KR20110046923A - 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템과, 그 운전모드 변경 방법 및, 급기동 방법 - Google Patents

디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템과, 그 운전모드 변경 방법 및, 급기동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 특수 입력 신호를 입력받아 발전기 단자전압, 유/무효 전력, 발전기 주파수, 계자 전압과 계자 전류 신호 등으로 가공해서 삼중화 제어기(40)의 입력 모듈에 일치되는 표준신호(0-10[Vdc])를 출력하되, 아날로그 방식으로 구성된 입출력 신호 처리부(40)와;
세 개의 채널이 서로 동기되면서 두 개 채널까지 정지되어도 정상운전이 가능하도록 되고, 비상디젤발전기(GEN)를 운전하는데 필요한 운전 데이터를 디지털 입출력 모듈과 아날로그 입출력 모듈 등을 통해 인가받아 제1 및 제2계자차단기(52-1, 52-2)의 개폐를 지령하며, 상기 입출력 신호 처리부(40)로부터 출력되는 표준신호를 입력받아 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 싸이리스터 점호신호를 송출해서 직류전원의 크기를 제어함으로써 발전기 단자전압을 제어하는 삼중화 제어기(60);
상기 삼중화 제어기(60)로부터 송출되는 싸이리스터 점호신호를 인가받아 싸이리스터의 게이트가 점호되는 제1 및 제2정류기(1-1,1-2);
상위계통(ECP)으로부터 수신된 여자시스템 기동명령에 따라 동시에 투입되어 발전기 계자에 직류전원을 인가시킴으로써 발전기 단자전압을 유기시키고, 유기된 전원을 PCT 및 PPT를 거쳐 상기 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)를 통해 계자로 직류전원을 인가하는 초기여자용 전자접촉기(31) 및 제1 및 제2계자차단기(52-1,52-2);
상기 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 입력측을 게폐하는 제1 및 제2개폐기(72- 1,72-2);
기동 초기에 125V 축전지 전압을 강하하여 계자에 인가하기 위한 초기여자저항(32);
계자전류 신호 0-100[mVdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 계자전류 X-DCR(30-1);
계자전압 0-300[Vdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 계자전압 X-DCR(30-2) 및;
SH는 션트(Shunt)로서, 입력측에 계자전류 0-300[Adc]가 흐를 때 0-100[mVdc]를 출력하는 션트(SH)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템이다.

Description

디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템과, 그 운전모드 변경 방법 및, 급기동 방법{AN EMERGENCY DIESEL GENERATOR DIGITAL EXCITATION SYSTEM FOR NUCLEAR POWER PLANT USING DIGITAL TRIPLICATION CONTROLLER AND DUPLICATION RECTIFIER, METHOD FOR CHANGING OPERATING MODE THEREOF AND METHOD FOR RAPIDLY STARTING THEREOF}
본 발명은 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템과, 그 운전모드 변경 방법 및, 급기동 방법에 관한 것이다.
원자력발전소의 비상디젤발전기 여자시스템은 3상 교류전원을 입력받아서 3상 전파정류부를 사용하여 직류전원으로 변환시킨다. 이는 3상 전파정류부 내의 싸이리스터의 점호각을 제어함으로써 생성되는 직류전원의 크기를 조정하여 궁극적으로는 비상디젤발전기 단자전압과 무효전력의 크기를 제어하게 되는 것이다.
비상디젤발전기 여자시스템의 경우 원자로 냉각에 직접적으로 관계되는 필수 안전설비로 그 품질보증 활동이 엄격히 관리되기 때문에, 그 구성과 운용에 있어서 세심한 주의를 필요로 한다. 즉, 원자력 안전등급에는 기기검증시험과 소프트웨어 확인 및 검증활동을 수행해야 하기 때문에 디지털 시스템이 적용되기가 여의치 않은 실정이다. 따라서, 디지털 시스템을 적용하기 위한 특정 장치가 필요로 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 기존 단일 채널의 아날로그 여자시스템을 삼중화 디지털 여자시스템으로 개발하면서, 신뢰성이 검증된 삼중화 제어기 하드웨어를 채택하고, 이 삼중화 제어기 하드웨어 내에 비상디젤발전기의 단자전압을 조정할 수 있는 알고리즘과 정류부 등을 구현하여 현장에 적용할 수 있도록 된 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템과, 그 운전모드 변경 방법 및, 급기동 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
특수 입력 신호를 입력받아 발전기 단자전압, 유/무효 전력, 발전기 주파수, 계자 전압과 계자 전류 신호 등으로 가공해서 삼중화 제어기(40)의 입력 모듈에 일치되는 표준신호(0-10[Vdc])를 출력하되, 아날로그 방식으로 구성된 입출력 신호 처리부(40)와;
세 개의 채널이 서로 동기되면서 두 개 채널까지 정지되어도 정상운전이 가능하도록 되고, 비상디젤발전기(GEN)를 운전하는데 필요한 운전 데이터를 디지털 입출력 모듈과 아날로그 입출력 모듈 등을 통해 인가받아 제1 및 제2계자차단기(52-1, 52-2)의 개폐를 지령하며, 상기 입출력 신호 처리부(40)로부터 출력되는 표준신호를 입력받아 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 싸이리스터 점호신호를 송출해서 직류전원의 크기를 제어함으로써 발전기 단자전압을 제어하는 삼중화 제어기(60);
상기 삼중화 제어기(60)로부터 송출되는 싸이리스터 점호신호를 인가받아 싸이리스터의 게이트가 점호되는 제1 및 제2정류기(1-1,1-2);
상위계통(ECP)으로부터 수신된 여자시스템 기동명령에 따라 동시에 투입되어 발전기 계자에 직류전원을 인가시킴으로써 발전기 단자전압을 유기시키고, 유기된 전원을 PCT 및 PPT를 거쳐 상기 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)를 통해 계자로 직류전원을 인가하는 초기여자용 전자접촉기(31) 및 제1 및 제2계자차단기(52-1,52-2);
상기 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 입력측을 게폐하는 제1 및 제2개폐기(72-1,72-2);
기동 초기에 125V 축전지 전압을 강하하여 계자에 인가하기 위한 초기여자저항(32);
계자전류 신호 0-100[mVdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 계자전류 X-DCR(30-1);
계자전압 0-300[Vdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 계자전압 X-DCR(30-2) 및;
SH는 션트(Shunt)로서, 입력측에 계자전류 0-300[Adc]가 흐를 때 0-100[mVdc]를 출력하는 션트(SH)를 구비하여 구성된 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템을 특징으로 한 다.
