전기안전관리_022_비상 발전 설비의 점검 - 충전설비, ATS, CTTS

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출처 : 한국 전기기술인협회 전기안전관리교육 특별과정

 

1. 충전 설비 점검

비상발전기의 정상 동작을 위하여 축전지와 충전기의 정격을 확인하고 운전 메뉴얼에 따라 정상 동작 여부를 확인한다.

 

(1) 충전기와 축전시 사이의 전선과 연결 부위의 느슨함 여부를 확인한다.

축전지 및 충전기의 접속부 단자 조임 상태를 확인한다.

 

(2) 충전기의 정상 동작 여부를 확인한다.

충전 전압과 전류를 측정하고 충전기의 정상 동작 여부를 확인한다.

 

(3) 축전지의 상태를 확인한다.

축전지 내부의 전해액이 증발하게 되면 충전 지시계의 색이 변하게 되므로 충전 지시계의 색을 확인하여 축전지의 상태를 확인한다.

 

2. 각종 타이머 점검

다음 표(예시)와 같은 각종 타이머의 설정 시간을 확인하고 정상 동작 유무를 확인한다.

 

발전기 디지털 제어반 각종 타이머 예시

항목	내용
AUTO START DELAY	- 자동 운전 모드 한전 감지 시간
AUTO STOP DELAY	- 예열 시간 - 기동 전 설정 시간 동안, 예열 단자로 설정된 릴레이가 동작한 후 기동
CRANK-ON TIME	- 최대 시동 시간 - 시동 시 스타트 모터 최대 동작 시간 (모터 소손을 방지)
CRANK-RESET TIME	- 시동 간 지연 시간 - 시동 실패 후 다음 시동까지의 지연 시간 - 자동 운전 모드에서만 적용
IDLE TIME	- IDLE 시간 (전기식 가버너 사용 시에만 해당됨) - 시동 완료 후 설정 시간 동안, IDLE 단자로 설정된 릴레이가 동작하여 엔진을 IDLE RPM으로 운전
BUILD-UP DELAY	- 발전 형성 대기 시간 - 시동 완료 후 설정된 시간 내에 RPM, 발전전압, 발전 주파수가 정상적으로 형성되지 않으면 '시동 실패' 고장 발생
COOLDOWN TIME	- 발전기 정지 후 엔진 냉각 시간 - 자동 운전 모드에서 발전기 정지시 냉각 시간
STOP-HOLD TIME	- 정지 시간 - 정지 솔레노이드 사용 시 솔레노이드 동작 시간 - 전기식 가버너 사용 시 재기동 방지 시간

 

3. ATS, CTTS 점검

1) 자동 절체 스위치 (ATS : Automatic Transfer Switch)

일반적으로 ATS는 상용 전원의 정전이 발생되었을 때 중용한 부하에 대하여 발전기를 작동시켜서 부하에 지속적인 전원 공급을 위해 사용되는 자동 절체 스위치이다. 주요 부하는 급수 펌프 전원, 엘리베이터 전원, 소방 전원, 정화조 전원, 가로등 전원, 지하실 조명, 집수정 펌프 전원, 환기팬 전원 등으로 공용 전원은 한전 전원이 정전되면 발전기를 돌려 공급을 하는데 이곳에 ATS, 즉 자동 절체 스위치를 이용하여 자동으로 발전기 전원을 공급하게 된다.

 

(1) ATS 구조 및 절체 원리

ATS는 상용 전원과 비상 발전기 전원의 두 전원을 1개의 접점으로 연결하여 상용 전원 정전 등 비상 시 비상 발전기 전원 측으로 자동으로 절체되는 스위치로 절체 시 정전을 수반한다.

 

- ATS 구조

ATS는 상황에 따라 수동 또는 자동으로 제어가 가능하며 기본적인 구조는 다음과 같다.

