선박 발전기 주회로 차단기 접점 폐쇄 실패 및 고장 트립의 원인 판정 및 해결

1. 주 회로 차단기 폐쇄 실패의 원인 진단 및 해결

1. 주 회로 차단기 폐쇄 실패 원인 분석

주 회로 차단기의 수동 폐쇄 조건: 트립 장치가 작동하지 않고, 에너지 저장 스프링이 정상적으로 에너지를 저장하고 있어야 한다. 주 회로 차단기의 전기적 폐쇄 조건: 수동 폐쇄 조건을 충족하고, 폐쇄 코일 및 폐쇄 제어 회로가 정상적으로 작동해야 한다.

회로차단기를 닫을 때, 내부 기구의 작동 소리와 접점이 닫히는 소리가 뚜렷하게 들립니다. 회로차단기의 전면판과 배전반에는 주 스위치가 닫혔음을 나타내는 표시가 있습니다.

(1) 전동 폐쇄 시, 버튼을 눌렀을 때 주 회로 차단기가 아무런 반응이 없으나 수동 방식으로 폐쇄하면 정상적으로 작동한다.

고장 원인은 개폐 제어 회로에 있습니다. 개폐 버튼을 누르는 동시에 멀티미터를 사용하여 개폐 신호가 차단기의 해당 단자에 도달하는지 측정하여 확인할 수 있습니다. 개폐 신호가 차단기 단자에 도달한다면, 이는 차단기 내부 제어 회로의 고장입니다.

(2) 전동 및 수동으로 개폐를 시도할 때, 스위치 내부 기구의 작동 소리는 들리지만 개폐가 되지 않는다.

고장 지점은 주 스위치의 기계적 구조에 있으며, 추가 점검이 필요합니다. 보호 트립 장치, 전기 연동 장치 등이 정상적으로 작동하고 있습니다. 발전기의 보호 트립 장치가 오작동하거나 작동 후 재설정되지 않은 경우, 또는 육상 전원과 연동된 경우 등은 모두 주 스위치를 트립 상태로 만들 수 있습니다. 보호 트립 장치, 전기 연동 장치 등은 일반적으로 회로 차단기의 트립 코일에 전류를 공급하여 작동하며, 멀티미터를 사용하여 저전압 트립기 코일과 분기 트립기 코일의 외부 단자에 트립 신호가 있는지 측정하여 확인할 수 있습니다. 신호에 발생할 수 있는 문제로는 과부하 전류, 단락 전류, 접지 고장 전류, 개폐 시 과도 전류가 지나치게 큰 경우 등이 있습니다.

간단히 말하면:

(1) 전압 저하 트립 장치가 작동하지 않을 경우: 퓨즈가 끊어졌는지 확인하고, 트립 장치 버튼의 접촉 상태가 양호한지 확인하며, 전압 저하 트립 장치 코일을 점검하여 단선이 발생한 경우 수리하거나 교체해야 합니다.

(2) 과전류 트립 장치의 오조절(작동 값이 너무 작음): 교정하여 규정된 값으로 조정한다.

(3) 트립 장치가 심하게 마모되어 걸리지 않는 경우: 트립 장치를 수리하거나 새 것으로 교체하십시오.

(4) 과열 트립 후 복귀되지 않은 경우: 몇 초간 기다려 열 요소가 복귀되도록 하십시오.

2. 주 회로 차단기 폐쇄 실패 고장 시뮬레이션

DW95를 예로 들면, 이 장치의 에너지 저장 방식은 전자석 방식이며, 고장이 발생하도록 설정되어 있습니다.

(1) 고장 지점 설정: 폐쇄 코일 제어 회로의 접점이 개방됨.

현상: 이동식 핸들을 사용하여 스위치를 닫을 수 있으나, 스위치 닫기 버튼을 눌러도 반응이 없다.

분석: 수동으로 개폐할 수 있다면, 에너지 저장 장치, 접점, 재폐로 장치가 정상임을 의미한다. 개폐 버튼을 눌러도 반응이 없다면, 개폐 제어 회로에 결함이 있음을 의미한다.

