4. 발전기초2- 제4절 전기설비 일반

- 전기설비 일반 

1. 전기설비 개요. 

첫 번째, 전력 계통의 개요이다. 전기를 생산하고 이것을 수용가에 공급하는 일련의 설비를 전력 계통이라 한다. 발전설비란 수력 발전소 등의 전력을 생산하는 설비이다. 수송설비란 생산된 전력을 수용장소에까지 수송하고 배분하는 송전선, 변전소, 배전선 등의 설비이다. 수용설비란 수송 전력을 일반 가정이나 공장에서 소비하기 위한 설비이다. 운용설비란 급전 설비, 통신설비 등 발전설비, 수송설비, 수용설비를 유기적으로 결합하고 효율적으로 관리, 운용하기 위한 설비이다. 발전소의 전기설비게요는 발전소는 전기를 생산하는 곳인 동시에 전기 생산을 위해 많은 양의 전기를 소비한다. 발전소의 전기 설비를 사용 목적에 따라 다음 4가지로 나눌 수 있다. 첫 번째, 발전기이다. 발전기란 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기이다. 변전설비란 생산된 전기를 전력 계통에 공급해주는 장치 및 전기기기이다. 소내 전기설비란 전기 생산에 필요한 각종 보조기기에 전기를 공급해주는 설비이다. 중앙제어반 및 보호 설비란 모든 전기 설비에 대한 운전 조작 제어 및 보호 기능을 수행하는 설비이다. 발전기에서 발생한 전기는 주 변압기에서 송전전압으로 승압 된 후 스위치 야드를 거쳐 송전설로 공급된다. 소내 보조기기 구동용 전력은 정상 운전 시 발전기 출력단으로부터 분기된 소내 보조변압기를 통하여 공급받고, 기동 시나 정지 시에는 전력 계통에서 기동변압기를 거쳐 수전한다. 기기 상호 간 또는 전력 계통 간의 전기 회로는 필요에 따라 운전 중일지라도 차단과 접속이 가능하도록 차단기가 설치되어있다. 스위치 야드에 관해 설명한다. 여러 호기의 발전기 전력을 모아 여러 송전설로 공급 또는 필요시 외부로부터 수전하기 위해 설치된 전기설비 일체를 스위치 야드라고 한다. 스위치 야드는 모선, 단로기 구조물 및 애자, 기타 부대시설로 구성되어 있다. 스위치 야드는 크게 송전설비와 수전설비로 구분한다. 일반적으로 송전용 스위치야 드는 전압이 765kV로 구성되고 수전용 스위치야 드는 154kV로 구성된다. 또한 어느 계통의 문제가 발생하더라도 계속 송수 전할 수 있도록 345kV와 154 kv 간에 연결용 변압기를 설치하여 전기적으로 연결해 안정성을 확보하는 경우가 많다. 발전소에 따라서는 계통 구성상 송 수전 설비를 구분시키지 않고 송 수전 전압을 같아지게 하는 경우도 있다. 소내 전력 계통에 대해 알아보자. 발전소의 원활한 운전을 위해 많은 보조 설비들이 있다. 이들 보조 설비의 운전에 필요한 전원 공급장치 및 전기기기를 총칭하여 소내 전기설비라 한다. 소내 전기설비 부하 중 대부분을 차지하는 것은 교류 전동기와 제어 전원이다. 전원 공급 회로는 고압 회로, 저압회로, 제어 전원 및 비상 전원 회로로 나누어진다. 소내 사용 전력의 전압 크기는 전동기의 부하 용량에 따라 경제성을 고려하여 적정하게 선정한다. 소내 고압 회로에 대해 알아보자. 소내 조합회로는 정상 운전 중 소내 보조 변압기로부터 공급받고, 기동 및 정지 중에는 변압기로부터 공급받는다. 유닛 용량이 중대하면 보조기 용량도 커지기 때문에 소내 회로 전압을 높게 선택한다. 소내 전압이 높아지면 전동기를 다소 비싸지지만 감소함에 따라 얻는 이득이 커서 전체적으로는 유리하다. 발전설비 용량을 기준으로 볼 때 기술적으로나 경제적으로 타당한 전압 범위가 존재한다. 최근 건설되고 있는 플랜트의 소내 고압 모선의 전압은 11kV다. 보조기 기용 차단기는 사용 전압별로 구분되어 한 곳에 집결되어 철제 큐비클에 수용되어있다. 고압 전원 수전과 공급 및 개폐장치가 설칯된 설비 일체를 스위치기여라 한다. 스위치기에는 조작의 안전과 설치 면적이 작게 소요되는 점 등의 이유로 고압 폐쇄배전반이 전면적으로 채용되고 있다. 고압 회로의 차단기로는 진공 차단기가 많이 사용된다. 보조기용 고압 전동기는 구조가 단단하고 가격이 싼 3상 유도 전동기가 사용되며, 기동 방법은 전 전압 직업 기동 방법이 채택되고 있다. 소내 저압회로이다. 고압 회로 전압을 소내 동력용 변압기에서 강압하여 소내저압회를 구성한다. 소내 저압회로는 일반적으로 다음 두 가지고 구분된다. 첫 번째는 로드센터. 중용량의 보조기 동력 전원을 공급하고 고압 회로와 같이 주로 폐쇄형으로 되어 있으며 저압용 차단기로는 기중 차단기가 많이 사용된다. 두 번째는 전동기 제어반이다. 소용량의 전동기 동력 전원을 공급하여 전원은 로드센터 차단기를 통하여 공급받는다. 큐비클 형으로 여러 층 쌓아 하나의 전동기 제어반에 수십 개의 차단기와 제어회로 및 제어용 변압기가 집합되어 있다. 차단기는 배선용 차단기와 전자접촉기 및 연동형 과전류계전기를 조합하여 사용한다. 

 

지금까지 기본적인 전기설비 일반사항에 대해 알아보았다. 검토한 내용은 화력발전소의 전기설비 사용 목적에 따라 구분하여 설명하였고 스위치여도 종류별 특징을 설명하였다. 발전소 소내 전압 기준을 기술하고 소내 회로 계통도를 설명하였다. 다음은 소내 전기설비에 대해 알아보도록 하자.