소형 수력 발전소를 위한 새로운 아이디어 및 기술 소개

중국의 수력 발전은 100년이 넘는 역사를 가지고 있습니다. 관련 자료에 따르면, 2009년 12월 말 기준 중국 중부 전력망의 설치 용량만 해도 1억 5582만 7천 킬로와트에 달했습니다. 수력 발전소와 전력망의 관계는 과거에는 단일 발전소의 전력 유입 및 유출이 전력망의 안정적인 운영에 직접적인 영향을 미치던 방식에서, 현재는 소규모 수력 발전소의 단일 설비의 전력 유입 및 유출이 전력망 운영에 큰 영향을 미치지 않는 방식으로 변화해 왔습니다.
과거에는 수력 발전소의 많은 기능과 기술적 요구사항이 전력 시스템 지원과 관련되어 있었습니다. 이러한 지원은 발전소 제어 및 보호의 복잡성을 증가시켰을 뿐만 아니라 장비 및 관리 투자 증가, 그리고 발전소 운영 및 관리 인력의 업무 부담 가중으로 이어졌습니다. 그러나 발전소 분리화와 소규모 수력 발전소의 전력 시스템 내 역할 약화로 인해 많은 기능들이 실질적인 의미가 없어졌고, 소규모 수력 발전소에서 이러한 기능들을 수행할 필요가 없어졌습니다. 이는 소규모 수력 발전소의 자동화 실현을 저해하고, 소규모 수력 발전소에 대한 투자 증가를 초래했습니다.
2003년 대형 수력 발전소 건설이 정점을 찍은 후, 자금 부족으로 소형 수력 발전소 전환 사업은 정체되었습니다. 소형 수력 발전에 대한 원활한 소통과 홍보 채널이 부족하여 선진 기술과 아이디어를 접하기 어렵고, 이는 업계 전반의 지식 발전 지연으로 이어지고 있습니다.
지난 10년간 일부 소규모 수력 발전소와 제조업체들은 소규모 수력 발전소의 관리 방식과 장비 기술 개발에 대해 자발적으로 논의하고 연구하여, 보급 가치가 높은 몇 가지 좋은 아이디어를 제시하고 우수한 제품을 개발했습니다. 1. 전력 시스템 고장 시 발전소는 직접 가동을 중단하는 것을 고려할 수 있습니다. 가이드 베인에 누수가 발생하면 밸브를 닫아 무부하 운전 시 물 낭비를 줄일 수 있습니다. 2. 발전기의 역률을 0.85~0.95로 높여 발전기 투자 비용을 절감할 수 있습니다. 3. 발전기 절연재를 B급으로 선택하여 발전기 투자 비용을 절감할 수 있습니다. 4. 1250kW 미만의 발전기는 저전압 장치를 사용하여 발전기 및 전기 장비 투자 비용을 줄이고 운영 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있습니다. 5. 여자 배율을 낮춰 여자 변압기 및 여자 부품 투자 비용을 절감할 수 있습니다. 6. 고압 속도 조절기의 오일을 감압하여 브레이크와 상부 회전자에 공급할 수 있습니다. 6. 오일 시스템과 중저압 가스 시스템을 제거하여 오일 및 가스 회로 장비를 줄일 수 있습니다. 7. 밸브는 전기 작동 방식을 사용하여 밸브 작동 메커니즘에 대한 투자를 줄이고 밸브 제어 회로를 단순화하여 관리 및 유지 보수 비용을 절감합니다. 8. 유수식 발전소는 일정한 고수위 운전 모드를 채택하여 수자원을 효율적으로 활용합니다. 9. 잘 갖춰진 고품질 자동화 부품을 구성하여 무인 운전을 실현합니다. 10. 다기능 고집적 지능형 장치를 사용하여 보조 장비 구성을 줄입니다. 11. 보조 장비의 무료 시운전, 무료 운영 및 무료 유지 보수 개념을 장려하여 발전소 운영 및 관리 담당자가 품위 있고 즐겁게 일할 수 있도록 합니다. 12. 발전소 운영 및 유지 보수의 사회화를 실현하여 소규모 수력 발전 산업의 전반적인 운영 및 관리 수준을 빠르게 향상시킬 수 있습니다. 13. 저전압 장치는 통합 제어 보호 화면을 채택하여 무인 운전을 구현합니다. 14. 저전압 장치는 새로운 유형의 저전압 장치 마이크로컴퓨터 고압 자동 속도 조절기를 채택합니다. 무인 운전을 위한 기본 자동화 장비를 제공할 수 있습니다. 15. 단일 유닛 출력이 10,000kW 미만인 경우 브러시리스 여자 방식을 채택할 수 있습니다. 여자 장비를 간소화하고 여자 변압기를 제거할 수 있습니다.

