설비의 보호 위해선 지상역률이 효과적

Q. 현재 발전소에서 근무하고 있는데요. 역률에 대해서 질문 드리려고 합니다. 우리 회사에서 역송과 배전 사업을 하고 있는데 수용가 측에서 역률을 개선하는 이유는 알겠는데 발전소에서 역송 또는 배전을 할 때도 역률을 개선해서 보내줘야 하나요? 역률에 대한개념이 너무 어렵네요. 저는 발전소에서 피상전력을 보내주면 수용가 측에서만 역률을 개선해서 무효전력을 줄이는 줄로 알고 있었는데요. 참고로 배전 측 22.9kv 라인 쪽에 콘덴서 뱅크가 설치되어 있습니다. 그리고 지상역률은 전류가 전압보다 90도 늦은 거고 진상은 전류가 빠른 걸로 알고 있는데 어떤게 더 좋은 건가요?

A. 1. 한전 송배전이용규정 51조 “역률의 유지”를 보면 90% 이상 유지하도록 되어 있고 95%까지 초과하는 매 1%당 기본요금의1%를 감액합니다.

2. 개인적으로 설비의 보호등을 생각한다면 지상역률이 낫다고 생각합니다. 콘덴서가 과보상으로 진상이 생기면 말단 전압이 상승하게 됨에 따라 설비 소손이 우려될 수 있습니다.

3. 역송이라는 단어를 쓰시는 걸 보니 일반 발전소는 아니고 CES 사업자이신 거 같군요. 한전 배전망을 사용하셔서 역송을 하시는 경우라면 더더욱 역률 유지를 하셔야 합니다. KPX 거래기간에는 한전 송배전이용수수료를 내야 하는데 이때 역율 감액부분이 있습니다. 한전 거래기간에는 송배전이용 수수료가 없으나 무효전력은 발전사업자의 입장에서 절대 좋은 부분이 아닙니다.

Q. 저희가 태양광발전소를 건설하려고 하는데요. 1000kW 설치하려고 고압반이 들어가는데요. 그 안에 Yㅿ와 YYㅿ(3권상변압기)라고 하는데 차이점이 무엇인가요? 또 송전용 계량기에서 0.5 CLASS 와 0.3 CLASS 와의 차이점은 무엇인가요? 차이점인지 궁금합니다. 주위에서 YYㅿ(3권상변압기) 와 0.3 CLASS를 써야 한다는데 궁금합니다.

A. YY△(3권상변압기)는 Coil이 1차, 2차, 3차로 1차 전원이 들어가면 2차 & 3차가 부하전압으로 2종류의 전압을 얻는 방법입니다. 0.3 CLASS는 0.3% 오차율인 정확도를 예기합니다.

Q. 우리회사는 화학 회사로서 화학 반응기 탱크가 있고 그 탱크에 접지선이 건물 기둥 H빔에 연결이 되어 있습니다. 이런 경우 접지저항은 어떻게 측정해야 하나요? 탱크는 건물 2층에 위치해 있고 분전반도 없습니다. 보조 접지극을 박을 수 있는 상황도 아니고 또한 보조 접지선을 외부로 끌고 간다 해도 10M를 넘게 끌고 가야 합니다. 제 생각에는 이런 건물이 다수 있을 거라 생각되어 지는데 어떻게 접지저항을 측정하고 계시는지 실제 측정하고 계신 분들의 고견을 기다립니다. 변압기 결선은 3상3선식 델타 방식입니다.

접지저항 측정방법: 보조접지극 설치 방법 - 외부에서 모래를 얻으셔서 접지극이 닿을 정도 량(밥공기 하나 정도) 2개분을 구하시고보조접지극 설치위치에 모래를 넣으시고 물을 부은 다음 보조접지극을 모래와 닿게 하면 보조접지극으로 사용할 수 있습니다.

Q. 계전기 공부를 하다 동기탈조란 말이 나오는데 동기탈조가 뭔지 궁금합니다.

A. 동기탈조 (Loss of Synchronism)

전력계통에 연계(Syncro)되어 운전 중이던 발전기가 계통으로부터 분리되는 현상을 동기탈조라 한다. 전력계통에 고장이 발생하거나 급격한 부하변동 등으로 전압 또는 주파수가 일정한 범위를 벗어났을 때, 발전기가 동기상태에서 운전이 불가능하여 정지(계통에서 분리)되는 현상이 발생하게 된다.

