과부하 테스트

I. 선박 발전기 과부하 및 단락 개요

해양 전력 시스템에서는 일반적으로 작은 과전류는 과부하라고 하며, 심각한 과전류(예: 단락)는 과전류라고만 합니다. 퍼팅발전기 정격 전류의 1.1배를 작은 과부하라고 합니다.；발전기 정격 전류의 1.5배가 더 큰 과부하로 알려져 있습니다.；단락은 심각한 과부하로 알려져 있습니다.。

발전기 손상의 주요 원인은 단락 전류로 인해 발생하는 열과 기전력이며, 장시간 과전류 작동으로 인해 발생하는 열로 인해 절연이 악화될 수 있습니다. 발전기의 허용 작동 전류 범위는 주로 고정자 전기자 권선을 통해 흐르는 전류에 의해 결정됩니다.

발전기 열은 전류의 크기와 지속 시간, 즉 발전기의 열 용량에 의해 결정됩니다. 발전기 과전류 특성은 다음과 같습니다: 발전기 허용 작동 시간의 1.1배에서 정격 전류가 2시간을 초과하지 않는 경우; 1.5배에서 발전기 정격 전류가 5분을 초과하지 않는 경우 일반적으로 규정의 안전 관점에서:발전기 정격 전류의 1.1배에서 허용되는 작동 시간은 15분을 초과하지 않아야 하며, 발전기 정격 전류의 1.5배에서 허용되는 작동 시간은 2분을 초과하지 않아야 합니다.

독립형 작동에서 발전기의 보호는 주로 과전류 보호입니다. 발전기가 전류 과부하를 견딜 수있는 경우 발전기 정격 전류의 1.1 배에서 전류는 2 시간 동안 작동 시간을 허용하고, 발전기 정격 전류의 1.25 배에서 30 분 동안, 발전기 정격 전류의 1.5 배에서 5 분 동안 활성 전력 과부하는 주로 원동기의 유형에 따라 디젤 엔진을 허용 작동 시간 2 시간의 정격 전력 1.1 배, 30 분의 정격 전력 1.2 배, 5 분의 정격 전력 1.35 배에서 견디는 것을 결정하므로 발전기에서 일정 시간의 과부하를 허용합니다. 따라서 발전기 자체에서 메인 스위치를 즉시 트립 할 필요없이 일정 시간 동안 과부하가 허용됩니다.

II. 선박 발전기의 외부 단락 원인 판단 및 제거

(i) 선박 발전기의 외부 단락 보호 개요

발전기 및 전기 장비의 발전기 외부 단락 오류는 매우 영향력이 있으므로 단락 오류가 발생하면 보호 장치가 신속하게 작동해야합니다. 그러나 보호의 선택성을 실현하기 위해 일정한 지연 시간도 주어집니다. 발전기 외부 단락 보호의 경우 중국 선급 협회 "강철 항해 선박 선급 사양"은 다음과 같은 조항을 만들었습니다. 선박 발전기 외부 단락 보호의 경우 일반적으로 단락 단락 지연 및 단락 순간 조치 보호 기능을 갖추어야합니다. 단락 전류가 정격 전류의 2 ~ 2.5 배에 도달하면 보호 장치가 0.2 ~ 0.6 초 지연되어 발전기가 자동으로 트립되고, 단락 전류가 정격 전류의 5 ~ 10 배에 도달하면 보호 장치가 순간적으로 작동하여 발전기가 자동으로 트립되도록해야합니다.

선박 전력망의 단락 보호(전력망에 단락이 발생하면 자동으로 고장을 제거하는 기능)의 가장 중요한 문제는 보호 장치의 선택성으로, 이는 고장이 발생하면 보호 장치가 고장난 부분만 제거하고 이전 단계의 보호 장치가 작동하지 않도록 하는 것을 의미합니다. 이렇게 하면 결함이 없는 다른 장비는 계속 정상적으로 작동할 수 있습니다.