점검 방법: 닫힘 제어 회로를 참조하여, 닫힘 버튼을 누르는 동시에 멀티미터로 닫힘 신호가 차단기의 해당 단자에 도달하는지 측정할 수 있으며, 특히 닫힘 접촉기가 작동하는지 여부를 확인하는 것이 중요합니다.

(2) 고장 지점 설정: 전압 손실 코일 회로의 접점이 개방됨.

현상: 조작 손잡이를 움직이거나 개폐 버튼을 누르면 개폐 동작이 발생하지만, 곧바로 차단된다.

분석: 에너지 저장 스프링은 정상이지만, 트립 장치가 다시 잠기지 않는 것은 트립 장치에 결함이 있음을 나타냅니다. 이는 기계적 결함(예: 트립 장치의 심한 마모로 인해 걸리지 않는 경우)일 수도 있고, 전기적 결함(예: 전압 손실 트립 장치에 전원이 공급되지 않거나 분기 트립 장치에 비정상적으로 전원이 공급되는 경우)일 수도 있습니다.

점검 방법: 먼저 전기 회로를 점검하면, 전압이 떨어진 코일에 전원이 공급되지 않는 것을 금방 확인할 수 있으며, 단선 지점을 찾아내기만 하면 됩니다.

보충 설명: 차단 장치의 오작동이나 작동 후 재설정되지 않은 경우, 육상 전원과의 상호 잠금 기능 등은 일반적으로 주 회로 차단기의 무전압 트립기 코일에 전원을 차단함으로써 구현되며, 멀티미터를 사용하여 무전압 트립기 코일의 외부 단자에 차단 신호가 있는지 측정함으로써 확인할 수 있습니다.

(3) 고장 지점 설정: 과전류 트립기의 파라미터를 낮게 설정한다.

현상: 발전기가 때로는 연결되기도 하고 때로는 연결되지 않기도 하며, 연결된 후 부하가 증가하면 즉시 트립이 발생한다.

분석: 부하 변화로 인해 트립이 발생할 수 있으며, 이는 일반적으로 과전류 트립기의 설정값 불일치로 인해 발생합니다. 개폐 시 충격 전류의 무작위적인 변화로 인해 개폐가 때로는 성공하고 때로는 실패합니다.

점검 방법: 과전류 트립 값을 규정된 값으로 보정 및 조정합니다.

(4) 고장 지점 설정: 기계적 고장.

전기적 고장을 배제한 후, 기계적 고장을 확인할 수 있습니다. 이러한 고장은 일반적으로 제조사에서 수리해야 합니다.

흔히 발생하는 기계 고장으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

① 기계식 연결봉이 느슨함: 조여 주기만 하면 됩니다;

② 트립 장치의 마모: 새 것으로 교체해야 합니다;

③ 개폐 전자석이 걸림 현상: 조여 주십시오;

④ 트립 레버가 원활하게 회전하지 않거나 반작용 스프링이 노후화된 경우: 이에 따라 조정하십시오.

2. 주 회로 차단기 고장으로 인한 트립 원인 분석 및 해결

1. 주 회로 차단기 고장으로 인한 트립 원인 판단

시스템에 단락이나 직접 접지 현상이 없고, 계전 보호 장치가 작동하지 않은 상태에서 차단기가 자동으로 트립되는 경우를 차단기의 “오작동”이라고 한다. “오작동”에 대한 분석, 판단 및 처리는 일반적으로 다음 세 단계로 진행된다.

(1) 사고 현상의 다음 특징에 근거하여 “오작동”으로 판단할 수 있다.

트립 발생 전, 주 스위치가 위치한 발전기 제어반의 계기 판독값과 배전반의 절연 표시가 정상이었으므로, 시스템에 단락 고장이 없음을 나타냅니다. 트립 발생 후, 해당 발전기 제어반의 전압계, 전류계 및 전력계의 표시값은 0이었습니다.