탈조(Step Out)

전력계통에서 정태안정 극한전력 이상의 전력을 송전하는 경우나 계통내 고장발생, 급격한 부하변동 등으로 과도안정도 범위를 벗어나는 경우 전력계통에 접속된 동기 기간의 동기운전이 불가능하여 급격히 분리되는 현상이다

Q. 무효전력은 여자전류를 가감해서 제어할 수가 있는 것으로서, 여자전류를 증가시키면 무효전력의 발생이 증가되어서 발전기 단자전압이 상승(지상)하게 되고, 반대로 여자전류를 줄이면 무효전력의 발생도 감소해서 발전기 단자전압이 저하(진상)하게 된다. 또한, 여기서 여자전류를 더 줄이면 발전기 단자에 있어서의 역률은 진상으로 되어 이번에는 계통으로부터 무효전력을 흡수함과 동시에 단자전압을 더욱더 저하시키게 된다 라는 걸 알게 되었습니다. 하지만 여자전류를 조절하면 발전기 전력도 변화하는 거 아닌가요?

발전기 전력증가지 여자전류도 함께 증가하는 걸 보았습니다. 몇 달째 생각해 봤는데 도저히 궁금한데 알 수가 없네요. 선배님들 부탁드립니다.

A. 동기조상기의 원리

동기전동기를 무부하로 운전하고 여자전류를 가감하면 1차에 유입하는 전류는 거의 무효분 뿐이며 과여자 시에는 진상전류, 부족여자시에는 지상전류가 된다. 이러한 특성을 이용해서 동기전동기를 송전선의 전압조정 및 역율개선에 사용하는 것이 동기조상기이다. 즉 유도부하와 병렬로 조상기를 접속하여 이것을 과여자하여 운전하면 조상기는 선로에서 진상전류를 취하여 일종의 콘덴서 역할을 하므로 선로의 역률을 개선하고 전압강하를 감소시킨다. 반대로 발전기가 무부하 송전선에 연결되어 자기여자를 일으키는 경우에는 조상기를 부족여자로 운전하면 일종의 리액터 역할을 하므로 선로의 지상전류를 취하여 자기여자를 방지한다.

Q. “Each power circuit breaker shall have a solid-state trip device.”에서 Solid-state trip device가 무엇인지요? 정확한 기능에 대하여 알고 싶습니다. 또한, 도면상에서 Solid-state trip device 옆에 L.I.G(Long time, instantaneous & Ground), L.S.G(Long time, Short time & Ground)라는 말이 있는데 정확한 기능이 무엇인지요?

A. ACB 내장보호계전기(OCR, OCGR) 특성 같네요

1) Base Cur(xIct=I0) Base Current: 기준전류의 설정에 사용 CT 전류의 60~100%까지 조정 가능

2) LTP(xI0=I1) Long Time Pickup: 장한시동작전류설정에사용 Base Cur의 70~100%까지 조정 가능(±10%)

3) STP(xI0=I2) Short Time Pickup: 단한시동작전류설정에 사용 Base Cur의 4000~1000%까지 조정 가능(±10%)

4) GFP(xIct=I4) Ground Fault Pickup: 지락동작전류설정에 사용 CT전류의10~50%까지 조정 가능(±20%)

5) INST(xI0=I3) Insantaneous Pickup: 순시동작전류설정에 사용 Base Cur의 400~1600%까지 조정 가능(±10%)

6) LTD(at I1 x6) Long Time Delay: 장한시 동작시한설정에 사용 동작전류의600%에서 5~30Sec까지조정가능(±20%)

7) STD Short Time Delay: 단한시 동작시한설정에 사용 0.1~0.8Sec까지 조정 가능(±20%)

8) GFD Ground Fault Time Delay: 지락 동작시한 설정에 사용 0.2~0.8Sec까지 조정 가능(±20%)

Q. 저희 공장에서 사용 중인 Cooling Fan이 기동이 안 되고 있어서 질문드립니다. (언제부터 안되는지는 모르겠네요) 프랑스제 모터라 50Hz 전용모터입니다. 저희 공장에 전기는 60Hz이므로 기동 시 오버로드가 걸리면서 기동이 안되는데요. 문제가 뭔가요?

