출처 : 한국전기기술인협회 전기안전관리교육 특별과정
1. 비상 발전기 운전 전 안전사항
(1) 축전지의 충전상태, 외형 등을 확인
(2) 엔진 오일의 양 확인
(3) 라디에이터 수위 확인
(4) 각 부위의 누유 및 누수 흔적 확인
(5) 연료 탱크의 연료량 확인
(6) 팬벨트 장력 확인
(7) 발전기실 물 고임, 침수 확인 및 환기 장치 확인
(8) 부품의 제조사별 권장 교환 주기 확인
2. 비상 발전기의 단독 운전
비상 발전기는 설치 조건 및 제조사별로 메뉴얼이 상이할 수 있으므로 메뉴얼을 숙지하고 운전하여야 하며 시동을 위한 조건이 갖추어 졌는지 확인한 후 운전한다.
1) 비상 발전기 시동을 위한 조건을 확인한다.
비상발전기는 기동 전에 오일, 연료 냉각수 등을 점검하여 기동 중에 과열 등에 따른 사고를 방지하여야 한다.
(1) 연료 상태 및 연료량을 점검한다
(2) 엔진 오일의 양을 확인한다.
- 엔진오일은 계량봉으로 측정하여 오일 레벨이 적정하게 유지되는지 확인하고 필요시 오일을 보충한다.
(3) 냉각수를 점검한다.
- 라디에이터 덮개를 열었을 때 냉각수가 보이지 않는다면 보충한다.
- 발전기가 운전 중에는 냉각수가 높은 온도와 압력을 유지하고 있으므로 운전 중에 냉각수를 점검하는 것은 지양한다.
2) 비상 발전기를 운전한다.
비상 발전기의 운전은 상황에 따라 자동 또는 수동으로 운전이 가능하며 운전 제어 순서는 다음과 같다.
- 정전검출 : 계기용 변압기, 저전압 계전기, 저압측 전압
- 정전확인 : 전압계, 접점
- 엔진시동 : 속도계 및 엔진오일 압력계 확인
- 전원확립 : 정격속도 확인, 상 불평형 확인 (15%이상 시 고장)
- 차단기 투입 : 자동, 수동
- ATS, CTTS 절체
(1) 상용 전원을 정전 시킨다.
- 상용 전원의 정전은 계통의 사고에 의해 정전되는 경우와 수용가의 필요에 의해 계획적으로 정전되는 경우로 나눌 수 있다.
(2) 정전 검출 방식을 확인한다.
- 정전을 검출하는 방식은 계기용 변압기의 전압을 검출하는 방식, 저전압 계전기의 접점을 이용하는 방식, 저압 주 차단기 (ACB) 의 전압을 검출하는 방식 중 한 가지를 선택하여 사용한다.
(3) 정전 후 발전기가 기동하는지 확인한다.
- 정전이 확인되면 발전기 엔진이 기동하게 되므로 정전 신호에 따라 엔진이 기동되는지 확인한다.
(4) 정상 전원이 확보되었는지 확인한다.
- 엔진이 기동된 후 일정 시간이 지나면 정상적으로 규정 전압이 확보되는지 확인한다.
(5) 발전기용 차단기를 투입한다.
- 정상 전원이 확보되면 비상 부하에 전력을 공급하기 위해 발전기용 차단기를 투입한다.
(6) 절체 스위치를 조작한다.
- 절체 스위치의 조작은 자동 또는 수동으로 운영이 가능하며 자동으로 운영 시 발전기용 차단기를 투입하는 순간 발전 전원 측으로 절체가 되고 수동으로 운영 시 운전원이 발전 전원 측으로 절체 시켜야 한다.
3) 비상 발전기를 정지, 복귀 시킨다
비상 발전기의 운전 정지는 상황에 따라 자동 또는 수동으로 운전이 가능하며 복귀 제어 순서는 다음과 같다.
- 상용전원 회복 확인 : 저전압 계전기, 저압측 전압
- 복귀 확인 : 전압계
- 차단기 개방
- ATS(CTTS) 절체 : 전압 변동 확인
- 엔진정지 : 절체 후 통상 수초 이후 한시계전기에 의한 동작
(1) 상용 전원을 복전시킨다.
- 상용 전원이 복전된 후 전압계의 전압이 정상 상태로 확립되었는지 확인한다.
(2) 발전기용 차단기의 개방 및 절체 스위치를 조작한다.
- 일반적으로 상용 전원이 복전되면 자동 절체 스위치가 상용 전원 측으로 자동 절체함과 동시에 발전기용 차단기가 개방되지만 수동으로 운전할 경우 자동 절체 스위치와 발전기용 차단기를 운전원이 직접 조작한다.
