시립 전력망에 디젤 발전기를 연결할 때의 주의 사항

(2) 장비 매개변수를 검증하여 일치성을 확인합니다.

전력망 연결의 핵심 전제는 다음과 같습니다.발전기 세트지자체 전력 공급과 관련하여 중요한 점은 두 전력망의 전기적 매개변수가 엄격하게 일치해야 한다는 것입니다. 이는 마치 두 개의 회전하는 기어가 맞물리는 것과 같으며, "일관된 크기, 동일한 속도, 그리고 정렬된 톱니"를 달성해야 합니다. 구체적으로, 다음 4가지 핵심 조건이 모두 충족되어야 하며, 어느 하나라도 빠져서는 안 됩니다.

• 일관된 위상 순서발전기의 A, B, C 3상 출력은 시 전력망의 A, B, C 3상과 정확히 일치해야 하며, 이는 계통 연계의 기본 전제 조건입니다. 상 순서가 잘못되면 단락이나 장비 폭발과 같은 심각한 사고로 이어질 수 있습니다. 상 순서는 상 순서 측정기를 사용하여 확인할 수 있으며, 이를 통해 올바른 배선을 보장할 수 있습니다.
• 동일 전압발전기의 출력 전압 실효값은 시 전력망 전압과 일치해야 하며, 일반적으로 ±0.5%의 작은 오차 범위가 허용됩니다. 전압이 너무 높으면 계통으로 무효 전력을 송전하게 되고, 전압이 너무 낮으면 발전기가 설정된 부하를 감당할 수 없습니다. 전압 정합을 위해 자동 전압 조정기(AVR)를 통해 여자 전류를 조정할 수 있습니다.
• 동일한 주파수중국의 표준 도시 전력 주파수는 50Hz입니다. 발전기의 출력 주파수는 도시 전력 주파수와 완벽하게 동기화되어야 하며, 편차는 ±0.05Hz 이내로 제어되어야 합니다. 주파수 불일치는 발전기와 전력망 간의 전력 진동을 유발하여 장비를 손상시킬 수 있습니다. 주파수 동기화는 디젤 엔진의 속도를 조정하여 달성할 수 있습니다.
• 동기 위상발전기 출력 전압의 위상각은 시 전력 전압의 위상각과 완벽하게 일치해야 하며, 순간 전압 차이는 거의 0에 가까워야 합니다. 이는 가장 까다로운 조건입니다. 위상 편차가 심하면 막대한 돌입 전류가 발생하여 발전기 권선이 타버리고 회전축이 파손될 수 있습니다. 이러한 위상 편차는 동기 장치 또는 자동 동기 장치를 통해 모니터링하고 조정할 수 있습니다.

(3) 장비 상태를 점검하고 잠재적인 숨겨진 위험 요소를 제거하십시오.

계통 연계 전에 디젤 발전기 세트 및 관련 장비에 대한 종합적인 점검을 실시하여 결함이나 잠재적 위험 요소를 제거해야 합니다. 첫째, 발전기 세트 자체를 점검합니다. 무부하 운전을 위해 발전기를 시동하여 수온, 오일 온도, 오일 압력이 정상인지, 비정상적인 소음이나 심한 진동이 없는지, 출력 전력이 정격 출력의 85% 이상인지 확인합니다. 둘째, 동기 제어 장치, 계통 연계 회로 차단기, 보호 계전기 등 계통 연계 관련 장비를 점검하여 배선이 견고한지, 계측기가 정확한지, 역전력 보호, 과전류 보호, 단락 보호 등의 장치가 손상 없이 제대로 작동하는지 확인합니다. 셋째, 전산실 환경을 점검합니다. 전산실 온도는 5℃~35℃로 유지하고, 상대 습도는 75% 미만으로 유지하며, 환기가 잘 되어 발전기의 열 방출이 원활해야 합니다. 동시에 충분한 경유를 비축하고, 신규 경유의 침전을 용이하게 하기 위해 두 개 이상의 유류 저장 탱크를 설치하며, 시 전력 공급 중단으로 인한 영향을 받지 않도록 냉각수가 중력식으로 공급되도록 해야 합니다.

II. 계통 연계 과정 중: 운영 절차 표준화 및 운영 위험 방지

계통 연계 작업은 "먼저 감지, 그 다음 조정, 마지막으로 연결"이라는 원칙을 따라야 하며, 전 과정에 걸쳐 전문 작업자가 수행해야 합니다. 비전문가의 참여는 엄격히 금지됩니다. 구체적인 절차 및 주의 사항은 다음과 같습니다.

(1) 적절한 그리드 연결 방식을 선택하십시오.

