스크랩 순간정전데첵이 완료된 장비라도 50％ 부근의 순간전압강하에 장비가 다운되는 이유

[한정규]

ㅇ 당면 문제점 :

순간정전 대책이 완료된 생산장비라도 50% 부근의 순간전압강하에서 장비가 다운되는 이유는?

 더 장확하게 표현하면, 선로단선, 선로오픈에 의한 1초 순간정전 대책에 완료된 장비라도 50% 부근의

 순간전압강하에서 장비가 다운되는 이유는 ?

ㅇ 순간정전의 두가지 의미 해석

단기간 정전(Short-duration Interruption)은 공급전압이나 부하전류가 1분을 초과하지 않는 시간범위내에서 0.1 p.u.미만으로 감소하는 현상을 말하는 데, 특히 그 지속시간이 30싸이클 이하의 경우를 순간정전이라고 규정하고 있다. 전력계통의 사고에 의한 순간정전의 지속시간은 전력계통의 보호협조시스템의 운용시간에 의하여 결정되는 것이 일반적이다. 즉, 리클로우징 동작의 설정시간에 따라 비영구 사고의 경우 순시 또는 순간(Momentary) 또는 일시(Temporary)정전이 결정지어지게 된다. 기기의 오동작 등에 의한 경우에는 그 정전지속시간은 불규칙하다.

순간정전이라는 의미에는 두가지 이벤트가 존재하고 있다.

첫재는 [그림.1]에서 보는 바와 같이 순간정전이 발생하는데 이때 전압은 0 볼트이다.

[ 그림 1 ]

 [표 1]

이 0(제로)볼트는 전선로가 단락[그림2-1:short=low impedance]이 되어도 나타나고 전선로가 개방[그림2-2: open=high impedance]이 되어도 나타난다. 고압이상 초고압 공장에서 상기와 같은 현상이 일어날 확률은 거의 제로에 가깝다고 볼 수 있다. 그래도 가능성이 있다고 보는 순간정전 이벤트는 [그림 1]의 단락시 0볼트가 생길 경우일 것이지만 이 역시 전력계통을 운영하다보면 발생할 확률이 거의 없다고 보아도 좋을 것이다. 전 세계적으로는 기준이 없지만 유독 한국에서만 1초 순간정전을 국제 표준인 것 같이 과장되게 홍보하는 것은 좋지 않다고 생각한다.

따라서 고압 이상의 공장에서는 3상 변압기에서 공급되고 있는 선로 중에서 어느 특정한 1상에서 순간정전이 발생할 경우, 아니면 3상 전체에 1초 미만의 순간정전 후에 자동복구하는 순간정전 현상은 없으며, 만약 그러한 일이 발생한다면 공장은 완전정전으로 가버리기 때문에 이러한 공장 정전에는 현재의 공장 건설 투자 개념과 기술로는 막을 수 없다고 본다. 하지만 PLC나 네트워크, 컴퓨터 장비등은 순간정전이 일어나면 반드시 재기동하도록 제조 시에 설계되어 있다.

증명하는 방법은 공장에서 순간전압강하 이벤트가 발생되어 상기 장비들이 정지(Halt, Holding, 먹통)되어있을 경우에는 기술자가 가서 장비 전원스위치를 내렸다올리면 바로 모든 장비들이 자동으로 부팅이 됨을 알 수가 있기 때문에 순간정전 현상은 공정에는 문제를 발생할 수가 있지만 이러한 장비들의 재기동에는 큰 위험이 될 수가 없다. 반면에 모터를 기동시키는 Magnet Contactor(전자개폐기)는 순간정전이 발생하면 바로 정지되어 모터, 펌프등이 정지가 되기 때문에 자동 재기동 한시 릴레이를 사용하여 재기동시키든지 기술자가 현장상태를 확인 후 다시 기동스위치를 투입해야 하기 때문에 공장 생산라인에 바로 큰 위협을 줄 수가 있다.

한국전력의 계통운영에서는 어떠한 선로 사고가 발생하면 송전선로에 있는 개폐기가 트립이 되면 바로 수 싸이클 이내에 리클로져를 투입, 재투입하여 완전 정전을 방지하고 있다. 공장 내에는 모터의 관성에 의한 발전과 각 장비들 속에 있는 콘덴서의 충전 용량에 의해서 에너지가 제로(0 볼트)로 떨어지는 경우는 거의 없다고 보면 된다. 따라서 공장에서는 순간정전이라는 이벤트가 발생하지 않는다는 뜻이다.

[ 그림 2]

즉, 모든 공장에서는 순간정전이 아닌 순간전압강하 현상만이 존재한다고 볼 수 있기 때문에 향후에는 순간정전 표현보다는 순간전압강하(Sag, Dip)라고 표현해야 마땅하다. [그림 2 참조]. 한국전력에서도 전기품질 초기 관리 단계에서는 순간정전과 순간전압강하를 혼동하여 사용하여 왔으나, 최근부터는 순간정전이라는 표현을 전혀 사용하지 않고 있는 것은 그나마 다행이라고 생각하지만 아직도 산업현장에서는 순간정전을 자주 사용하고 있으며, 순간전압강하 보상장치를 만들어서 판매하고 있는 제조사에서는 분명히 공장에서는 순간정전 현상보다는 순간전압강하 현상이 더 큰 피해를 주고 있고, 일어날 확률도 순간전압강하 현상이 대부분이라는 걸 알고 있는 전기 기술자들의 전기품질 데이터들을 무시하고, 생산설비 담당자들이 막연하게 크게 막으면 좋은 걸로 알고 강력하게 요구한다고 해서 순간전압강하보상 장치보다는 순간정전보상장치를 제작하여 판매하고 있는 부분에서는 아쉬운 부분이 많다고 본다.

순간전압강하 보상장치는 순간정전보상장치 보다 가격이 저렴할 뿐만 아니라 50% 부근의 순간전압강하 레벨에서 채터링을 방지하여 돌입전류를 유발하지 않아 공장에서 더욱 유익한 방식임에도 그동안 우리나라에서 잘못된 관행으로 인해 국가적으로 산업현장에서 오히려 더 손해를 보고 있다고 할 수가 있다. [ 그림 3 참조] .

 [ 그림 3]

최근에 이러한 상황을 모르고 있는 공장 생산장비 기술자들을 큰 혼란 속에 빠뜨리는 문제는 1초 순간정전 시험(장비 전원스위치를 온-오프시킴)을 완벽하게 통과한 장비가 -50% 부근의 순간전압강하 이벤트에서는 장비가 다운되어 버려서 그 해결방안을 찾지 못하고 있는 것이다.

상기를 종합해 보면

1초 순간정전 대책에는 50% 순간전압강하 대책이 포함되지 않는다고 말할 수가 있는데, 더 정확하게 말하면, 선로 단선(Open:High Impedance)에 의한 1초 순간정전대책에는 50% 순간전압강하 대책이 포함되지 않지만, 선로 단락(Short:Low Impedance)에 의한 1초 순간정전대책에는 50% 순간전압강하 대책이 포함된다고 확실하게 말할 수가 있다.

ㅇ 대책 기술 세미나

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[한정규]

순간정전대책보다 순간전압강하 대책이 더욱 중요함.

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