출처 : (주) 대륙 ATS

- ATS 절체 원리

상용 전원 정전 시 비상 발전기가 운전하여 전압이 확립되면 시퀀스에 의해 발전 전원으로 자동 절체하고 상용 전원 복전 시 ATS는 상용 전원을 주 전원으로 인식하여 상용 전원으로 자동 절체한 후 발전기 기동이 정지한다.

 

(2) ATS 절체 방식

ATS의 절체 방식에는 수동 절체 방식 (MTS : Manual Transfer Switch) 과 자동 절체 방식 (ATS : Automatic Transfer Switch) 이 있다.

 

- ATS 수동 절체

ATS를 수동으로 절체하게 되면 자동 방시에 비해 다음과 같이 제어 및 모니터링이 안되는 단점이 있으므로 신중하게 선택하여 운전한다.

• 자동 절체가 안된다
• 복전 절체 시 수동으로 조작하여야 한다
• 상 모니터링이 안된다
• 발전기 기동 시그널 발생이 안된다
• 발전기 냉각 운전 세팅 기능이 정지된다
• 발전기 정지 시그널 발생이 안된다

- ATS 자동 절체

ATS를 자동으로 절체하게 되면 수동 방식에 비해 다음과 같은 장점이 있다.

• 상용 전원 정전 시 자동으로 절체된다
• 설계된 시퀀스에 따라 자동으로 동작한다.
• 상용 전원 정전 시 발전기 기동 시그널이 발생된다.
• 발전기 냉각 운전 세팅이 가능하다.
• 상용 전원 복전 시 발전기 정지 시그널이 발생된다

2) 무정전 동기 절체 스위치 (CTTS : Closed Transition Transfer Switch)

ATS와 기본적인 개념은 비슷하지만 일반 ATS와는 달리 전환 시 정전형이 아닌 무정전형이다. ATS처러 정전형일 경우에는 0.02 ~ 0.09초 가량의 정전이 불가피하다. 그러나 CTTS는 발전기 전원과 상용 전원 양 전원이 모두 확보되어야 한다는 전제하에 0.1초 (100ms)라는 짧은 시간 동안 양 전원이 동기되면서 어느 한 전원에서 다른 전원으로 부하를 전환 시킬 수 있는 스위치 이다. 즉, 무정전 절체 방식 스위치이다.

 

(1) CTTS 구성 및 절체 원리

CTTS의 절체 방식은 일반적인 ATS의 정전 절체와 달리 무정전형으로 절체가 가능하므로 미리 발전기를 가동시켜 상용 전원과 발전기 전원의 주파수 및 전압 동기가 확립되면 일정 시간 이내 병렬 운전을 한 후 무정전으로 발전 전원 측으로 절체된다.

 

- CTTS 구성

CTTS는 제어함과 접점을 가진 본체로 구성하거나 제어함과 차단기로 구성한다.

 

- CTTS 절체 원리

양 전원이 공급되는 상태에서 다음 그림과 같이 무정전 절체가 가능하므로 무정전 유지, 보수가 용이하며 스위칭으로 인한 서지가 저감되어 전기 기기에 대한 영향이 적다.

출처 : 오성기전 (주) CTTS Switching Method

(2)  CTTS의 기능

CTTS는 일반적인 ATS에 비해 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

• 양 전원의 동기를 감시하여 동기 절체가 가능하다
• 짧은 시간 동안 병렬 운전 후 절체가 되므로 무정전 절체가 가능하다

 

 

3) 자동 절체 스위치 동작 확인

ATS는 상황에 따라 수동 또는 자동으로 제어 및 운전이 가능하므로 각 상황에 따른 조작 방법을 숙지하여야 한다.

 

(1) ATS 시퀀스를 확인한다.

ATS 시퀀스를 통해 자동운전과 수동 조작 절차를 확인한다.

 

(2) ATS의 자동 운전을 확인한다.