또한 본 발명은, 전원계통 고장, 제한 알고리즘 고장, 정류기 고장, 입출력 신호 처리부(SCB) 고장의 4개의 카테고리로 경보회로의 고장 카테고리가 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 제1 및 제2전원선 단자대(6-1,6-2) 연결이 접속기구와 케이블을 이용하여 단락처리를 하고, 여자전원인 교류 3상을 혼촉되지 않도록 접속기구를 사용하여 접속하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상시 전원이 축전지 125[Vdc]로 입력되고 비상디젤발전기가 정상운전 중에만 사용 가능한 예비 전원이 여자용 변압기와 별도의 변압기를 이용하여 정류한 직류 전원을 125[Vdc]보다 작게 하여 전원의 동요가 없도록 되며, 정밀 부하에는 상기 125[Vdc]를 입력받아 보다 작은 수준으로 변환키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 이중화된 전원공급기의 고장 위치 파악이 가능하도록 지시등과 상위계통(ECP)으로 신호를 송출하고 125[Vdc] 입력전원의 상실 여부를 감지하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 과도한 전압 발생시 정격전압 보다 일정 크기 이상 커지면 그 전압을 강하하는 전압강하수단이 전원공급기의 입력측에 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 전압강하수단이 제너다이오드(Z)와 저항(R)의 직렬연결로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 발전기 차단기가 투입되어 있는 정상 운전 중에 세 개의 발전기 상전압 크기를 감지하여 하나의 상 등에서 전압 강하가 일정 크기 이상 발생할 경우나 전체가 상실되는 경우에는 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 절체하도록 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 운전모드 변경 방법은,
여자시스템의 정상 운전 상태에서 자동모드로 설정하고, 발전기 차단기를 투입한 다음, 각 상 전압이 50% 보다 큰가를 판단하는 단계(S1∼S3)와;
상기 단계 S3에서 각 상 전압이 50% 보다 작으면, 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 변경하는 단계(S4);
상기 단계 S3에서 각 상 전압이 50% 보다 크면, 각 상 전압을 비교하여 일정 편차가 발생하는가를 판단하는 단계(S5);
상기 단계 S5에서 각 상 전압의 비교 결과 일정 편차가 발생하게 되는 경우, 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 변경하는 단계(S6) 및;
상기 단계 S5에서 각 상 전압의 비교 결과 일정 편차가 발생하지 않게 되는 경우에는 자동모드를 그대로 유지하는 단계(S7)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 급기동 방법은,
소프트스타트 방법을 이용하여 기동시 오버슈트를 방지하고 급기동 요건을 만족하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 급기동 방법으로,
상기 방법이,
비상 디젤발전기의 급기동 명령을 인가하고, 엔진 속도가 200rpm인가를 판단하는 단계(S11,S12)와;
상기 단계 S12에서 엔진 속도가 200rpm인 것으로 판단되지 않으면, 일정 시간이 경과된 다음 기동 실패로 처리하는 단계(S13);
상기 단계 S12에서 엔진 속도가 200rpm인 것으로 판단되면, 여자시스템 기동 명령을 발생시키고, 계자차단기를 투입하여 초기 여자를 인가하며, 설정된 램프값으로 증가하는 소프트 스타트 모드로 설정하는 단계(S14∼S16);.
8초가 경과하였는가를 판단해서, 8초가 경과하지 않은 경우에는 다시 상기 단계 S16으로 돌아가 설정된 램프값으로 증가하는 소프트 스타트 모드로 설정하는 단계(S17);
상기 단계 S17에서 8초가 경과한 것으로 판단된 경우에는 소프트 스타트를 해제함과 더불어 발전기 단자 전압에 대해 1pu를 확립하여 초기 여자를 차단하는 단계(S18);
오버슈트가 110%를 초과하는가의 여부를 판단하는 단계(S19);
상기 단계 S19에서 오버슈트가 110%를 초과하지 않는 경우에는 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수 내에서 운전되는가의 여부를 판단하는 단계(S20);
상기 단계 S20에서 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수 내에서 운전되는 것으로 판단된 경우에는 급기동 요건을 만족한 것으로 결정하는 단계(S21);
상기 단계 S19에서 오버슈트가 110%를 초과한 것으로 판단된 경우, 또는 상기 단계 S20에서 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수내에서 운전되지 않는 것으로 판단된 경우에는 여자시스템을 정지시키는 단계(S23);
소프트 스타트 램프 비율을 조정하고, PI(비례-적분) 제어기 기동용 이득을 조정하는 단계(S23,S24);
상기 단계 S23과 단계 S24에서의 조정 결과가 최종적으로 확인되었는가의 여부를 판단해서, 조정 결과가 최종적으로 확인되지 않은 경우에는 상기 단계 S12로 진행하여 비상 디젤발전기의 급기동 프로세스를 진행시는 단계(S25) 및;
상기 단계 S25에서 조정 결과가 최종적으로 확인된 경우에는 엔진을 정지시키고, 상기 단계 S11로 진행하여 비상 디젤발전기의 급기동 프로세스를 다시 진행시키는 단계(S26)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 단계 S24에서 PI(비례-적분) 제어기 기동용 이득의 조정이, 10초의 시간 요건을 만족하기 위해 PI 제어기의 이득을 기동시와 정상 운전시로 구분하여 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 독립된 3개 채널의 제어기(삼중화)와 2개 채널의 정류기 로 구성됨으로써, 설비의 신뢰성이 획기적으로 증대된다.
