLDING 회로에 의하여 이상신호가 소멸되어도 계속 고장 RELAY가 ON된다.

1) 고장회로 작동


(1) HEAVY FAULT(重故障)
ENGINE 정지 및 BREAKER가 TRIP되며 BUZZER가 울리고 고장집합 표시등에 흰색 LAMP가 점등된다.
(2) MEDIUM FAULT(中故障)
BREAKER TRIP 및 BUZZER가 울리며 고장 집합 표시등에 흰색 LAMP가 점등되며 BREAKER TRIP 후 3분 경과 후 ENGINE은 정지된다.
(3) LIGHT FAULT(經故障)
BUZZER만 울리고 고장 집합 표시등에 흰색 LAMP가 켜진다.

2) 경보음 정지
고장이 발생하면 경보음이 발생되어 이상상태를 운전자에게 알리게 되며 BUZZER STOP PUSH BUTTON(3-B) PUSH BUTTON S/W를 눌러 경보음을 정지시킨다.

3) 고장 해제

(1) 고장이 발생되면 일단(3-B) PUSH BUTTON S/W를 눌러 경보음을 정지시킨다.
(2) 고장 집합 표시등의 표시 LAMP에 따라 고장내용을 파악한 후 고장원인을 제거한다.
(3) 고장원인 제거 후 FAULT RESET BUTTON S/W (3-R)을 눌러 정상상태로 복귀시킨다. 고장이 계속된 상태에서 RESET BUTTON S/W을 눌러도 복귀되지 않는다. 

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