정전 및 복전 시퀀스(sequence)의 이해

안녕하세요? 오늘은 정전및 복전 시 수배전반의 시퀀스(sequence)에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 여기서 주로 동작하는 장치는 VCB, ATS, 비상발전기 등으로 볼 수 있습니다. VCB(Vacuum Circuit Breaker, 진공차단기), ATS(Automatic Transfer Switch, 자동절체스위치) 등에 대한 일반적인 내용은 과거 포스팅을 참조해 주시고 오늘은 정전 발생 시 시퀀스의 동작이 어떻게 이루어지는지 알아보겠습니다. 특히 오늘 포스팅을 보시기 전에 아래의 시설물 정전 및 복전 순서를 먼저 보시기를 추천해 드립니다. 

2020/08/14 - [별의 시설관리/전기] - 진공 차단기(VCB)에 대하여

2020/05/24 - [별의 시설관리/전기] - 시설물 정전 및 복전 순서

1. 수배전반 개략도

VCB는 수배전반의 LBS 하부에 있어 상용전원을 차단할 수 있습니다. 자동절체스위치 ATS의 위치는 수배전반의 ACB와 MCCB판넬 사이에 있습니다. 자동절체스위치는 평상시에는 상용전원을 공급하다가 정전이 발생하면 자동으로 상용전원에서 비상발전기가 공급하는 전원으로 스위치가 전환됩니다. 그렇다면 정전이 발생하였을 때, 그리고 다시 한전에서 전원이 투입되었을 경우 어디서부터 무슨 일이 벌어지는지 알아보겠습니다. 

2. VCB 시퀀스 동작

위 그림은 VCB 시퀀스입니다. 정전이 되면 가장 먼저 정전을 감지하는 것은 VCB 판넬의 GIPAM입니다. GIPAM은 정전 발생 시 두개의 릴레이를 동작시킵니다. ①에 표시된 86X와 27X입니다. 

86X 릴레이는 먼저 ②의 a접점을 붙게 만들어서 ⑤의 VCB Trip시킵니다. 이것은 GIPAM에 있는 Reset 버튼을 눌러야만 해제가 되면서 다시 VCB를 작동시킬 수 있습니다. 또한 86X 릴레이는 ③번의 b접점을 떨어지게 만들어서 VCB가 CLOSE 되는 것을 불가능하게 만듭니다. 마지막으로 86X 릴레이는 ④번 a접점을 붙게 만들어서 부저를 울리도록  합니다.

27X 릴레이는 GIPAM 내부에 UVR 릴레이에 의해 동작하게 되는데, UVR은 Under Voltage Relay로 말 그대로 정전이나 저전압 상태시 동작하는 릴레이를 말합니다. 27X 릴레이는 발전기 제어반에 연결된 ②의 27X a접점을 붙게 만들어서 발전기를 기동하게 됩니다.

3. ATS 시퀀스 동작 - 정전 시

위 그림은 ATS 시퀀스입니다. 평상시에는 붉은색의 한전 쪽에서 전력이 공급되기 때문에 ③의 27X 릴레이가 여자 되어 있는 상태이고 B트립 & A전원의 상태입니다. 정전이 되면 27T와 27X가 모두 소자 되므로 B 트립 A전원 쪽으로 가는 릴레이인 ④번 27X a접점이 열리게 됩니다. 

VCB 시퀀스에서 비상발전기를 동작시키면 녹색의 발전 쪽에서 전력이 공급되기 시작합니다. 이렇게 되면 ①의 84T가 여자 되면서 ②의 84T a접점이 일정 시간 후 붙게 되면서 ③의 84X를 여자 시킵니다. ④의 84X a접점이 붙게 되면서 A트립 & B전원의 상태가 됩니다. 

여기서 A쪽은 한전 쪽의 전원을 의미하고 B쪽은 비상발전기 쪽의 전원을 의미합니다. 

4. ATS 시퀀스 동작 - 복전 시

정전 시에는 녹색의 발전으로부터 전원이 공급되고 있기 때문에 A트립 & B전원의 상태입니다. 이때 VCB를 투입하여 한전으로부터 전원이 공급되게 되면 가장 먼저 ①의 27T가 작동하게 됩니다. 순차적으로 ②의 27T 접점이 붙게 되고 ③의 27X 릴레이를 여자 시키게 됩니다. 27X 릴레이는 ④의 27X a접점을 붙게 만들고 b접점은 떨어지게 만듭니다. 27X b접점이 떨어지면 발전 쪽으로 연결된 녹색의 릴레이들이 모두 소자가 되게 됩니다. 그리고 27X a접점에 의해 A전원 & B트립 상태가 됩니다. 

여기서 짚고 넘어갈 것은 발전기 쪽 전원에 있는 84X 릴레이는 a접점 한 개만 있지만, 27X 릴레이는 a접점, b접점 두 개라는 점입니다. 특히 여기서 b접점의 역할은 한전 전원이 들어왔을 때 발전기 전원을 차단하는 역할을 하게 됩니다. 즉, ATS는 한전 전원 우위로 동작한다는 것을 알 수 있습니다. 한전 전원이 들어와 있을 때는 발전기를 기동시켜도 ATS는 발전기 쪽인 B쪽으로 동작할 수가 없습니다. 반드시 정전이 되어 한전 전원이 차단되어 27X b접점이 붙은 상태에서만 발전기 전원인 B 쪽으로 ATS가 동작될 수 있는 것입니다. 

오늘은 정전 및 복전 시 수배전반 시퀀스에 대해서 알아보았습니다. 특히 ATS에 대해서 중점적으로 알아보았습니다. 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.