또한, 원자력발전소 비상디젤발전기 여자시스템(안전등급)에 직접 적용이 가능하고, 향후 비상디젤발전기의 조속기 및 엔진 제어시스템의 개별 적용 및 통합 적용도 가능하게 된다.
또한, 원자력발전소 비상디젤발전기 여자시스템의 경우 운전 년수가 오래되어 기존 아날로그 시스템의 예비품 확보가 힘들어짐에 따라 안전등급 디지털 여자시스템의 수요가 증대되고 있는데, 이런 환경에서 품질등급 Q 요건과 전기안전등급과 인허가 요건 등을 만족시킬 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명은 원자력발전소 3개 호기(6대, 호기당 2대씩)에 직접 적용이 가능하고, 일부 변형하여 적용이 가능한 호기가 10여 호기가 됨으로써, 향후 국내 시장뿐만 아니라 해외 시장으로의 진출도 가능하게 된다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 있어서, 여자시스템은 3상 교류전원을 입력받아서 3상 전파정류부를 사용하여 직류전원으로 변환하고, 3상 전파정류부 내의 싸이리스터의 점호각을 제어함으로써 생성되는 직류전원의 크기를 조정하여 궁극적으로는 비상디젤발전기 단자전압의 크기를 제어하게 된다.
즉, 본 발명에서는 비상디젤발전기 여자시스템의 신뢰성을 확보하기 위해서 제어기는 3중화로 구성하고, 정류부는 2중화로 구성하게 된다.
또한, 고장요소를 최대한 줄이기 위해서 전원공급기 구조를 단순화한다. 즉, 3중화 제어기의 아날로그 출력모듈의 건전성을 감시하기 위한 회로에 전원 공급이 필요로 되는데, 그 부하와 또한 3중화 제어기로 입력되는 표준신호를 만들어주는 입출력 신호처리시스템에 대한 전원도 함께 사용한다. 또한, 점호카드의 전원도 함께 사용한다. 또한, 소프트웨어 확인 및 검증활동을 줄이기 위하여 입출력 신호처리시스템은 아날로그 방식으로 구성한다.
도 1은 본 발명에 따른 원자력발전소의 비상 디젤발전기 디지털 여자시스템의 배치 구성도로서, 기기검증 시험을 통과하기 위한 기구 배치를 도시한 것이다.
즉, 기존 단일 채널의 아날로그 여자시스템을 삼중화 디지털 여자시스템으로 개발한 것으로, 신뢰성이 검증된 삼중화 제어기 하드웨어를 채택하고, 그 내에 비상 디젤발전기의 단자전압을 조정할 수 있는 알고리즘을 구현시킴과 더불어 삼중화 제어기로 표준 아날로그 입력신호로 만들어 주는 입출력신호 처리시스템과 그 전원도 삼중화 제어기의 아날로그 모듈 스캔용 전원과 정류기 점호카드 전원 등을 일원화하여 고장요소를 줄였다.
한편, 원자력발전소 비상디젤발전기 여자시스템 구성 방법은 기존 여자시스템과 달라서 안전성이 최우선시 되는데, 다기능 보다는 하나의 기능이 완벽하게 구현되어야 하는 것이 특징이다.
즉, 비상디젤발전기 여자시스템은 제어기 큐비클(1)과 정류기 큐비클(2)로 구성되고, 여자전원은 상기 정류기 큐비클(2)로 입력되어 제1 및 제2계자차단 기(52-1, 52-2)와, 제1 및 제2세미 컨버터(10-1,10-2) 및, 제1 및 제2정류기 출력측 개폐기(72-1, 72-2)를 거쳐서 상기 제어기 큐비클(1)을 경유하여 발전기 계자로 공급된다.
삼중화 제어기(60; 도 2 참조)는 입출력 신호 처리부(40; SCB)와 입출력모듈을 통해 각종 제어신호를 입력받아서 제1 및 제2점호카드(11-1,11-2) 등으로 점호신호를 송출하여 SCR-Diode 조합의 제1 및 제2세미 컨버터(10-1,10-2)를 조정한다.
도 1에 있어서, 경보등(3)은 여자시스템의 경보를 울리는 기능을 수행하고, 제1 및 제2전원공급기(4-1,4-2)는 입출력 신호 처리부(40)와 제1 및 제2점호카드(11-1,11-2), 각종 계전기 등에 전원을 공급하게 된다.
또한, 상기 삼중화 제어기(60)는 세 개의 채널이 서로 동기하면서 두 개 채널까지 정지되어도 정상운전이 가능하도록 된다. 비상디젤발전기를 운전하는데 필요한 운전 데이터를 디지털 입출력 모듈과 아날로그 입출력 모듈 등을 통해 받아서 제 및 제2계자차단기(52-1, 52-2) 등을 개폐 지령하며 정류기의 싸이리스터의 게이트를 점호하는 역할을 수행하여 궁극적으로는 발전기 단자전압을 제어하는 핵심역할을 수행한다.
조작스위치(5)는 제1 및 제2계자차단기(52-1,52-2)의 개폐, 경보 복귀 등에 대한 기능을 조작한다.
입출력 신호 처리부(40; SCB)는 발전기 단자 전압과 발전기 전기자 전류를 입력받아서 발전기 유효전력, 무효전력, 주파수 등의 표준 신호를 생성하게 된다.
또한, 제1 및 제2점호카드(11-1,11-2)는 SCR-Diode 조합의 제1 및 제2세미 컨버터(10-1,10-2)의 SCR 게이트 점호 신호를 송출한다.
상기 SCR-Diode 조합의 제1 및 제2세미 컨버터(10-1,10-2)는 3상 교류전원을 입력받아 SCR 세 개의 게이트에 점호신호를 인가하여 직류전원을 만들어 내는 컨버터이다.
제1 및 제2전원선 단자대(6-1,6-2)는 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 입력측 3상 전원 인입선 단자이다.