(2) 원인을 규명하고, 각각에 따라 처리한다.

인원의 실수로 인한 접촉이나 오작동, 또는 보호 패널이 외부의 진동을 받아 자동으로 트립되는 “오작동”의 경우, 스위치 고장의 원인을 제거한 후 즉시 전원을 복구해야 한다. 그 외의 전기적 또는 기계적 부품 고장으로 인해 즉시 전력 공급을 재개할 수 없는 경우에는 기관장에게 연락하여 상황을 설명하고, “오작동’으로 트리거된 회로 차단기를 사용 중지시킨 후 점검 및 수리 조치를 취해야 한다.

(3) “오작동”으로 작동한 차단기에 대해 전기적 및 기계적 측면의 고장 점검과 분석을 각각 실시한다.

전기적 고장의 원인: 보호 장치의 오동작 또는 설정값 오류, 또는 전류·전압 변류기 회로 고장; 2차 회로의 절연 성능 불량, 직류 시스템에서 2점 접지 발생(트립 회로에서 2점 접지 발생).

기계적 고장 원인: 개폐 유지 브래킷과 차단 잠금 장치가 제대로 고정되지 않아 트립이 발생했다.

2. 주 회로 차단기의 오작동 시연

(1) 고장 지점 설정: 선박의 진동을 시뮬레이션한다.

현상: 전원 손실 경보만 발생하고, 구체적인 고장 경보는 발생하지 않는다.

분석: 계전기 보호 기능이 아닌 경우, 조작자의 실수로 인한 접촉이나 오작동, 또는 기계적 외력에 의한 진동으로 인해 트립 장치가 제 기능을 하지 못해 “오작동”이 발생했을 가능성이 있습니다.

조치 방법: 즉시 스위치를 닫아 전력을 공급할 수 있습니다.

(2) 고장 지점 설정: 과전류 트립기의 설정값을 낮춥니다.

현상: 발전기의 부하 전력이 클 때, 정전이 매우 자주 발생한다.

분석: 부하 증가로 인해 트립이 발생할 수 있으며, 이는 일반적으로 과전류 트립기의 파라미터 불균형으로 인해 발생하지만, 전류 변류기나 전압 변류기 회로 고장, 또는 2차 회로의 절연 성능 저하로 인해 오트립 신호가 발생할 수도 있다.

점검 방법: 과전류 트립 값을 규정된 값으로 보정 및 조정합니다.

(3) 고장 원인: 전압 손실 트립 장치의 반작용 스프링 장력이 지나치게 크다.

현상: 고출력 비동기 전동기가 시동될 때 발전기가 트립된다.

분석: 고출력 비동기 전동기가 시동될 때 순간적인 전압 급강하가 발생하는데, 이 때 무전압 트립기의 반작용 스프링 장력이 지나치게 크면 무전압 트립기가 오작동할 수 있다.

해결 방법: 반작용 스프링의 장력을 줄인다.

3. 주 회로 차단기가 풀리지 않는 원인의 판단 및 해결 방법

주 회로 차단기를 전동으로 개방할 수 없는 경우, 먼저 회로 차단기 패널의 개방 버튼을 눌러 수동으로 개방해 보십시오. 수동 개방에 성공하면 주 회로 차단기를 분리하여 주 회로 차단기의 전동 개방 제어 회로를 추가로 점검할 수 있습니다. 만약 수동 차단이 불가능할 경우, 두 배전반 구간 사이의 연동 스위치를 수동으로 분리하거나, 주 회로 차단기가 연결된 배전반의 고장 주 회로 차단기를 분리하여 고장 주 회로 차단기가 연결된 배전반 구간을 격리해야 합니다. 고장 주 회로 차단기가 연결된 배전반 구간의 전원이 완전히 차단된 후, 주 회로 차단기를 분리할 수 있으며, 주 회로 차단기의 기계식 트립 장치와 전동 차단 제어 회로를 추가로 점검할 수 있다.