그리드 선택적 보호를 달성하려면 일반적으로시간 원칙和현재 원칙정정을 수행합니다:

• 시간의 원리:모든 레벨에서 보호 장치의 동작 시간 설정 값의 차이로 선택적 보호를 실현하는 것을 의미합니다. 동작 시간은 전력을 사용하는 장비에서 전원 공급 장치로 향하는 방향으로 단계적으로 증가하도록 보장되어야 합니다. 고장의 지속 시간을 최대한 단축하기 위해 전력 장비의 가장 가까운 스위칭 시간은 가능한 한 짧아야 고장을 신속하게 제거 할 수있을뿐만 아니라 두 수준의 보호 장치의 앞뒤가 선택적 조치의 목적을 갖도록하기 위해 핵심은 두 수준의 보호 조치 시간 차이의 앞뒤를 올바르게 선택하는 데 있습니다. 선박 전력망의 일반적인 시간 차이는 0.15~0.58초이며, 핵심은 앞뒤 보호 조치 사이의 시간 차이를 올바르게 선택하는 데 있습니다.
• 현재 원칙:모든 레벨에서 보호 장치의 동작 전류 설정 값의 차이에 의해 선택적 보호를 실현하는 것을 의미합니다. 동작 전류는 전력을 사용하는 장비에서 전원 공급 장치로 향하는 방향으로 단계적으로 증가하도록 해야 합니다. 전원 공급 장치에 가까울수록 동작 전류가 높아집니다. 전류에 따른 선택적 보호 원리를 사용하면 단락이 발생할 경우 동작이 빠르다는 장점이 있습니다. 동작 시간은 보호 장치의 고유 한 동작 시간 (일반적으로 약 0.1 초)에만 의존하며 단점은 종종 스위치 전류 차단 용량의 제한을 받고 외부 요인에 의한 간섭에 취약하며 레벨 간 조정도 더 어렵 기 때문에 선박 전력 시스템의 용량에 자주 사용됩니다.

선박의 전력망의 단락 보호는 시간 원칙과 전류 원칙을 포함하는 포괄적인 원칙을 따릅니다. 주 배전반 및 비상 배전반 피더 스위치에서는 일반적으로 지연 단락 보호로 설정되지 않지만 장치 유형 자동 스위치의 전류 원리를 더 많이 사용하여 최대 0.02 ~ 0.05 초의 전자기 순간 방출 시간을 계통 끝 (전력 장비 수준에 가장 가까운)에서 계통 끝과 발전기의 퓨즈에 사용하여 단락 보호를 위해 퓨즈에 사용할 수 있습니다.

(ii) 선박 발전기의 외부 단락 고장 원인 분석

선박용 발전기의 외부 단락의 주요 원인은 일반적으로 다음과 같습니다:

1. 케이블 절연 손상
장기간 사용으로 인한 노화: 케이블의 장기간 사용으로 절연층이 노화되어 상간 또는 상간 접지 단락이 발생합니다.
습기 또는 염수 분무 침식: 선박의 환경이 습하여 케이블 절연층이 습기를 흡수하거나 염수 분무에 의해 부식되어 누수 및 단락이 발생합니다.
기계적 손상: 케이블이 압출, 진동 또는 긁힘의 외부 힘을 받아 절연층이 파손되어 단락이 발생하는 경우입니다.

2. 부하 장비의 단락
모터 권선 단락: 모터 고정자 또는 회전자 권선의 절연이 손상되어 위상 또는 회전 사이에 단락이 발생합니다.
난방 장비 고장: 절연 손상 또는 노후 단락으로 인한 전기 난방 장비(예: 보일러 히터, 전기 히터).
배전 장비의 단락: 배전함 또는 제어 캐비닛 내부의 잘못된 배선 또는 절연 불량으로 인해 단락이 발생했습니다.

3. 전기 부품의 고장
회로 차단기, 접촉기 소손: 과도한 전류 또는 장비의 노후화로 인해 접촉이 끊어지고 단락이 발생합니다.
느슨한 스위치 및 연결 단자: 진동 또는 장기간 작동으로 인해 단자가 느슨해져 상간 또는 상간 접지 단락이 발생할 수 있습니다.
커패시터 및 변압기 고장: 필터 커패시터 또는 변압기 권선의 단락으로 인해 발전기가 트립되는 경우입니다.

4. 습기 또는 오염
습한 환경: 해양 전기 장비는 습도가 높은 환경에 장시간 노출되면 절연이 저하되고 합선이 발생하기 쉽습니다.
그리스와 먼지의 축적: 전도성 먼지가 배전함 및 배선함 내부에 쌓이면 단락을 일으킬 수 있습니다.

