비상발전기 보호계전

보호계전기의 목적과 개요
디젤엔진 비상발전기의 보호계전기는 발전기와 엔진의 이상 상태 발생 시, 심각한 고장을 예방하고 발전기의 손상을 최소화하며, 인명과 설비의 안전을 확보하기 위해 설치한다. 계전기는 발전기와 엔진으로부터 얻은 각종 전기적·기계적 신호를 감지하여 이상 발생 시 자동으로 차단기나 경보를 작동하게 된다.

주요 보호계전기 종류와 기능

1. **전류계전기 (과전류계전기, 부족전류계전기)**

발전기 보호는 전기적 보호뿐만 아니라 기계적 보호(냉각, 윤활, 연료공급)도 함께 고려해야 하므로, 계전기는 다양한 신호를 포괄적으로 감시한다. 건축물에 설치하는 디젤엔진 비상발전기의 보호계전방식은 발전기와 엔진의 안전한 운전을 위해 과전류계전기, 부족전류계전기, 과전압·저전압계전기, 주파수계전기, 온도계전기(냉각수 및 윤활유), 압력계전기(윤활유압 및 연료압), 속도계전기, 위상불평형 및 역상계전기 등 다양한 보호계전기를 적용한다. 각 계전기는 발전기 및 엔진의 이상 상태(과부하, 단락, 과전압, 저전압, 온도·압력 이상, 주파수 불안정 등)를 실시간으로 감지하여 신속히 차단기 작동 또는 경보를 발령하여 설비 손상과 인명 사고를 방지한다. 또한, 보호계전기는 발전기 제어반에 통합되어 정밀한 설정과 신속한 동작을 보장하며, 다중 보호체계로 안전하고 신뢰성 높은 비상발전기 운전이 가능하도록 설계된다.

• 과전류계전기: 과전류 발생 시 작동하여 단락사고나 과부하 상태에서 비상 발전기를 빠르게 차단한다.
• 부족전류계전기: 발전기 운전 중 발생 가능한 저전류 상태(예: 부하 이상)를 감지하여 사고를 예방한다.

과전압 및 저전압 계전기

• 과전압계전기: 발전기 출력 전압이 설정치 이상으로 상승할 경우 동작하여 설비 이상을 방지한다.
• 저전압계전기: 전압 강하가 지나치게 발생하면 계전기가 동작하여 전압 불안정 상태를 차단한다.

• 주파수 계전기

발전기의 정상 주파수 범위를 벗어나 과주파수 또는 저주파수가 발생하면 동작하여 발전기를 보호한다.

• 온도계전기 (냉각수 온도, 윤활유 온도 계전기)

디젤엔진의 과열을 방지하기 위해 엔진 냉각수 및 윤활유 온도를 측정하여 이상 과열 시 발전기를 정지시킨다.

• 압력계전기 (윤활유압, 연료압)

윤활유압이 저하되거나 연료공급에 이상이 생기면 계전기가 동작해 엔진 손상을 막는다.

• 속도계전기

엔진 회전수가 정상 범위를 벗어나면(과속 또는 저속) 보호 기능을 수행한다.

• 역상, 위상 불평형 계전기

3상 전원의 위상 불균형, 역상이 발생하면 발전기 손상 방지를 위해 작동한다.

Step 3
보호계전기의 적용 방법

발전기와 엔진의 보호계전기는 보통 발전기 제어반에 내장되거나 외부에 설치된다.

보호계전기는 계통과 연동되어 비상 정지 신호를 발전기 차단기에 보내거나, 경보를 발령한다.

각 계전기는 설정값(임계치)이 명확히 규정되어 있으며, 신속하고 정확한 동작이 필수적이다.

Step 4
종합적 보호 시스템 설계의 중요성

복수 종류의 보호계전기가 조합되어 상호 보완적 작용을 하며, 다중 고장 상황에서도 발전기 손상을 최소화한다.