계통 연계에는 크게 두 가지 방식이 있으며, 실제 상황에 따라 선택해야 합니다. 첫째, 자동 계통 연계 방식입니다. 딥씨(Deep Sea)나 컴앱(ComAp)과 같은 고급 제어기를 통해 전력망과 발전기의 파라미터를 실시간으로 모니터링하고, 속도와 전압을 자동으로 조절하여 동기화 지점을 포착한 후 자동으로 차단 명령을 내립니다. 대규모 발전소나 전력 공급 연속성이 중요한 상황에 적합하며, 효율적이고 정확한 운전이 가능합니다. 둘째, 수동 계통 연계 방식입니다. 동기계와 동기화 표시등을 통해 파라미터를 관찰하고, 디젤 엔진의 속도와 여자 전류를 수동으로 조절한 후, 파라미터가 동기화되면 수동으로 스위치를 차단합니다. 소규모 발전소에 적합하며, 운전 경험이 풍부하고 동기화 지점을 정확하게 판단할 수 있는 능력이 요구됩니다.

수동 그리드 연결 시 동기화 상태 판단에는 암전법 또는 광회전법을 사용할 수 있습니다. 암전법은 전구의 켜짐/꺼짐을 통해 전압 차이를 판단하고, 광회전법은 광의 회전 속도와 방향을 통해 주파수 차이와 위상 순서를 판단합니다. 만약 조명이 동시에 켜지고 꺼진다면 위상 순서 오류가 발생한 것이므로, 배선을 조정한 후 다시 시도해야 합니다.

(2) 마감 작업 사양을 엄격히 이행하십시오

동기화 장치가 파라미터가 완전히 일치함을 나타내면(전압 차이, 주파수 차이 및 위상 차이가 모두 허용 범위 내에 있으면) 계통 연계 회로 차단기를 폐쇄할 수 있습니다. 이때, 너무 빠른 조작으로 인한 돌입 전류 발생을 방지하기 위해 폐쇄 시 천천히 조작해야 합니다. 폐쇄 후 즉시 전류, 전압, 주파수 및 전력 등의 장치 작동 상태를 관찰하여 이상이 없는지 확인해야 합니다. 과도한 돌입 전류나 장치의 비정상적인 소음 등의 문제가 발생하면 즉시 스위치를 해제하고 문제 해결 후 계통 연계를 다시 시도해야 합니다.

특별 주의 사항: 매개변수가 일치하지 않을 때 강제로 차단하는 것은 엄격히 금지되어 있습니다. 이러한 비동기 계통 연계는 가장 위험한 작동 방식으로, 막대한 기계적 토크와 돌입 전류를 발생시켜 발전기 권선 손상, 차단기 폭발, 심지어 도시 전력망에 영향을 미쳐 고장 범위를 확대할 수 있습니다.

(3) 원활한 하중 전달 완료

성공적으로 차단된 후에도 전체 부하를 즉시 발전기로 전환할 수 없습니다. 부하는 점진적으로 증가시켜야 합니다. 먼저 일정 시간 동안 저부하로 운전하여 발전기 매개변수가 안정적인지 확인한 후, 주파수 진동 및 급격한 부하 증가로 인한 발전기 소손을 방지하기 위해 설정된 비율까지 점진적으로 부하를 증가시켜야 합니다. 동시에 전력 관리 시스템을 통해 부하 분배를 조정하여 발전기와 시립 전력이 부하를 합리적으로 분담하도록 해야 합니다. 여러 대의 발전기가 계통에 연결된 경우, 유효 전력과 무효 전력이 고르게 분배되도록 하여 한 발전기가 과부하되고 다른 발전기가 저부하되는 상황을 방지하고, 무효 전력 순환으로 인한 설비 소손을 예방해야 합니다.

III. 계통 연계 후: 안전 모니터링 강화 및 안정적인 운영 보장

계통 연계 성공이 끝이 아닙니다. 장기적인 안정 운영을 위해서는 후속적인 실시간 모니터링과 안전 보호가 핵심입니다. 다음 사항에 중점을 두어야 합니다.

(1) 운전 매개변수의 실시간 모니터링

발전기 세트 및 시 전력의 운전 매개변수(전압, 주파수, 전류, 전력, 위상, 수온, 오일 온도 등)를 실시간으로 모니터링하고 운전 기록을 유지할 전담 인력을 배치해야 합니다. 허용 범위를 초과하는 주파수 변동, 급격한 전압 상승 및 하강, 역전력 발생 등 비정상적인 매개변수가 발견되면 즉시 조치를 취해야 합니다. 필요한 경우 계통 연계 스위치를 차단하고 발전기 세트를 계통에서 분리한 후 문제 해결 후 다시 계통에 연결해야 합니다. 특히 역전력 보호가 최우선 사항입니다. 계통에서 발전기 세트로 전력이 역류하는 경우(발전 세트가 전동기로 작동하는 경우), 역전력 계전기가 즉시 작동하여 회로를 차단하고 디젤 엔진의 과부하 및 손상을 방지해야 합니다.

(2) 전기 절연 및 접지 보호에 최선을 다하십시오.

