Blocking asynchronization

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1 Blocking asynchronization
전력연구원 발전기술지원센터 전기설비진단팀 이종훤

2 발표순서 Ⅰ. Background Ⅱ. Blocking asynchronization Ⅲ. Practices Ⅳ. Logic
Ⅴ. Comparison Ⅵ. Instance

3 Ⅰ. Background 본 기술은 한국전력 전력연구원 (KEPRI)에서 개발하였고, 한국전력(KEPCO) 이 특허를 보유한 기술로 발전기를 계통에 병입할 때 비동기 투입이 발생하면 전력계통은 주파수 및 전압 안정도에 큰 충격을 받게되고 비동기를 일으킨 설비의 손상은 물론 주변계통에 전압강하가 나타나 주변에 산업 공단이 있는 경우 수천억원에 이르는 피해를 초래한다. 특히 하계, 동계 전력피크기간의 비동기 투입은 광역 정전 등으로 파급 확대될 수 있어 비동기 투입 방지 대책은 사후가 아닌 사전에 예방 기술이 절실히 필요하다. 현재의 발전기 계통 병입 방식은 모든 조건이 정상적인 경우에 판단하여 투입하는 방식으로 우리 계통에 비정상적인 조건이나 환경에 의해 비동기 투입되는 사례가 매년 적지 않은 사례로 보고되는바 정상 비정상 모든 경우의 비동기 투입을 방지 할 수 있는 본 장치의 개발이야말로 절실히 필요한 기술이라 할 수 있다.

4 Ⅱ. Blocking asynchronization
발전기가 계통에 병입 되기 전 양단계통이 가지고 있는 상대 주파수차(Slip frequency) 때문에 발생되는 전위차 및 전위차가 반복되는 주기를 이용하여 비동기 상태에서는 차단기가 투입되는 일이 발생하지 않도록 사전에 차단하는 장치다. 비정상적인 동기 판단이나 회로의 오결선에 의해 비동기 투입되어 변압기가 폭발되는 사례나 차단기 제어회로의 이상(혼촉, 유도 등)으로 비동기 투입되는 사례 역시 많은 실정이다. 비동기 투입 방지 장치는 계통병입 장치의 이상 또는 혼촉 등 비정상적인 제어회로의 이상으로 발생될 수 있는 비동기 투입을 근본적으로 방지 할 수 있는 장치라고 할 수 있다.

5 Ⅲ. Practices 비동기 투입을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 본 장치는 정상, 비정상 어떤 조건에서도 발전기가 비동기 투입되지 않도록 사전에 투입을 방지하기 위한 판단 알고리즘과 로직을 구현한다. 개발한 비동기 방지 방식(장치)은 기존의 동기투입장치의 판단 알고리즘과는 차별성을 가지고 있다. 간단한 회로 구성을 통해 오결선에 의한 동작 오류를 배제하고 있으며 소형화를 통해 차단기 Cubicle 내부에 설치하여 비동기 상태에서는 차단기 투입 코일을 제어 회로로 부터 완전히 분리하여 제어 회로의 혼촉, 유도에 의한 비동기 투입을 원천 봉쇄할 수 있다. 비동기 방지장치 구현방법 전위차 반복 파형 동기시점 비동기 방지 신호

6 Ⅳ. Logic 투입 허용 1. Slip frequency가 있는 계통 - 양단계통의 주파수차, 위상, 전위차 검출
1) Live-Live condition - 양단계통의 주파수차, 위상, 전위차 정상이고 - 일정 시간(0~10sec)후 투입 허용 2) Live – Dead condition - 언제든지 투입 허용 3) Dead – Dead condition - 언제든지 투입 허용(휴전 조건) - 주파수차, 위상, 전위차등은 정정치 변경 가능 - 본 장치의 사용 여부 선택 가능 - 본 장치의 실시간 동작 특성 Monitoring 가능 비동기 판단 로직 전위차 반복 파형 동기시점 비동기 방지 신호

7 Ⅴ. Comparison As was PT회로 오결선, 25A 특성불량
DC 회로 혼촉, 유도에 의한 오동작에 의한 비동기 투입 방지 불가 As is PT회로 오결선, 25A 특성불량 DC 회로 혼촉, 유도에 의한 오동작에 의한 비동기 투입 방지 가능

8 Ⅵ. Instance 삼천포T/P 5호기 비동기 투입에 의한 주변압기 손상 가) 고장 일시
2002년 2월 13일 기동시 비동기 투입 나) 주요고장 내용 주변압기 Casing 팽출 및 변형 A상 코일 이탈, 저압 코일 접지 애자류 파손 등 다) 주요 복구내용 예비 변압기로 대체 교체 15일간 소요됨 울산T/P 6호기 비동기 투입에 의한 주변압기 손상 2007년 8월 16일 계통병입 과정에서 비동기 투입됨 삼천포 변압기 고장 파손 울산T/P 탱크 파열 권선소손 기초파열

9 Ⅵ. Instance

10 Ⅵ. Instance

11 Ⅵ. Instance 1997 삼천포5호기 계통병입 회로 오류 사전 도출 사고 예방
2002 삼천포 5호기 비동기(120도) - 주변압기 소손 2004 서천화력 동기회로 PT 오결선 – 병입전 조치 2005 영동화력 비동기 투입(180도)- 거리계전기 동작 2003 평택화력 비동기 투입 –주변압기 소손 2007 울산화력 5호기 비동기(150도) – 주변압기 소손 2009 발전소 Diesel Generator (180도) 2012 신인천 발전기 비동기(60도) 2012 보성강 수력 비동기 _주변압기 전력CABLE 오결선 2012년 동기회로 오결선(삼천포1.2, 보령1) 2012년 울산화력6호기 180도 비동기 – 40 op, 21pkp 삼천포2호기 180도 오결선 _ 병입전 수정 신고리N/P 1,2호기 원인 불명 비동기 삼천포5호기 180도 오결선 _ 역가압 하여 확인 한울5호기 345kV SWYD Vtg selection 오결선 수정

12 감사합니다. 최종결과물: 개발하고자 하는 최종결과물을 명확하고, 구체적으로 제시
가능하면 그림으로 전체구성도에서 본과제의 연구분야를 제시 본 페이지만 보면 본 과제에서 무엇을 하고자 하는지 알 수 있도록 제시 WHAT을 구체적으로 표시