Transcript 비동기 투입이

2015. 1. 15
전력연구원 발전기술지원센터 전기설비진단팀
이종훤
발표순서
Ⅰ. Background
Ⅱ. Blocking asynchronization
Ⅲ. Practices
Ⅳ. Logic
Ⅴ. Comparison
Ⅵ. Instance
-2-
Ⅰ. Background
본 기술은 한국전력 전력연구원 (KEPRI)에서 개발하였고, 한국전력(KEPCO) 이
특허를 보유한 기술로 발전기를 계통에 병입할 때 비동기 투입이 발생하면 전력계통은 주
파수 및 전압 안정도에 큰 충격을 받게되고 비동기를 일으킨 설비의 손상은 물론 주변계통에
전압강하가 나타나 주변에 산업 공단이 있는 경우 수천억원에 이르는 피해를 초래한다. 특
히 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 비정상
적인 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.
Ⅱ. Blocking asynchronization
발전기가 계통에 병입 되기 전 양단계통이 가지고 있는
송전선로
상대 주파수차(Slip frequency) 때문에 발생되는 전위차
VRUN
#1 모선
B.O1
스위치야드 차단기 1
VDif
스위치야드 차단기 2
및 전위차가 반복되는 주기를 이용하여 비동기 상태에서
B.O2
스위치야드 차단기 3
VIN
#2 모선
는 차단기가 투입되는 일이 발생하지 않도록 사전에 차
스위치야드 차단기2 비동기 방지 장치
단하는 장치다.
VRUN
B.O1
비정상적인 동기 판단이나 회로의 오결
선에 의해 비동기 투입되어 변압기가 폭발되는 사례나
VDif
B.O2
VIN
변압기
스위치야드 차단기3 비동기 방지 장치
VRUN
B.O1
VDif
발전기 차단기
B.O2
VIN
발전기
NGTR
발전기 차단기 비동기 방지 장치
R
차단기 제어회로의 이상(혼촉, 유도 등)으로 비동기 투입
되는 사례 역시 많은 실정이다.
비동기 투입 방지 장치는 계통병입 장치의 이상 또는
혼촉 등 비정상적인 제어회로의 이상으로 발생될 수 있
는 비동기 투입을 근본적으로 방지 할 수 있는 장치라고
할 수 있다.
Ⅲ. Practices
비동기 투입방지 구현회로
장치
PT(변성기)
전압
입력부
차단기
접점
출력부.
상태
입력부
25A
25C
B.O1
입되지 않도록 사전에 투입을 방지하기 위한 판단 알
B.O3
B.O3
C.C
B.O4
비동기 투입을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 본 장치
는 정상, 비정상 어떤 조건에서도 발전기가 비동기 투
AUTO
B.O2
PT(변성기)
D.C +62.5
차단기
Close Coil
고리즘과 로직을 구현한다.
B.O4
D.C -62.5
비동기 방지장치 구현방법
개발한 비동기 방지 방식(장치)은 기존의 동기투입
장치의 판단 알고리즘과는 차별성을 가지고 있다. 간
단한 회로 구성을 통해 오결선에 의한 동작 오류를 배
전위차 반복 파형
제하고 있으며 소형화를 통해 차단기 Cubicle 내부에
동기시점
설치하여 비동기 상태에서는 차단기 투입 코일을 제
어 회로로 부터 완전히 분리하여 제어 회로의 혼촉,
유도에 의한 비동기 투입을 원천 봉쇄할 수 있다.
비동기 방지 신호
Ⅳ. Logic
투입 허용
Dead BUS Enable
VIN>Vs4(50~150V)
&9
&8
VRUN <Vs5(1~30V)
1. Slip frequency가 있는 계통
Dead LINE Enable
VRUN>Vs4(50~150V)
&7
&6
VIN <Vs5(1~30V)
VRUN>Vs4(50~150V)
- 양단계통의 주파수차, 위상, 전위차 검출
T1(5~15sec)
&5
VIN >Vs4(50~150V)
&4
VDif<Vs2(1~10V)
T3=10min
VDif>Vs1(50~300V)
CB “a”
OR1
SQ
R
&3
NOT 3
&2
VDif<Vs3(1~15V)
X
T Flip Flop(상승에지)
T Q
CLR
&
T Q
T Q
CLR
CLR
&
Y
T2(5~15sec)
T
Z
2.
Slip frequency가 없는 계통
1) Live-Live condition
- 양단계통의 주파수차, 위상, 전위차 정상이고
- 일정 시간(0~10sec)후 투입 허용
2) Live – Dead condition
전위차 반복 파형
비동기 판단 로직
- 언제든지 투입 허용
3) Dead – Dead condition
- 언제든지 투입 허용(휴전 조건)
- 주파수차, 위상, 전위차등은 정정치 변경 가능
동기시점
비동기 방지 신호
- 본 장치의 사용 여부 선택 가능
- 본 장치의 실시간 동작 특성 Monitoring 가능
Ⅴ. Comparison
dc125V(+)
MTR
As was
PT회로 오결선, 25A 특성불량
DC 회로 혼촉, 유도에 의한 오동작
에 의한 비동기 투입 방지 불가
25A
GCB
C.C
GEN
NGTR
GCB
Closing coil
R
dc125V(-)
dc125V(+)
MTR
25A
Block
sync
GCB
C.C
GEN
NGTR
R
dc125V(-)
GCB
Closing coil
As is
PT회로 오결선, 25A 특성불량
DC 회로 혼촉, 유도에 의한 오동작
에 의한 비동기 투입 방지 가능
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
삼천포
변압기 고장 파손
다) 주요 복구내용
예비 변압기로 대체 교체 15일간 소요됨
울산T/P
탱크 파열
권선소손
기초파열
 울산T/P 6호기 비동기 투입에 의한 주변압기 손상
가) 고장 일시
2007년 8월 16일 계통병입 과정에서
비동기 투입됨
Ⅵ. Instance
345/765kV
345/765kV
고리 통합
SWYD
345/765kV
765kV #1 BUS
8171
8271
8371
8471
8571
8100
8200
8300
8400
8500
8172
8272
8372
765kV #2 BUS
GCB
2.5km
GEN#3
M.tr
M.tr
GCB
GCB
1000MW
GEN#1
GEN#2
1000MW
GCB
GEN#4
Ⅵ. Instance
765kV SWYD Local House
Control Desk
DO Module
Synchro PNL
신고리M.CR
Local Control PNL
125Vdc
43R
SS&25
DO T/B
125Vdc
24Vdc
DOM DOM DOM DOM
Ry
25
COIL
Ry
DC125(+)
Ry
2.5km
신호선
25A
V2
AUX
Ry
DC125(-)
Sheath선
V1(인가전압)
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
2013 .5 삼천포2호기 180도 오결선 _ 병입전 수정
2014. 10 신고리N/P 1,2호기 원인 불명 비동기
2014 .11 삼천포5호기 180도 오결선 _ 역가압 하여 확인
2014.12 한울5호기 345kV SWYD Vtg selection 오결선 수정
감사합니다.