상위계통(ECP)은 엔진을 제어하는 큐비클, 각종 경보 등이 몰려 있어서 중앙제어실로 그 신호가 송출하는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 비상 디젤발전기 디지털 여자시스템(100)의 구성을 나타낸 것으로, 도 2의 구성에서는 신뢰성을 확보하기 위해 제어기는 삼중화(세개의 독립된 채널 중 두 개까지 정지되어도 정상운전이 가능한 구조), 정류부는 2중화(즉, 제1정류기 및 제2정류기의 두 개 채널로 구성되어 부하를 절반씩 분담하다가 한쪽에 고장이 발생하면 나머지 한쪽이 부하를 전담하는 구조)로 구성하고 있다.
소프트웨어 확인 및 검증 활동을 최대한 줄이기 위해 디지털 제어기로 입력되는 표준신호(0-10[Vdc])를 만들어 주는 입출력 신호 처리부를 아날로그 방식으로 구성한다.
운전 중에는 정밀도 향상 보다는 제어전원을 일원화시켜 시스템의 안정성을 위해, 계자 전압(정류기 출력 전압) 취득 장치로서 DC PT(직류 전압 변성기) 대신 신호변환기(계자전압 X-DCR)를 사용하고, 계자 전류(정류기 출력 전류) 취득 장치로서 Hall CT(전류변성기) 대신 역시 신호변환기(계자전류 X-DCR)를 사용한다.
원자력발전소의 비상디젤발전기(GEN)가 기동신호를 입력받게 되면, 비상디젤발전기(GEN)의 엔진이 동작하게 되고, 엔진이 일정한 속도에 도달하게 되면, 여자시스템을 기동하라는 신호가 상위 계통(ECP)으로부터 수신된다. 이와 같이 여자시스템을 기동하라는 신호가 상위 계통(ECP)으로부터 수신되면, 초기여자용 전자접촉기(31)와 제1 및 제2계자차단기(52-1,52-2)가 투입되어, 입출력 신호 처리부(40)와 삼중화 제어기(60)에 의해서 만들어진 제어신호에 의해 제1 및 제2정류기(1-1, 1-2)의 싸이리스터(도시되지 않았음)가 점호되면서 발전기 단자전압이 유기된다.
상기 입출력 신호 처리부(40)는 특수 입력 신호[발전기 단자전압(PT), 단자전류(CT), 계자전압 X-DCR과 계자전류 X-DCR 신호 등]를 입력받아서 발전기 단자전압, 유/무효 전력, 발전기 주파수, 계자 전압과 계자 전류 신호 등으로 가공하여 상기 삼중화 제어기(60)의 입력 모듈에 맞는 표준신호(예:0-10[Vdc])를 출력하고, 아날로그 방식으로 구성한다.
디지털 시스템을 효과적으로 운용하기 위해서는 MMI(Man-machine interface)가 필요로 되는데, 원자력발전소 비상디젤발전기 여자시스템의 특수한 사정상 기존 인터페이스를 이용하고 경보회로를 추가하게 된다.
즉, 상위 계통(ECP)으로부터 여자시스템 기동명령을 받으면, 초기여자용 전자접촉기(31), 제1 및 제2계자차단기(52-1, 52-2)가 동시 투입되어 발전기 계자에 직류전원을 인가하면, 발전기 단자전압이 유기되기 시작한다. 그 유기되는 전원 은 PCT(Power current transformer)와 PPT(Power potential transformer)를 거쳐 제1 및 제2정류기(1-1, 1-2)를 통해서 계자로 직류전원이 인가된다.
이때, 삼중화 제어기(60)는 입출력 신호 처리부(40)를 통해 입력받은 발전기 단자전압, 전기자 전류, 계자 전압, 계자 전류 신호 등을 조합하여 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 싸이리스터 점호신호를 송출하여 직류전원의 크기를 제어함으로써 최종적으로 발전기 단자전압을 제어한다.
도 2에 있어서, 도면참조부호 72-1, 72-2는 제1 및 제2정류기(1-1,1-2) 입력측 개폐기를 나타내고, 32는 초기여자저항으로, 기동초기에 125V 축전지 전압을 강하하여 계자에 인가하기 위한 것이다. 또한, 도면참조부호 SH는 션트(Shunt)로서, 입력측에 계자전류 0-300[Adc]가 흐를 때 0-100[mVdc]를 출력하는 장치(직류 입력 신호변환기)이다.
한편, 상기 계자전류 X-DCR(30-1)는 계자전류 신호 0-100[mVdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 장치(직류 입력 신호변환기)이다. 또한, 계자전압 X-DCR(30-2)는 계자전압 0-300[Vdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 장치(직류 입력 신호변환기)이다.
더욱이, 상기 삼중화 제어기(60)는 세 개의 채널이 서로 동기되면서 두 개 채널까지 정지되어도 정상운전이 되도록 되어 있다. 비상디젤발전기(GEN)를 운전하는데 필요한 운전 데이터를 디지털 입출력 모듈과 아날로그 입출력 모듈 등을 통해서 받아서 제1 및 제2계자차단기(52-1, 52-2) 등을 개폐 지령하며, 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 싸이리스터의 게이트를 점호하는 역할을 수행하여 궁극적으로는 발전기 단자전압을 제어하는 핵심 역할을 수행하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 비상디젤발전기 디지털 여자시스템의 경보회로 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 경보회로는 고장 카테고리를 4개로 구분하여 관련 계통(전원계통 고장, 제한 알고리즘 고장, 정류기 고장, 입출력 신호 처리부(SCB) 고장)끼리 그룹화하였다.
그리고, 최종 경보신호는 제어기 큐비클(1; 도 1 참조)에서 계전기를 통해 송신하게 되는데, 평상시에는 여자된 상태를 유지하고 있다가 각각 해당되는 고장이 발생하거나 입력전원이 상실되면, 여자시스템 알람 계전기(101)가 소자되어 상기 여자시스템 알람 계전기(101)를 통해 알람신호를 상위 계통(ECP)으로 송신된다. 또한, 해당 경보등(3)을 제어기 큐비클(1)의 전면부에도 도 1에 도시된 바와 같이 배치함으로써 운전원이 신속하게 인지할 수 있게 한다.