(3) 발전기를 정지시킨다.
- 발전기의 부하 운전을 종료하고자 하면 상시 전원 및 타 보조 전원의 정상 공급 상태를 확인한고 부하 운전 중인 발전기 제어반의 차단기 스위치를 조작하여 부하를 먼저 차단한다. 비상 발전기는 엔진 보호를 위해 상용 전원으로 복전
되면 일정 시간 무부하 운전을 한 후 정지하게 되므로 임의로 발전기를 정지시키는 일이 없도록 하여야 한다.
3. 비상 발전기의 단독 운전과 병렬 운전의 비교
발전기의 운전 방식은 단독으로 운전하는 방식과 2대 이상의 발전기로 병렬 운전하는 방식 등으로 나눌 수 있다. 2대 이상의 복수 발전기로 병렬 운전하는 경우 1대의 발전기가 고장이 나도 정상 가동 중인 다른 발전기로 전원의 차단 없이 연속적으로 부하에 전원 공급이 가능하다. 또한 병렬 운전은 부하량에 따라 발전기의 분할 제어가 가능하므로 연료 소모량이 적고 소음, 진동 등에 있어 병렬 총용량과 같은 용량의 발전기를 단독 운전하는 경우보다 유리하다.
1) 비상 발전기 단독 운전과 병렬 운전의 비교
비상 발전기 병렬 운전은 단독 운전에 비해 운전 조건이 까다롭고 복잡하며 원동기 및 발전기의 특성이 병렬 운전 조건에 부합되어야 한다.
| 구분 | 단독운전 | 병렬운전 |
| 엔진 | - 제한 속도 범위에서 속도 조종 - 속도 변동의 영향이 적다 - 순간 속도 변동이 크다 |
- 일정 범위의 속도 조정 필요 - 속도 변동의 영향이 크다 - 순간 변동이 적다. |
| 발전기 | - 일반 동기 발전기 | - 일반 동기 발전기 (AVR에 횡류 보상 회로 필요) |
| 운전성 | - 부하 분배 운전 불가 - 취급 간편 |
- 부하 분배 운전 가능 - 운전성이 복잡 (속도 조정, 전압 조정, 동기화, 부하 투입 순으로 운전) |
4. 비상 발전기의 병렬 운전
비상 발전기가 2대 이상일 경우 발전기를 병렬 운전하여 부하에 전력을 공급할 수 잇으며 병렬 운전에 필요한 조건을 확인하여야 한다.
(1) 발전기 병렬 운전 조건을 확인하고 동기 장치를 통해 적정여부를 판단한다.
발전기 간 병렬 운전 시 최초 투입되는 기준 발전기를 결정하고 병렬 운전 조건이 만족되는지의 여부를 확인한다.
- 발전기 간 기전력의 크기를 확인한다.
운전되는 각각의 발전기에서 발전되는 전압 크기를 동기 장치에서 확인하고 병렬 운전 조건에 부합하는지 확인한다.
- 발전기 간 전압의 상 회전 방향을 확인한다.
운전되는 각각의 발전기에서 발전되는 전압의 상 회전 방향을 동기 장치에서 확인하고 병렬 운전 조건에 부합하는지 확인한다.
- 발전기 간 전압의 주파수를 확인한다.
운전되는 각각의 발전기에서 발전되는 전압의 주파수를 동기 장치에서 확인하고 병렬 운전 조건에 부합하는지 확인한다.
(2) 발전기 병렬 운전 시 중성점 접지가 적정하게 되어 있는지 확인한다.
발전기 간 병렬 운전 시 각가의 발전기의 중성점이 접지되어 있으면 발전기의 전압 차로 인한 순환 전류가 흐르게 되고 고조파 전류 유입 등의 문제가 발생할 수 있으므로 최초 결정된 기준 발전기를 제외한 모든 발전기의 중성점의 접지를 해제하였는지 확인한다.
(3) 부하의 유효전력이 각 발전기 간에 적정하게 배분되어 운전되는지 확인한다.
병렬 운전되는 각각의 발전기가 조속기의 기능에 의해 엔진 속도 조절 및 유효 전력을 적정하게 배분하여 운전되는지 확인한다.
(4) 각 발전기에서 발생하는 무효 전력이 적정하게 배분되어 운전되는지 확인한다.
자동 전압 조정기 (AVR) 에 의해 발전기 전압과 목표 전압의 차이만큼 전압을 조정하고 병렬 운전 시 무효 전력을 적정하게 배분하여 운전되고 있는지 확인한다.
