발전기와 모터는 서로 다른 종류의 기계 장비로 알려져 있습니다. 발전기는 다른 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 반면, 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 다른 물체를 움직이는 데 사용합니다. 하지만 이 두 가지는 서로 설치하거나 교체할 수 없습니다. 설계 및 수정을 통해 상호 교환이 가능한 발전기와 모터도 있지만, 고장 발생 시 발전기가 모터로 전환되어 작동하는 경우도 있습니다. 오늘 우리가 살펴볼 내용은 바로 이러한 발전기 역전력 보호 기능에 관한 것입니다.
역전력이란 무엇인가요?
일반적으로 발전기의 전력 흐름 방향은 발전기 방향에서 시스템 방향으로 흐르는 것이 맞습니다. 하지만 어떤 이유로든 터빈의 구동력이 손실되고 발전기 출력 스위치가 트립되지 않으면 전력 흐름 방향이 시스템에서 발전기 방향으로 바뀌어 발전기가 모터로 작동하게 됩니다. 이때 발전기는 시스템으로부터 유효 전력을 흡수하는데, 이를 역전력이라고 합니다.
역전력의 위험성
발전기 역전력 보호는 증기 터빈의 주 스로틀 밸브가 어떤 이유로든 닫히고 원래의 전력이 손실될 때, 발전기가 모터로 전환되어 증기 터빈을 회전시키는 장치입니다. 증기 없이 증기 터빈 블레이드가 고속으로 회전하면 폭발 마찰이 발생하며, 특히 마지막 단 블레이드에서 과열되어 로터 블레이드 손상 사고로 이어질 수 있습니다.
따라서 역전력 보호는 실제로 증기 운전이 없는 상태에서 증기 터빈을 보호하는 기능입니다.
발전기의 역전력 보호 프로그램
발전기 프로그램 역전력 보호는 주로 특정 부하 조건에서 발전기 출력 스위치가 갑자기 트립되고 증기 터빈의 주 스로틀 밸브가 완전히 닫히지 않은 상태를 방지하기 위한 것입니다. 이러한 경우 증기 터빈 발전 장치는 과속 또는 과속될 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 단락 고장이 없는 일부 보호 기능의 경우, 동작 신호가 전송된 후 먼저 증기 터빈의 주 증기 밸브를 닫습니다. 발전기의 역전력 작동 후, 주 증기 밸브를 닫는 신호를 통해 밸브를 형성하고 잠시 후 프로그램 역전력 보호 기능을 활성화한 다음, 밸브가 완전히 정지될 때까지 기다립니다.
역전력 보호와 프로그램 역전력 보호의 차이점
역전력 보호는 역전력 발생 시 발전기가 모터로 전환되어 증기 터빈을 회전시키고 손상을 일으키는 것을 방지하기 위한 것입니다. 결국, 전력이 부족할 경우 시스템이 원동기를 강제로 구동하게 될까 봐 걱정됩니다!
역전력 보호 프로그램은 발전기가 갑자기 차단된 후 주 스로틀 밸브가 완전히 닫히지 않아 터빈이 과속되는 것을 방지하기 위한 것이며, 이를 위해 역전력을 사용합니다. 결국, 원동기의 과도한 출력이 터빈 과속으로 이어질까 우려됩니다.
따라서 엄밀히 말하면 역전력 보호는 발전기 계전기 보호의 일종이지만 주로 증기 터빈을 보호합니다. 프로그램 역전력 보호는 보호 기능이 아니라 프로그램 트립을 구현하기 위한 일련의 동작 프로세스이며, 일반적으로 정지 모드에 적용됩니다.
핵심은 역전력이 설정값에 도달하면 트립된다는 것입니다. 설정값 도달 외에도, 프로그램된 역전력 작동은 증기 터빈의 주 스로틀 밸브가 닫혀 있어야 합니다. 따라서 발전기 시동 시 계통 연계 순간에는 역전력 작동을 반드시 피해야 합니다.
다음은 발전기 역상 보호 기능과 발전기 역전력에 대한 설명입니다. 계통 연계 운전 중인 증기 터빈 발전기는 주 스로틀 밸브가 닫히면 동기 전동기처럼 작동합니다. 즉, 유효 전력을 흡수하고 증기 터빈을 회전시켜 시스템에 무효 전력을 공급합니다. 주 스로틀 밸브가 닫히면 증기 터빈의 테일 블레이드가 잔류 증기와 마찰하여 송풍 손실이 발생하고, 장시간 운전 시 과열로 인해 손상될 수 있습니다. 이때 역상 보호 기능이 증기 터빈의 손상을 방지합니다.
게시 시간: 2022년 1월 10일