상기 전원계통 고장은 전원공급기 고장, 여자시스템 트립요구 발생시, 정류기 출력측 개폐기 고장, 3중화 제어기 알람 고장, 계자차단기 개방 고장 등이 발생할 경우 경보를 울리게 된다.
상기 제한 알고리즘 고장은 과자속 제한기능이 동작하거나 과여자 제한 기능이 동작하거나 부족여자 제한기능이 동작할 경우 경보를 울리게 된다.
상기 정류기 고장은 제1정류기(1-1)가 트립되거나 제2정류기(1-2)가 트립되거나 제1계자차단기(52-1)가 고장나거나 제2계자차단기(52-2)가 고장날 경우 경보 를 울리게 된다.
상기 SCB 고장은 발전기 PT와 CT로부터 신호를 입력받아서 표준신호로 다시 발전기 단자전압과 단자전류와 발전기 주파수를 만들어내는데, 같은 신호를 3개로 만들게 되고, 이 신호들의 편차를 비교하여 일정 크기 이상 벗어나면 발전기 전압편차, 유효전력 편차, 무효전력 편차, 주파수 편차 신호를 만들어 경보를 울리게 된다. 계자전압과 계자전류의 신호도 3개로 만들어서 이 신호들의 편차가 일정크기 이상 벗어날 경우 경보를 울리게 된다. 이 밖에도 SCB 취외시 경보가 발생하게 된다.
도 3에 있어서, 도면참조부호 OR는 입력 중 하나라도 "1"이 되는 경우 출력 "1"을 송출하는 논리회로이고, &는 모든 입력이 "1"이 되어야 출력 "1"을 송출하는 논리회로이다. 또한, SR은 Set-Reset Flip-flop 회로로서, 한번 Set 단자로 "1"이 입력되면 Reset 단자로 "1"이 들어오기 전까지 "1"을 유지하는 회로이다
도 4는 본 발명에 따른 제1 및 제2정류기 입력측의 3상 전원케이블의 단자 결선 방법을 나타낸 것으로, 이는 제1 및 제2전원선 단자대(6-1,6-2)를 연결하는 방법으로서 부스 방법이 아닌 접속기구와 케이블을 이용하여 단락처리를 하여 설계 기준 사고(지진 등)나 작업시 안전에 위배되지 않도록 구성한다. 더욱이, 여자전원인 교류 3상을 혼촉이 되지 않게 짧거나 긴 접속기구를 사용하여 접속하고 있다.
즉, 정류기 입력측 전원 케이블의 단자결선 방법은 부스바 형식이 아니고, 단자에서 인출된 부위가 차이가 나도록 제작되어 혼촉 방지가 가능한 특수 제작된 접속기구를 이용하여 연결함으로써, 인축의 접촉에 의한 감전을 방지할 수 있도록 된다.
도 5는 본 발명에 따른 원자력발전소의 비상 디젤발전기의 디지털 여자시스템의 운전모드 변경 방법을 설명하기 위한 플루로우차트이다.
여자시스템의 자동운전모드는 발전기 단자전압을 궤환(Feed-back) 받아서 운전하고 여자시스템 수동운전모드는 발전기 계자전류를 궤환받아서 운전한다. 비상디젤발전기 여자시스템은 기본적으로 자동모드로 운전하게 되는데, 발전기 PT가 1조(3상에 각 1개씩, 3개)만 설치되어 있다. 따라서, 발전기 PT 퓨즈가 용단되면 궤환된 발전기 단자전압이 작아지기 때문에 과전압 트립의 우려가 있다. 이와 같은 경우에는 운전모드를 절체할 수 있도록 운전원 판단 하에 안정하게 운용할 수 있다. 그러나, 과도기(기동시나 정지시)에 운전모드의 자동 절체가 없도록 발전기 차단기의 접점을 절체 조건에 넣어 운용하게 된다.
이하, 여자시스템 운전모드 변경 방법의 각 단계에 대해 설명한다.
먼저, 여자시스템의 정상 운전 상태에서 자동모드로 설정하고(단계 S1), 이어 발전기 차단기를 투입한 다음(단계 S2), 각 상 전압이 50% 보다 큰가를 판단한다(단계 S3).
상기 단계 S3에서 각 상 전압이 50% 보다 작으면, 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 변경한다(단계 S4).
상기 단계 S3에서 각 상 전압이 50% 보다 크면, 각 상 전압을 비교하여 일정 편차가 발생하는가를 판단한다(단계 S5).
상기 단계 S5에서 각 상 전압의 비교 결과 일정 편차가 발생하게 되는 경우, 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 변경한다(단계 S6).
상기 단계 S5에서 각 상 전압의 비교 결과 일정 편차가 발생하지 않게 되는 경우에는 자동모드를 그대로 유지한다(단계 S7).
이와 같이 발전기 PT(전압변성기) 퓨즈가 3개씩 한 조만 설치되어 있는 경우, 퓨즈가 한 개씩 용단되는 것에 착안하여 정상운전 중(발전기 차단기가 투입되어 있는 경우)에 세 개의 발전기 상전압의 크기를 감지하여 하나의 상 등에서 전압 강하가 일정 크기 이상 발생하거나 전체가 상실되는 경우(즉, 상전압 크기가 50% 미만)에는 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 절체시킬 수 있도록 구성하여 시스템 안정 운전을 도모하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 비상디젤발전기의 급기동(시운전) 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
과거 아날로그 시스템 기동시 오버슈트가 발생했던 부분을 소프트 스타트(Soft Start) 방식을 채용함으로써 오버슈트를 줄이고, 급기동 요건인 10초를 만족하지 못하는 경우 PI(비례-적분) 제어기 이득을 기동용과 정상운전시로 구분하여 설정할 수 있도록 하며, 기동용 PI 제어기 이득을 조정할 수 있도록 하고 있다.
이하, 비상 디젤발전기의 급기동(시운전) 방법에 대한 각 단계를 순차적으로 설명한다.