50Hz 모터를 60Hz로 돌리게 되면 생기는 문제점들에 대해서 알려주세요. 지금 모터를 그대로 사용해서 돌릴 수 있는 방법이 없을까요? 참고로 모터용량은 3.75kW 이고 사용전압은 3상식 440v입니다. ct는 6.5a(max) 사용 중이고 후크걸어보니 Over load 가 바로 걸리는데 스타트 전류가 20a에 육박하네요. 기동 시는 15a 후반 걸리고요..그래서 강제기동 시 2초 후 바로 Trip 됩니다.

A. 50Hz Motor를 60Hz 상용 전원으로 운전할 경우 완전히 운전 안 되는 것은 아닙니다. 다만, Motor 내부의 권선이 인덕터스 성분으로 주파수 성분에 대한 특성을 가지고 있습니다.

이런 이유로 50Hz Motor를 60Hz 상용전원 운전 시 발열, 과전류, 과부하 등이 발생할 수 있으며, 장시간 운전시 Motor의 소손이 예상됩니다. 해결할 수 있는 방법은 범용 인버터를 구매하시어 인버터 파라메터를 50Hz로 설정하시어 사용하시면 될 것 같습니다. 그리고 가급적 정격이 50Hz Motor의 경우 운전 주파수를 50Hz를 넘지 않도록 하시는 게 좋습니다.

Q. 345KV 변압기 :

결선은 Y-Y-△ 각 변위 YNyn0d1

765KV 변압기 :

결선은 Y-Y-△ 각 변위 YNautod1 또는 YNad1

YNyn0d1 기호의 표기된 영문 뜻이 궁금합니다. 1차 Y 2차 y는 알겠는데 대문자 N과 소문자 n 기호가 무엇을 의미하는지요.

A. 345KV 변압기 :

결선은 Y-Y-△ 각 변위 YNyn0d1

Y: 1차 측 결선

(주로 1차가 2차보다 전압이 높으므로 대문자로 표기)

N: 1차 측 중성점 (Neutral)

y: 2차 측 결선

(주로 2차가 1차보다 전압이 낮으므로 소문자로 표기)

n: 2차 측 중성점 (Neutral)

0: 위상각 (1, 2차의 위상이 “0"이라는 의미)

d: 3차 측 결선 (2차와 같은 의미로 소문자)

1: 위상각 (1, 3차의 위상이 “30"이라는 의미)

Q. 도면상에서 그 설비의 최대전력을 어떻게 구하는지 알고 싶습니다. 변압기 용량합계 *수용률인가요? 이럴 경우 병원의 수용률 적용 수치 알고 싶습니다. 아니면 변압기 용량합계 자체가 그 설비의 최대전력인가요?

A. 변압기용량이라 함은 전력변환장치(변압기) 후단의 모든 부하를 합산(설비용량)하고 설비별 실제 사용시간 또는 예비 설비 등의동시사용률(수용률) 적용하여 최종적으로 변압기용량이 정해집니다.

최대전력이란 특정시간대 동시에 걸릴 수 있는 부하의 최대치를 말하는 것으로 예로) 한전에서 기본요금 적용전력으로 일명 피크전력(특정시간 15분 연속 부하 중 제일 큰 시간대 부하)에 기본요금을 적용합니다.

도면상 최대전력: 실제 가동하지 않은 상태로 특정시간 최대전력이 없는 관계로 변압기가 견딜 수 있는 부하 즉 변압기용량이 최대전력이 되는 것입니다.

수변전설비 가동 중 최대전력: 실제 사용 중에 발생 되므로 위의 예시와 같이 상용시 일중 월중 연중 변압기에 걸리는 최대부하를 최대 전력으로 보시면 됩니다

 변압기용량 선정의 중요 검토사항

 . 통상 유입변압기의 적정운전 조건이 부하율 60%

   정도

 . 몰드변압기의 경우 70% 정도에서 변압기 효율이

   가장 좋은 것으로 알고 있습니다.

 . 변압기 용량을 선정해 놓고 실제 사용해보니 30%

   도 못 사용한다면 설계적용시 부하계산에 문제점을

   검토해야 합니다.

예) 1,000kva 변압기를 적용했는데 사용해보니 최대전력이 300kva 밖에 안된다면 손실이 너무 커지겠죠.