1. 주 회로 차단기가 트립되지 않는 원인 분석

프레임형 자동 공기 차단기의 트립 방식에도 전동식과 수동식 두 가지가 있습니다. 일반적으로 전동식을 사용하며, 이는 배전반의 차단 버튼이나 자동 제어 시스템에서 전송된 신호를 통해 차단 제어 회로를 작동시켜 차단기를 트립시키는 방식입니다. 비상용으로, 일반적으로 주 스위치에는 수동 트립 방식이 마련되어 있어, 차단기 패널의 버튼을 통해 주 스위치의 기계 장치를 직접 구동하여 트립시킵니다.

(1) 전동 방식과 수동 방식 모두로 차단할 수 없는 경우, 주 차단기의 기계적 장치를 추가로 점검해야 합니다.

(2) 수동으로 차단할 수 있지만 전동으로 차단할 수 없는 경우, 고장 지점은 차단 제어 회로에 있다. 전동 차단 제어는 스위치의 저전압 트립기 코일에 전원을 차단하거나 분기 트립기 코일에 전원을 공급함으로써 이루어지므로, 배전판의 차단 버튼을 누른 상태에서 멀티미터로 저전압 트립기 코일과 분력 트립기 코일의 외부 단자를 측정하여 확인할 수 있습니다.

브레이크가 풀리지 않는 일반적인 원인과 대처 방법:

(1) 트립 코일이 작동하지 않는 경우: 트립 코일의 작동 전압이 정상인지, 퓨즈가 끊어졌는지 확인하십시오. 트립 버튼의 접촉 상태가 양호한지 확인하십시오. 트립 코일을 점검하여 단선이 확인되면 수리하거나 교체하십시오.

(2) 주 접점이 타서 달라붙은 경우: 주 접점을 점검, 수리 또는 교체하십시오.

(3) 구동 장치가 걸림: 구동 장치를 점검하고 수리하십시오.

2. 고장 시연 (DW95를 예로 들어, 전자석 에너지 저장)

(1) 고장 지점 설정: 분기 코일 회로의 접점이 개방됨.

현상: 수동으로 차단기를 내릴 수는 있으나, 차단 버튼을 눌러도 반응이 없습니다.

분석: 일반적으로 원격 차단은 분기 자석식 트립기를 통해 이루어집니다. 원격 차단에는 전용 트립 회로가 별도로 마련되어 있습니다. 고장은 트립 제어 회로 또는 분기 자석식 코일 회로에서 발생할 수 있습니다.

점검 방법: 멀티미터를 사용하여 전원을 차단한 상태에서 개방 회로 지점을 측정합니다.

(2) 고장 지점 설정: 반작용 스프링의 힘을 줄인다.

현상: 발전기에서 저전압 및 역전력 고장이 발생했으나 트립되지 않았다.

분석: 저전압 및 역전력 보호는 모두 전압 손실 트립 장치가 작동하여 회로를 차단함으로써 이루어집니다. 트립이 발생하지 않았다면, 전압 손실 트립기가 작동하지 않았음을 의미하며, 이는 전압 손실 코일에 전원이 공급되지 않았기 때문일 수 있습니다(예: 상시 폐쇄 접점이 작동하지 않은 경우). 또한 레버가 기계적으로 걸렸거나 반작용 스프링의 탄성력이 너무 약한 것일 수도 있습니다.

점검 방법: 전기 회로 고장을 수리한 후, 트립 장치의 암철을 수동으로 눌러 트립 장치의 기계적 회전 여부가 원활한지, 반작용 스프링의 장력이 어느 정도인지 확인합니다. 반작용 스프링의 장력을 높여 고장을 해결합니다.

(3) 고장 지점 설정: 기타 고장.

분석: 주회로 차단기의 구동 장치가 걸리면 차단기가 풀리지 않을 수 있습니다. 먼저 잠금 장치에 문제가 있는지 점검해 볼 수 있습니다. 주접점이 타서 달라붙은 경우에도 차단기가 풀리지 않을 수 있습니다.