먼저, 비상 디젤발전기의 급기동 명령을 인가하고(단계 S11), 엔진 속도가 200rpm인가를 판단한다(단계 S12).
상기 단계 S12에서 엔진 속도가 200rpm인 것으로 판단되지 않으면, 일정 시간이 경과된 다음 기동 실패로 처리한다(단계 S13).
한편, 상기 단계 S12에서 엔진 속도가 200rpm인 것으로 판단되면, 여자시스템 기동 명령을 발생시키고(단계 S14), 계자차단기를 투입하여 초기 여자를 인가하며(단계 S15), 설정된 램프값으로 증가하는 소프트 스타트 모드로 설정한다(단계 S16).
이어, 8초가 경과하였는가를 판단해서(단계 S17), 8초가 경과하지 않은 경우에는 다시 단계 S16으로 돌아가 설정된 램프값으로 증가하는 소프트 스타트 모드로 설정한다. 한편, 상기 단계 S17에서 8초가 경과한 것으로 판단된 경우에는 소프트 스타트를 해제함과 더불어 발전기 단자 전압에 대해 1pu를 확립하여 초기 여자를 차단한다(단계 S18).
이어, 오버슈트가 110%를 초과하는가의 여부를 판단하여(단계 S19), 오버슈트가 110%를 초과하지 않는 경우에는 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수 내에서 운전되는가의 여부를 판단한다(단계 S20).
상기 단계 S20에서 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수 내에서 운전되는 것으로 판단된 경우에는 급기동 요건을 만족한 것으로 결정한다(단계 S21).
한편, 상기 단계 S19에서 오버슈트가 110%를 초과한 것으로 판단된 경우, 또 는 상기 단계 S20에서 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수내에서 운전되지 않는 것으로 판단된 경우에는 여자시스템을 정지시킨다(단계 S23).
이어, 소프트 스타트 램프 비율을 조정하고(단계 S23), PI(비례-적분) 제어기 기동용 이득을 조정하며(단계 S24), 이어 상기 단계 S23과 단계 S24에서의 조정 결과가 최종적으로 확인되었는가의 여부를 판단한다(단계 S25).
상기 단계 S25에서 조정 결과가 최종적으로 확인된 경우에는 엔진을 정지시키고(단계 S26), 상기 단계 S11로 진행하여 비상 디젤발전기의 급기동 프로세스를 다시 진행시키고, 상기 단계 S25에서 조정 결과가 최종적으로 확인되지 않은 경우에는 상기 단계 S12로 진행하여 비상 디젤발전기의 급기동 프로세스를 진행시킨다.
이와 같이, 오버슈트를 피해서 발전기 손상을 방지하고 급기동 요건(기동명령 후 10초 이내 규정전압과 규정 주파수 이내로 운전되는 것)을 만족시키기 위하여, 발전기 단자전압 설정값을 램프(Ramp)적으로 증가시키는 소프트 스타트(Soft Start) 방식을 채용한다.
비상디젤발전기의 기동방법에는 급기동 방식과 완기동 방식이 있다. 상기 급기동 방식은 필수모선 부족전압계전기 동작 등의 신호를 감지 받아서 10초 이내에 규정전압(정격 전압의 90∼110%)과 규정주파수(정격 주파수의 98∼102%)로 운전되는 것을 말하며(여자시스템은 엔진 정격속도의 44%인 200rpm에서 계자차단기 투입), 완기동 방식은 엔진 보호를 위하여 빠른 시간 내에 기동하지 않고 엔진의 기동 여부만을 확인하기 위해서 완만하게 기동하는 것을 말한다(여자시스템은 엔진 정격속도의 96%에서 계자차단기 투입).
소프트 스타트 방식에서는 급격한 오버슈트를 피할 수 있는 장점이 있는 반면에 급기동 요건 중의 하나인 기동명령 발생 후 10초 이내 규정된 조건으로 운전하는 것이 어려울 경우 PI(비례-적분) 제어기 이득이 기동용과 정상운전 두가지가 있는데 기동용 이득을 조정한다.
도 7은 본 발명에 따른 전원공급기 이중화 구성과 과전압 방지장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 구성은 전원을 간단하고 신뢰성 있게 구성하기 위한 것으로, 제어전원을 직류전원 125[V]로 통일하고, 예비전원으로 여자용 전원(비상디젤발전기 여자용 변압기)로부터 인출한 교류전원을 정류하여 115[Vdc]로 구성한다. 이는 정상운전 중에 전원공급원이 통전과 차단을 반복하지 않기 위함이다. 즉, 비상디젤발전기 여자시스템의 제어전원은 125[V dc] 소내 축전지로부터 수전받으며, 예비전원으로는 비상디젤발전기가 발전하고 나면 그 출력측에서 전압을 강하하고 정류한 것을 사용한다.
더욱이, 복권형 여자시스템의 특성상 발전기 출력측에서 단락사고가 발생할 경우 여자전원에 과도한 전압이 유기될 가능성이 있어서 제너 다이오드(Z)를 사용하여 일정 수준 이상시 강하하는 회로를 구성하고 있다. 또한, 전원상실 경보도 제어용 계전기(Ry)를 사용하여 구성하고 있다.
도 8은 본 발명에 따른 전원공급기 고장 감지회로의 구성을 나타낸 것으로, 도 8와 같이 전원공급기의 고장 감지 회로를 구성함으로써, 현장 판넬(도 1 참조)에서도 고장의 확인이 가능하도록 한다.
즉, 정상운전 중에는 전원공급기에 녹색 LED(80)가 점등되도록 하고, 고장이 발생할 경우에는 녹색 LED(80)가 소등되고 황색 LED(90)가 점등되도록 구성한다. 또한, 고장이 해소되면 소등되었던 녹색 LED(80)가 점등되도록 하고, 황색 LED(90)는 계속 점등을 유지하여 운전원 등이 고장상황을 인지하고 난 후 복귀 버튼을 조작하면 황색 LED(80)가 소등되도록 구성한다.