(5) 상용 전원과 발전기 병렬운전 조건을 확인하고 동기 장치를 통해 적정 여부를 판단한다.
상용 전원의 발전기 간의 병렬 운전은 상용 전원을 기준으로 하여 비상 발전기의 전압의 크기, 상회전 방향, 주파수가 허용 범위 내에 있는지 등을 동기 장치를 통해 확인한다.
5. 비상발전기 고장 복구 대책
1) 전기적인 고장원인을 제거하고 발전기를 재운전
전기적인 고장으로 발전기가 정지하거나 차단기가 개방되었을 경우 원인을 파악하고 제거 후 발전기를 정상 가동한다.
전기적 고장 원인과 복구 대책
| 현상 | 원인 | 복구 대책 |
| 전압의 헌팅 | - 엔진 회전 속도 불균일 - AVR 조정 불량 - 전압 조정 저항기 (90R) 불량 - 배선 접속불량 |
- 분사 펌프의 연료 분사량 조절 - VR의 조정 - 점검 및 교체 - 견고하게 접속 |
| 엔진 시동 중 무전압 발생 |
- 엔진 회전 속도가 낮을 때 - Volt meter 결함 |
- 회전 속도 증가 - 교환 |
| 부하 운전 시 전압 강하 |
- 발전기 내부 이상 - VR 조정 불량 |
- 여자기 회전 정류기 점검 - VR의 조정 |
| 과전압 | - AVR 이상 | - SCR 점검 및 교체 (A/S) |
| 저전압 | - 계자회로의 과열 - 발전기 내부 이상 - 전압 조정 저항기 (90R) 이상 - VR 조정 불량 |
- 과열의 원인 점검 - 발전기 분해, 여자기, 회전 정류기 점검 - 점검 및 교체 - VR의 조정 |
2) 원동기 관련 고장원인을 제거하고 발전기를 재운전
원동기 관련 고장으로 발전기가 정지하거나 차단기가 개방되었을 경우 원인을 파악하고 제거 후 발전기를 정상 가동한다.
원동기 고장 원인과 복구 대책
| 현상 | 원인 | 복구 대책 |
| 엔진 시동 모터 작동에도 시동 이 안 될 때 |
- 연료 계통에 공기 침투로 연료 공급 불가 - 엔진의 저온 상태 - 분사 펌프의 고장 |
- 공기빼기 - 충분한 예열 - 정비 공장에 의뢰 |
| 발전기 동체의 과열 |
- 과부하 - 불충분한 환기 - 발전기 동체 환기구 막힘 또는 장애물 적재 - 부하의 불균형 - 계자 권선의 접지 |
- 정격 부하 이하로 조정 - 환기장치 개선 - 환기구를 뚫어주고 장애물 제거 - 점검 후 불평형 시정 - 점검 후 수리 |
| 발전기 동체의 진동 | - 회전부 이물질 - 부하의 불평형 - 공극(Air Cap)의 불평형 - 센터링 부정확 - 조임 볼트의 헐거움 - 베어링 간격 과대 |
- 분해 후 이물질 제거 - 불평형 시정 - 공극 시정 - 커플링 편차 측정 후 시정 - 고정자 또는 베어링 조임 - 베어링 교체 |
3) 발전기 주변 기기의 고장 원인을 제거하고 발전기를 재운전
발전기 주변 기기 고장으로 발전기가 정지하거나 차단기가 개방되었을 경우 원인을 파악하고 제거 후 발전기를 정상 가동한다.
주변기기 고장 원인과 복구 대책
| 현상 | 원인 | 복구 대책 |
| 엔진 시동 모터 의 작동 불량 |
- 축전지 충전 상태 불량 - 축전기 전선 결함, 접속 불량 - 축전지 스위치가 OFF, 결함이 있을 때 - 결선 회로 개방, 전선 불량 - 보호 장치 동작 - 시동 회로 오결선 |
- 축전지 재충전 및 결함이 있으면 교환 - 전선 단자 조임 - OFF 시 ON, 결함이 잇으면 교환 - 접속 단자 조임, 결함이 있으면 교환 - 점검 후 리셋 - 회로도에 의해 점검 및 수정 |
| 축전지 충전이 안 될 때 |
- 발전기의 다빈도 시동 - 낮은 축전지 전해액 비중 - 축전지 결선 불량 - 축전지 결함 - 전해액의 양이 적을 때 |
- 발전기 운전 시간을 길게 한다. - 점검 교환 - 결선을 조여 준다. - 점검 후 교환 - 증류수 보충 |
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