1. 광섬유 수위계는 수동형이며, 낙뢰 방지 기능이 있고 설치가 간편합니다. 소규모 수력 발전소의 수위계를 대체할 수 있는 제품입니다. 2. 저비용 마이크로컴퓨터 고압 유압식 속도 조절기는 최적화된 구조 설계로 동일한 기술 지표, 기능 및 재질을 사용하는 시중의 동종 제품보다 가격이 30% 이상 저렴합니다. 3. 저압 장치용 마이크로컴퓨터 고압 유압식 속도 조절기는 저압 장치용 마이크로컴퓨터 고압 유압식 속도 조절기에 대한 국가 기술 표준에 따라 설계되었습니다. 가격은 300~1000kg·m 속도 조절 용량 기준 3만~4만 2천 위안입니다. 이 제품은 저압 장치의 속도 조절 장비를 대체하는 제품으로, 높은 가성비와 안전성을 바탕으로 안전 장치가 부족한 수동식 전기 속도 조절기 및 각종 에너지 저장 장치 조작기를 대체할 수 있습니다.
4. 새로운 소형 터빈 고압 유압식 속도 조절기(특수 연구 제품)는 계통 연계형 비주파수 조정 수력 발전기의 운전 및 제어에 적합합니다. 저압 장치의 통합 제어 패널 또는 저압 장치의 지능형 제어 장치와 함께 사용하여 기계 측면 또는 원격에서 수동 시동, 계통 연계, 부하 증가, 부하 감소, 정지 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 터빈 속도 조절기는 특히 지난 20년 동안 컴퓨터 기술, 자동 제어 기술 및 현대 유압 기술의 발전에 힘입어 구조와 기능 면에서 근본적인 변화를 겪으며 발전해 왔습니다. 전력망 용량이 지속적으로 증가함에 따라 단일 터빈 발전기 세트의 용량은 70만 킬로와트에 이르렀습니다. 대규모 전력망과 대형 발전소는 속도 조절기에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있으며, 속도 조절기 기술 또한 이러한 요구 변화에 맞춰 발전해 왔습니다. 거의 모든 중소형 터빈 속도 조절기는 위의 프레임워크, 개념 및 구조를 채택하고 있습니다. 수천 킬로와트 미만의 소규모 발전소의 경우, 위에서 언급한 모든 사항은 지나치게 사치스럽게 보입니다. 농촌 수력 발전소의 경우, 구조가 단순할수록 구매 비용, 운영 비용, 사용 비용 및 유지 보수 비용이 낮아지며, 운영 및 제어가 실용적이어야 한다는 전제가 있습니다. 단순한 설비는 교육 수준에 관계없이 누구나 사용하고 운영할 수 있기 때문입니다. 또한 장비에 고장이 발생하더라도 수리가 용이합니다. 300~1000kg·m의 속도 조절 용량을 갖춘 발전소의 예상 가격은 약 2만 위안입니다.
5. 저전압 유닛 통합 제어 패널 저전압 유닛 통합 제어 패널은 저전압 수력 발전소를 위해 특별히 설계되었습니다. 이 제어 패널은 발전기 출력 회로 차단기, 여자 부품, 지능형 제어 장치, 계측기 등으로 구성되어 수력 발전기 세트의 1차 및 2차 설비의 최적 구성을 하나의 패널에서 구현합니다. 화면은 높은 수준의 보호 기능을 갖춘 완전 밀폐형 구조를 채택했습니다. 이 제어 패널은 모든 기능을 갖추고 있으면서도 조작이 간편합니다. 단일 용량이 1000kW 미만인 저전압 수력 발전기 세트에 적합합니다. 전체 장비는 제조사에서 철저한 테스트를 거쳤으며 현장 설치 후 바로 가동할 수 있어 공동 시운전 작업을 간소화하고 시운전 및 운영 유지 보수 비용을 절감합니다. 저전압 유닛 통합 제어 패널은 제어, 계측, 발전기 보호, 여자 시스템, 속도 조절기 제어, 순차 제어, 자동 준동기화, 온도 검사, 자동 경제 발전, 계측, 모니터링 계측기, 지능형 진단, 원격 제어, 안전 경고 등의 기능을 통합하고 있습니다. 이 시스템은 원격 모니터링 및 제어 기능을 지원하며, 백그라운드 컴퓨터는 통신 회선을 통해 발전소 설비의 원격 측정 및 제어(예: 저수조 수위 및 운전 정보 등)와 관리 기능을 구현합니다. 또한 실시간 데이터 조회, 전기 및 비전기량 초과 및 상태량 변화에 대한 능동 경보, 이벤트 조회, 보고서 생성 등의 기능을 제공합니다. 이 제품은 저전압 설비 제어 및 보호 화면을 대체하는 제품입니다.
6. 저전압 발전기 지능형 제어 장치 저전압 발전기 자동화 제어 장치는 발전기 순차 제어, 자동 모니터링, 온도 검사, 속도 측정, 자동 준동기화, 자동 절전 발전, 발전기 보호, 여자 조절, 속도 조절기 제어, 지능형 진단, 원격 제어, 안전 경고 등 12가지 주요 기능을 통합하고 있습니다. 또한 전류 급속 차단 보호, 과전류 보호, 과부하 보호, 과전압 및 저전압 보호, 주파수 보호, 탈자 보호, 여자 과부하, 과속 보호, 역전력 보호, 비전량 보호 기능을 갖추고 있습니다. 7. 대용량 저전압 발전기 소형 수력 발전소의 건설 및 관리 비용이 지속적으로 증가하고 발전기 제조 기술이 향상됨에 따라, 우리나라의 저전압 발전기 수력 발전소의 발전기 용량은 1,600kW에 달하며, 양호한 운영 상태를 보이고 있습니다. 과거 우려되었던 발열 문제는 설계, 자재 선정 및 제조 공정을 통해 효과적으로 해결되었습니다. 통합 스크린과 마이크로컴퓨터 속도 조절기를 탑재하여 숙련된 운영 인력 없이도 자동 운전이 가능합니다. 제어 및 조절 기술이 지능형 수준에 도달했습니다.


게시 시간: 2024년 12월 27일

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