이는 이중화된 전원공급기 두 대 중에 어느 한대에 고장이 순간적으로 발생했다가 사라지는 경우에도 어느 것에 고장이 발생했는지 확인 가능토록 하기 위한 것이다. 도 8에 있어서 도면참조부호 Q는 반도체 스위치로서, 24V 직류전원이 일정한 편차가 벗어나면 차단되고 일정한 편차 내에서 운전되면 도통되는 스위치로 기능하는 것이다.
즉, 제어전원은 도 7에 도시된 바와 같이, 상시 전원을 축전지 125[Vdc]로 입력받고 예비 전원(비상디젤발전기가 정상운전 중에만 사용가능)을 여자용 변압기와 별도의 변압기를 이용하여 정류한 직류 전원을 125[Vdc]보다 작게 하여 전원의 동요가 없도록 구성하고 있다. 더욱이, 제어카드 등의 정밀 부하에는 상기 125[Vdc]를 입력받아 보다 작은 수준(24[Vdc] 등)으로 변환시키고, 이때 전원공급기의 신뢰성을 감시하기 위해서 고장감지회로를 도 8과 같이 하드웨어적 및/또는 소프트웨어적으로 구성하여 이중화된 전원공급기의 고장 위치를 파악이 가능하도록 지시등과 상위계통(ECP)으로 신호를 송출하고 125[Vdc] 입력전원의 상실 여부를 감 지하도록 구성된다.
본 발명에 따른 전원공급기 고장 감지 회로는 전원공급기(102)의 내부에 설치된 회로로서, 반도체 스위치(Q)는 전원공급기(102)의 출력전원 24[Vdc]가 일정한 편차(10%)를 벗어나면 차단되고 일정한 편차 내에서 운전되면 도통된다.
경우 1
출력전원 24[Vdc]가 일정한 편차 이내에 있는 경우에는, 녹색 LED(80)가 점등되고, 제1제어용 계전기(Ry-1)가 여자된다. 이때에는 제2제어용 계전기(Ry-2)는 소자상태를 유지하고 황색 LED(90)도 소등 상태를 유지한다.
경우 2
출력전원 24[Vdc]가 일정한 편차를 벗어나는 경우에는, 반도체 스위치(Q)가 차단된다. 이와 같이 반도체 스위치(Q)가 차단되면, 제1제어용 계전기(Ry-1)는 소자되고 녹색 LED(80)도 소등된다. 한편, 제2제어용 계전기(Ry-2)가 여자되고 황색 LED(90)가 점등되며, 전원공급기(102) 고장 경보가 상위 계통으로 송출된다.
경우 3
순간적으로 고장이 발생했다가 복귀되었을 경우에는 반도체 스위치(Q)가 도통되어 녹색 LED(80)가 점등되고 제1제어용 계전기(Ry-1)가 여자된다(황색 LED(90) 점등 유지, 제2제어용 계전기(Ry-2) 여자 유지)
경우 4
운전원이 상황을 인지하고 경보상황이 해제된 상태(전원공급기 출력전압 일정 편차 이내에서 운전)에서 현장에서 복귀 버튼을 누를 경우, 황색 LED(90)는 소 등되고 녹색 LED(80)는 점등된다. 제1제어용 계전기(Ry-1)는 여자되고 제2제어용 계전기(Ry-2)는 소자된다.
도 1은 본 발명에 따른 원자력발전소의 비상 디젤발전기 디지털 여자시스템의 배치 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 비상 디젤발전기 디지털 여자시스템(100)의 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 비상디젤발전기 디지털 여자시스템의 경보회로 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 제1 및 제2정류기 입력측의 3상 전원케이블의 단자 결선 방법을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 원자력발전소의 비상 디젤발전기의 디지털 여자시스템의 운전모드 변경 방법을 설명하기 위한 플루로우차트,
도 6은 본 발명에 따른 비상디젤발전기의 급기동(시운전) 방법을 설명하기 위한 플로우차트,
도 7은 본 발명에 따른 전원공급기 이중화 구성과 과전압 방지장치의 구성을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 전원공급기 고장 감지회로의 구성을 나타낸 도면이다.

Claims (11)

  1. 특수 입력 신호를 입력받아 발전기 단자전압, 유/무효 전력, 발전기 주파수, 계자 전압과 계자 전류 신호 등으로 가공해서 삼중화 제어기(40)의 입력 모듈에 일치되는 표준신호(0-10[Vdc])를 출력하되, 아날로그 방식으로 구성된 입출력 신호 처리부(40)와;
    세 개의 채널이 서로 동기되면서 두 개 채널까지 정지되어도 정상운전이 가능하도록 되고, 비상디젤발전기(GEN)를 운전하는데 필요한 운전 데이터를 디지털 입출력 모듈과 아날로그 입출력 모듈 등을 통해 인가받아 제1 및 제2계자차단기(52-1, 52-2)의 개폐를 지령하며, 상기 입출력 신호 처리부(40)로부터 출력되는 표준신호를 입력받아 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 싸이리스터 점호신호를 송출해서 직류전원의 크기를 제어함으로써 발전기 단자전압을 제어하는 삼중화 제어기(60);
    상기 삼중화 제어기(60)로부터 송출되는 싸이리스터 점호신호를 인가받아 싸이리스터의 게이트가 점호되는 제1 및 제2정류기(1-1,1-2);
    상위계통(ECP)으로부터 수신된 여자시스템 기동명령에 따라 동시에 투입되어 발전기 계자에 직류전원을 인가시킴으로써 발전기 단자전압을 유기시키고, 유기된 전원을 PCT 및 PPT를 거쳐 상기 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)를 통해 계자로 직류전원을 인가하는 초기여자용 전자접촉기(31) 및 제1 및 제2계자차단기(52-1,52-2);
    상기 제1 및 제2정류기(1-1,1-2)의 입력측을 게폐하는 제1 및 제2개폐기(72- 1,72-2);
    기동 초기에 125V 축전지 전압을 강하하여 계자에 인가하기 위한 초기여자저항(32);
    계자전류 신호 0-100[mVdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 계자전류 X-DCR(30-1);
    계자전압 0-300[Vdc]를 입력받아 0-10[Vdc]로 출력하는 계자전압 X-DCR(30-2) 및;