발전기를 시 전력망에 연결할 때는 신뢰할 수 있는 절연 장치를 설치하고, 오접속을 방지하기 위해 연동 장치를 설치해야 합니다. 또한, 발전기의 금속 외함, 지지대 등은 공통 접지 방식을 사용해야 하며, 접지체는 절연 저항값이 0.5MΩ 이상인 상태로 정확하고 견고하게 연결해야 합니다. 이는 접지 불량으로 인한 감전 사고나 장비 손상을 방지하기 위함입니다. 더불어, 발전기 전원과 시 전력망을 임의로 병렬 연결하는 것은 엄격히 금지되며, 연동 장치 없이 무단으로 전력망에 연결하는 것은 허용되지 않습니다.

(3) 차단 작동의 표준화

전력 공급을 중단해야 하거나 시 전력 공급이 정상으로 복구될 경우, 발전기의 부하를 먼저 시 전력으로 원활하게 전환해야 합니다. 발전기 부하가 거의 0에 가까워지거나 역전력이 매우 작아지면 계통에서 발전기를 분리하는 개방 명령을 내립니다. 분리 후에는 고온으로 인한 장비 손상을 방지하기 위해 일정 시간 동안 무부하 운전을 한 후 냉각시켜 정지해야 합니다. 시 전력 공급이 정상으로 복구되면 발전기가 자동으로 시 전력 공급으로 전환되고, GB51348-2019 표준의 요구 사항을 준수하여 지연 후 자동으로 작동을 중단하고 정지하도록 해야 합니다.

IV. 일상 운영 및 유지보수: 고장 발생 확률을 줄이기 위한 정기 점검 및 유지보수

일상적인 운영 및 유지보수는 전력망 연결 안전을 보장하는 기본 토대입니다. 장비를 정기적으로 점검, 유지보수 및 테스트하기 위한 완벽한 유지보수 시스템을 구축해야 합니다. 구체적인 사항은 다음과 같습니다.

• 정기 시험 운영월 1회, 최소 15분 이상 무부하 시험 운전을 실시하여 발전기 시동 성능, 계측기 감도 및 장비 작동 상태를 점검하고, 분기 1회 부하 시험을 실시하여 계통 연계 시나리오를 모사하고 동기화 장치 및 보호 장치의 효과를 검증한다.
• 장비 유지보수디젤 오일, 엔진 오일, 냉각수 및 공기 필터를 정기적으로 교체하고 연료 파이프라인 및 냉각 시스템의 누출 여부를 점검하십시오. 동기화 장치, 전압 조정기 및 보호 계전기와 같은 장비를 정기적으로 교정하여 정확한 매개변수를 유지하십시오. 추운 지역에서는 비상시 장치가 원활하게 시동될 수 있도록 컴퓨터실에 난방을 제공해야 합니다.
• 오류 해결고장 기록을 작성하고, 계통 연계 중 발생하는 문제(계통 연계 실패, 불균형 배분, 과전류 등)를 적시에 기록 및 해결하며, 고장 원인을 분석하여 유사한 문제의 재발을 방지해야 합니다. 예를 들어, 불균형 배분이 발생하는 경우, 조속기 고착이나 변류기 배선 오류 등이 원인일 수 있으므로 적시에 수리 및 조정해야 합니다.
• 인력 교육운영자는 전문 교육을 이수하고, 계통 연계 운영 절차, 장비 성능 및 안전 예방 조치를 숙지해야 하며, 평가를 통과한 후에만 업무를 수행할 수 있습니다. 허가받지 않은 운영은 엄격히 금지되며, 운영자의 갑작스러운 고장 대처 능력을 향상시키기 위해 정기적으로 비상 훈련을 실시해야 합니다.

V. 요약: 규격 준수 및 안전한 전력망 연결 달성

디젤 발전기를 도시 전력망에 연결하는 작업은 "단 한순간의 실수도 큰 손실"을 초래할 수 있는 매우 정밀한 작업입니다. 엄격한 기술 조건을 충족해야 할 뿐만 아니라 표준화된 운영 절차를 준수하고, 일상적인 운영 및 유지보수, 안전 확보에 각별히 신경 써야 합니다. 계통 연결 전 적격성 평가 및 매개변수 검증부터 계통 연결 중 표준화된 운영 및 부하 전환, 그리고 계통 연결 후 실시간 모니터링 및 차단 처리까지 모든 단계에서 소홀함이 허용되지 않습니다.

특히, 비전문가는 계통 연계 장비를 조작하는 것이 엄격히 금지되어 있음을 강조해야 합니다. 허가받지 않은 계통 연계 및 비정상적인 작동은 장비 손상뿐 아니라 전력망 장애 및 인명 사고를 유발할 수 있습니다. 일반적인 비상 전력 사용자의 경우, 장기간 계통 연계가 필요하지 않다면 표준 "도시 발전용" 자동 전환 스위치(ATS)가 더 안전하고 경제적이며 규정을 준수하는 선택입니다.

기술 사양을 준수하고, 운영 절차를 엄격히 이행하며, 일상적인 운영 및 유지 보수를 성실히 수행해야만 디젤 발전기를 도시 전력망에 연결하여 얻을 수 있는 이점을 최대한 활용하고, 안전하고 안정적이며 효율적인 전력 공급을 달성하여 생산과 생명을 보호할 수 있습니다.