ATS 제어기는 상시 전원과 비상 전원을 감시하여 상시 전원 정전 시 비상 전원으로 자동 절체하며 상시 전원 복전 시 상시 전원으로 자동 절체시킨다. ATS 제어기의 자동 (AUTO) /수동 (MANUAL) 스위치가 자동 위치인 상태일 때 상시 전원과 비상 전원이 모두 인가되면 제어기는 상시 전원을 주 전원으로 인사갛게 되며 상시 전원 정전 시 비상전원으로 자동 절체하고 상시 전원이 복구되면 제어기는 주 전원인 상시 전원으로 자동 절체한다.

 

(3) ATS의 수동 조작을 확인한다.

ATS의 수동 조작 방법에는 제어기에 의한 전동 절체 조작과 ATS본체에 있는 핸들을 이용한 수동 절체 조작이 있다

 

- ATS를 제어기에서 수동으로 전동 절체 조작한다.

ATS 제어기 의 자동 / 수동 스위치가 수동 위치인 상태에서 ATS 제어기의 상시 전원과 예비 전원 버튼 중 원하는 버튼을 누르면 절체된다.

 

- ATS본체 핸들을 이용하여 수동으로 절체 조작한다.

ATS 제어기의 자동 / 수동 스위치가 수동 위치인 상태에서 ATS 본체에 있는 핸들을 상시 전원 또는 예비 전원 방향으로 당겨주면 절체되는 소리와 함께 절체가 이루어진다.

 

4) 무정전 동기 절체스위치  동작 확인

CTTS는 상황에 따라 수동 또는 자동으로 제어 및 운전이 가능하며 무정전 전원 공급을 위한 무정전형 운전과 ATS와 같은 정전형 운전도 가능하므로 각 상황에 따른 조작 방법을 숙지하여야 한다.

 

(1) CTTS 시퀀스를 확인한다.

CTTS 시퀀스 확인을 통해 자동 운전과 CTTS의 무정전형 및 정전형 운전에 대한 수동 조작 절차를 확인한다.

 

(2) CTTS 자동 운전을 확인한다.

CTTS 제어기의 스위치가 자동 위치 상태일 때 상시 전원 정전 시 예비 전원으로 자동 절체하고 상시 전원이 복구되면 제어기는 주 전원인 상시 전원으로 자동 절체 되는지 확인한다.

 

(3) CTTS를 수동 조작한다.

CTTS는 상시 전원과 예비 전원이 동시에 공급된 상태에서 동기를 맞추어 절환시키는 무정전 동기 조작 방식과 ATS와 동일한 기능을 수행하는 정전형 조작방식이 있으므로 각 기능에 대하여 숙지한다.

 

- CTTS를 무정전형으로 조작한다.

CTTS의 무정전 동기 조작은 전압, 주파수 및 위상이 모두 동기화되어야 하므로 다음 사항을 확인한다.

• 상용 전원과 비상 발전기 전원이 동기 투입 변수 설정치 이내인지 확인한다.
• 상용 전원과 비상 발전기 전원의 Overlap Time 내에서  부하측에 순간 정전이 발생하지 않는지 확인한다.
• 상시 전원과 예비 전원의 Overlap Time 이후에는 선택 개방되는지 확인한다.

<예시> CTTS 동기 투입 변수 기준

구분	전압	주파수	위상	상회전
변수	± 5%	± 0.2Hz 이내	± 5º 이내	정상 ↔ 정상 역상 ↔ 역상

 

- CTTS를 정전형으로 조작한다. 

CTTS의 정전형 조작은 ATS를 조작하는 것과 동일한 방식으로 조작 핸들을 이용하여 조작한다.

 

5) ATS 및 CTTS의 타이머 동작 기능

ATS 및 CTTS는 제어기에서 비상 전원으로 절체 시 지연 시간과 상용 전원으로 절체 시 지연 시간을 설정할 수 있으므로 상황에 맞는 시간이 설정되었는지 확인하고 정상 동작되는지 확인한다.

 

전기안전관리_021_비상발전기운영 - 단독 및 병렬 운전

 

전기안전관리_023_비상 발전 설비의 점검 - 원동기 점검