    SH는 션트(Shunt)로서, 입력측에 계자전류 0-300[Adc]가 흐를 때 0-100[mVdc]를 출력하는 션트(SH)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  2. 제1항에 있어서, 전원계통 고장, 제한 알고리즘 고장, 정류기 고장, 입출력 신호 처리부(SCB) 고장의 4개의 카테고리로 경보회로의 고장 카테고리가 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제1 및 제2전원선 단자대(6-1,6-2) 연결이 접속기구와 케이 블을 이용하여 단락처리를 하고, 여자전원인 교류 3상을 혼촉되지 않도록 접속기구를 사용하여 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상시 전원이 축전지 125[Vdc]로 입력되고 비상디젤발전기가 정상운전 중에만 사용 가능한 예비 전원이 여자용 변압기와 별도의 변압기를 이용하여 정류한 직류 전원을 125[Vdc]보다 작게 하여 전원의 동요가 없도록 되며, 정밀 부하에는 상기 125[Vdc]를 입력받아 보다 작은 수준으로 변환키는 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  5. 제1항에 있어서, 이중화된 전원공급기의 고장 위치 파악이 가능하도록 지시등과 상위계통(ECP)으로 신호를 송출하고 125[Vdc] 입력전원의 상실 여부를 감지하도록 된 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  6. 제1항에 있어서, 과도한 전압 발생시 정격전압 보다 일정 크기 이상 커지면 그 전압을 강하하는 전압강하수단이 전원공급기의 입력측에 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전압강하수단이 제너다이오드(Z)와 저항(R)의 직렬연결로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  8. 제1항에 있어서, 발전기 차단기가 투입되어 있는 정상 운전 중에 세 개의 발전기 상전압 크기를 감지하여 하나의 상 등에서 전압 강하가 일정 크기 이상 발생할 경우나 전체가 상실되는 경우에는 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 절체하도록 된 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템.
  9. 여자시스템의 정상 운전 상태에서 자동모드로 설정하고, 발전기 차단기를 투입한 다음, 각 상 전압이 50% 보다 큰가를 판단하는 단계(S1∼S3)와;
    상기 단계 S3에서 각 상 전압이 50% 보다 작으면, 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 변경하는 단계(S4);
    상기 단계 S3에서 각 상 전압이 50% 보다 크면, 각 상 전압을 비교하여 일정 편차가 발생하는가를 판단하는 단계(S5);
    상기 단계 S5에서 각 상 전압의 비교 결과 일정 편차가 발생하게 되는 경우, 운전모드를 자동모드에서 수동모드로 변경하는 단계(S6) 및;
    상기 단계 S5에서 각 상 전압의 비교 결과 일정 편차가 발생하지 않게 되는 경우에는 자동모드를 그대로 유지하는 단계(S7)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 운전모드 변경 방법.
  10. 소프트스타트 방법을 이용하여 기동시 오버슈트를 방지하고 급기동 요건을 만족하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 급기동 방법으로,
    상기 방법이,
    비상 디젤발전기의 급기동 명령을 인가하고, 엔진 속도가 200rpm인가를 판단하는 단계(S11,S12)와;
    상기 단계 S12에서 엔진 속도가 200rpm인 것으로 판단되지 않으면, 일정 시간이 경과된 다음 기동 실패로 처리하는 단계(S13);
    상기 단계 S12에서 엔진 속도가 200rpm인 것으로 판단되면, 여자시스템 기동 명령을 발생시키고, 계자차단기를 투입하여 초기 여자를 인가하며, 설정된 램프값으로 증가하는 소프트 스타트 모드로 설정하는 단계(S14∼S16);.
    8초가 경과하였는가를 판단해서, 8초가 경과하지 않은 경우에는 다시 상기 단계 S16으로 돌아가 설정된 램프값으로 증가하는 소프트 스타트 모드로 설정하는 단계(S17);
    상기 단계 S17에서 8초가 경과한 것으로 판단된 경우에는 소프트 스타트를 해제함과 더불어 발전기 단자 전압에 대해 1pu를 확립하여 초기 여자를 차단하는 단계(S18);
    오버슈트가 110%를 초과하는가의 여부를 판단하는 단계(S19);
    상기 단계 S19에서 오버슈트가 110%를 초과하지 않는 경우에는 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수 내에서 운전되는가의 여부를 판단하는 단계(S20);
    상기 단계 S20에서 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수 내에서 운전되는 것으로 판단된 경우에는 급기동 요건을 만족한 것으로 결정하는 단계(S21);
    상기 단계 S19에서 오버슈트가 110%를 초과한 것으로 판단된 경우, 또는 상기 단계 S20에서 급기동 명령 후 10초 이내에 규정 전압 및 규정 주파수내에서 운전되지 않는 것으로 판단된 경우에는 여자시스템을 정지시키는 단계(S23);
    소프트 스타트 램프 비율을 조정하고, PI(비례-적분) 제어기 기동용 이득을 조정하는 단계(S23,S24);
    상기 단계 S23과 단계 S24에서의 조정 결과가 최종적으로 확인되었는가의 여부를 판단해서, 조정 결과가 최종적으로 확인되지 않은 경우에는 상기 단계 S12로 진행하여 비상 디젤발전기의 급기동 프로세스를 진행시는 단계(S25) 및;
    상기 단계 S25에서 조정 결과가 최종적으로 확인된 경우에는 엔진을 정지시키고, 상기 단계 S11로 진행하여 비상 디젤발전기의 급기동 프로세스를 다시 진행시키는 단계(S26)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 급기동 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단계 S24에서 PI(비례-적분) 제어기 기동용 이득의 조정이, 10초의 시간 요건을 만족하기 위해 PI 제어기의 이득을 기동시와 정상 운전시로 구분하여 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 삼중화 제어기와 이중화 정류기를 이용한 원자력발전소의 비상디젤발전기 디지털 여자시스템 급기동 방법.
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