[발전기 보호반] 비동기 투입 방지 Asyncro Trip

발전기 보호반 시험 중 비동기 투입 방지에 대한 보호요소를 배우게 되었고,

비동기 투입 방지 보호요소가 잘 사용되지 않기에 잊어버리지 않기 위해 기록 하기로 하였습니다.

 

1. 발전기 동기 투입

 

발전기가 동기 투입이란 계통에 흐르는 전압과 발전기에서 생성해낸 전압의 크기, 위상 주파수 파형이 일치하는 부분에서 차단기(GCB)가 투입되는 것을 동기 투입이라 합니다. 발전기 최전단에 붙은 GCB 차단기를 투입하는 것을 계통병입이라 합니다. 그렇다면, 왜 발전기를 투입할 때 전압의 크기, 위상, 주파수, 파형 등을 고려하여 투입하여야 할까요?

 

그것은 발전소가 상시 운전 중이지 않을 때는 한전에서 전력을 받아 소비하기 때문입니다. 발전소에서 사용하는 전력을 발전소에서 만들어 사용하기도 하지만, 시운전 기간이나 발전기가 가압이 이루어지지 않은 상태에서 Motor 및 Feeder 들을 시험하거나 운전하기 위해서는 한전 측에서 받아 사용합니다. 결론은 발전소도 전기세를 낸다는 것이지요!

 

동기 투입과 관련된 자료를 원한다면 아래 자료를 확인해보시면 도움이 될 것 같습니다.

https://retriever12.tistory.com/88

[실무/기사]발전기 병렬 운전 조건

 

2. 비동기 투입 시 고장전류 및 사고 원인

 

동기되지 않은 조건에 발전기가 병입되는 것을 비동기 투입이라 합니다. 그렇다면 발전기 비동기 투입 시 어떤 사고가 발생하는지 알아보도록 하겠습니다. 비동기 투입이 되는 가장 큰 원인은 Human Error입니다. 발전기의 3상과 GCB 측 3상 PT를 오결선 하면서 발생하게 됩니다. 또 다른 이유는 GCU에서 동기를 오인하여 투입되는 오동작(동기 계전기 불량)입니다.

 

비동기 투입이 된다면 발전기의 정격의 7배의 사고전류가 발생하게 됩니다. 비동기 투입 방지 보호요소를 발전기 투입될 때만 사용하기 때문에 반드시 필요한 보호요소는 아니지만, 발전기와 주요 설비의 사용 연한을 늘려주는 주요한 역할을 하게 됩니다.

출처 -한국전력공사

3. 발전기 보호반 보호요소 

 

실제 비동기 투입 방지 로직을 이용하지 않는다면, 발전기 보호반의 요소로 비동기를 파악하기 어려울까요?

4. 비동기 투입 방지 ASYNCRO 로직 원리 

그렇다면 비동기 투입 방지 로직은 어떻게 사용되는 것일까요? 비동기 투입 시 가장 확인하기 쉬운 부분은 전압차로 인한 아주 큰 고장전류라는 특징이 있습니다. 따라서 고장전류를 검측하여 보호하는 것이 가장 빠르고 안전한 방법입니다.

이에 따라 순시 보호요소를 이용하게 됩니다. 발전기가 돌아가는 것을 알고리즘화하여 부족 전류 요소를 발전기 초기 상태를 모델화하고 비동기 투입 시 높은 과전류를 순시로 측정해 내는 방식의 알고리즘을 이용한 것입니다.

 

아래와 같이 한국전력의 전력연구원에서 계발한 보호요소로 비동기 투입 방지라는 보호를 할 수 있게 되었습니다. 

 

 

출처 - 한국전력공사

이상입니다.

감사합니다.