6.6kV 공장 발전기 차단기 선정시 주의사항

6.6kV 공장 발전기 차단기 선정시 주의사항 

6.6kV 공장 발전기 차단기 선정시 주의사항

 

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1. 문제상황 
6.6kV 고압용 공장내 자가 발전기의 차단기를 선정하려고 합니다. 

공장내 자가 발전기의 차단기를 선정할 때 발전기용 차단기가 있다고 들었는데 
반드시 발전기용 차단기를 써야 사용전 검사에서 통과할 수 있는지?
일반 차단기를 사용해도 문제가 없는지? 별도 규정이 있는지 궁금합니다. 
(발전 용량검토에 따라 11kv 또는 6.6kv으로 선정될 예정입니다
발전기 1대의 출력이 30~45MW 이내로 검토되고있는데 공장내 전력사용 예정이고요)

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6.6kV 공장 발전기 차단기 선정시 주의사항

2. 해답
1. 말씀하신데로, 발전기 차단기 관련 전용 IEC규격(구 IEEE)에 따른 차단기가 있긴하나, 외산이고 가격도 비싸고, 또 국내 사용전 검사 시 요구되는 강제사항도 아닌 것으로 알고 있습니다.
2. 또, 6.6KV급 정도의 전압레벨에서는 일반 VCB를 적용해도 무방합니다. 다만, 고장전류 계산에 따른 단락전류와 관련된 모든 정격이 만족됨을 증명은 해야 할 것입니다.

현재 발전기 차단기 전용으로 만들어지는 차단기의 규격은 IEC/IEEE 62271-37-013에 따릅니다.
일반 VCB 차단기는 IEC 62271-100이구요.
이렇게 규격이 나뉘는 주된 이유는 발전기가 고장전류의 기여원으로 작용을 하는데, 아무래도 고장점에 가깝게 위치하는 형태가 되므로 고장전류의 Time Constant특성과, TRV(과도회복전압)의 상승률이 일반 차단기가 설치되는 조건과 달라, Special Condition으로 고려하는 것이 가장 큰 이유로 알고 있습니다. (예를 들어, IEC 62271-100를 근간으로 하는 일반 VCB차단기의 System time constant(X/R)를 45ms로 하는 반면, IEC/IEEE 62271-37-013를 근간으로 하는 발전기 차단기의 경우 133ms 입니다.)

따라서, 화력 및 원자력등의 대용량 발전기에서는 전용의 발전기 차단기(Generator Circuit Breaker ; GCB)가 필수적이고
그 타입도 진공이 아닌 Gas 차단기 형태이고 케이블 연결이 아닌 상분리모선(IPB) 연결 타입입니다. (소용량의 발전기 차단기가 판넬 형식에 장착되는 VCB로 생산됩니다.)

6.6kV 공장 발전기 차단기 선정시 주의사항

다만, 6.6KV급 등에서는 일반 VCB로도 충분하겠다라고 말씀드린 이유는
1. 국내의 경우, 사업주가 아닌 이상, 특별히 요구되는 규정이나 지침이 없고
2. 적용되는 발전기가 소용량인 경우가 많아 고장전류 계산을 통해서 검증해 보면, 일반 VCB로도 그 성능이 만족되거나
약간 불안하다 싶으면, 7.2KV가 아닌 12KV급등의 한단계 높은 전압 및 전류사양을 갖는 VCB 적용으로 충분히 대처가 가능하기 때문이였는데,

그런데, 위 경우, 30~45MW를 6.6KV로 언급을 하셨는데, 30~45MW 정도면 보통 11~13.8KV 정도가 일반적이라, 전압이 낮아지면 그 만큼 전류가 커지므로 그에 따라 고장전류도 커질 것 같습니다.
또, 만약 동기 개폐가 빈번한 환경이라면, 일반 VCB로의 적용은 기술적으로도 좀 더 면밀한 검토가 된 후 적용유무를 결정할 사항으로 판단됩니다.