(iii) 선박 발전기의 외부 단락 결함 판별

1. 예비 판단
자동 스테이션 관리 시스템이 있는 발전소의 경우 발전기 주 스위치 트립이 발생하여 주 계통이 정전되고 알람 외에 나셀에서 응답이 없고 알람이 단락 고장을 나타내는 경우 발전기의 외부 단락 고장이 발생했음을 의미합니다.
기존 발전소의 경우 발전기 주 스위치가 트립되고이 트립이 동시에 여러 개의 큰 부하를 시작하기 위해 발생하지 않고, 하역 작업을 위해 선박의화물 리프터를 사용하지 않고, 속도 저하가 처음 발생한 후 주 스위치가 트립되지 않고, 전압 강하가 처음 발생한 후 트립되지 않고 (램프의 밝기로 식별 가능), 일반적으로 단락 오류 외부 발전기에서 발생한 것으로 판단 할 수 있습니다. 일반적으로 발전기 외부 단락 오류라고 판단 할 수 있지만 발전기 병렬 작동 부적절한 발전기 전류가 단락 보호 설정 값에 도달하는 등 관련 직원의 작동 오류를 배제하지 않고 주 스위치 자체가 트립으로 인한 오류 일 가능성도 있습니다.

2. 구체적인 판단
선박 발전기에 외부 단락이 발생하면 일반적으로 전류가 비정상적으로 증가하여 회로 차단기가 트립됩니다. 고장의 위치와 원인을 정확하게 파악하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다:
(1) 고장 현상 관찰: 발전기 트립, 경보 표시(PMS의 단락 경보), 케이블 또는 장비의 연기/연소.
(2) 차단기 단계별 조사 : 발전기 무부하 운전 후 정상을 관찰하기 위해 분기 스위치를 하나씩 닫아 차단기를 닫은 후 어느 것이 트립되는지 관찰합니다.
(3) 절연 저항 테스트: 절연 저항 테스터를 사용하여 상대 접지 및 위상 간 저항을 측정하면 1MΩ 이하로 떨어질 위험이 있습니다.
(4) 장비 점검: 케이블 상태, 부하 장비, 차단기 소손 또는 접점이 있는지 확인합니다.

(iv) 선박 발전기의 외부 단락 문제 해결

위의 방법으로 단락 지점을 찾은 후 다음 방법으로 수리하세요:
1. 케이블 수리: 손상된 케이블을 교체하고, 젖은 케이블은 전기 히터나 헤어드라이어로 말릴 수 있습니다.
2. 장비 유지보수: 결함이 있는 장비의 수리 또는 교체, 오염된 배전함의 청소.
3. 느슨한 배선 조이기: 연결이 안전한지, 열화상 카메라로 비정상적인 온도 상승을 감지할 수 있는지 확인합니다.
4. 손상된 부품 교체: 새 회로 차단기 또는 퓨즈로 교체하고 보호 매개변수를 재조정합니다.

(v) 선박 발전기의 외부 단락 고장 방지

정기적으로 단열재를 점검하고, 보호 장치를 합리적으로 사용하고, 장비를 깨끗하게 유지하고, 부하의 과부하 작동을 피하세요.

(vi) 선박 발전기의 외부 단락 결함에 대한 실제 훈련 운영

(1) 터빈 시뮬레이터를 사용하여 그림 6-3과 같이 고장 지점을 설정하면 주 해수 펌프의 주 회로가 단락되고 단락 지점은 주 해수 펌프 회로 차단기 입구에 있으며 주 해수 펌프 분배 스위치를 분리할 수 없습니다.

그림 6-3 주 스위치 보호 장치 파라미터 설정 인터페이스

(2) 관찰된 현상: 발전기 메인 스위치 트립, 발전기 이상 경보.
(3) 분석: 오작동, 과부하 및 저전압의 요인을 제거한 후 단락이 발생한 것으로 가정할 수 있습니다.
(4) 단락 지점 찾기: 모든 부하를 제거한 후 부하 공기 스위치를 하나씩 닫고 주 해수 펌프 회로를 닫을 때 발전기가 트립하여 외부 단락 지점을 확인합니다. 동시에 주 해수 펌프 분배 스위치 자체에 오류 또는 시간 매개 변수 설정 오류가 있는지 확인합니다.
(5) 문제 해결: 장비를 제거하고 그리드의 전원을 복구합니다. 주 해수 펌프 분배 스위치와 단락 지점을 수리하세요.

선박 발전기 과부하 결함의 원인 판단 및 제거

(i) 선박의 발전기 과부하 보호 개요

선박용 발전기 과부하 보호의 원칙은 한편으로는 발전기를 손상으로부터 보호하고, 다른 한편으로는 전원 공급이 가능한 한 중단되지 않도록 하는 것입니다. 따라서 발전기 과부하 보호는 다음과 같이 널리 사용됩니다.자동 등급별 언로딩 보호즉, 발전기에 과부하가 걸린 후 자동 등급 해제 장치는 먼저 보조 부하의 일부를 해제하여 발전기의 과부하 현상을 제거하고 경보 신호를 발행합니다. 일정 시간 내에 과부하를 제거 할 수없는 경우 발전기가 손상되는 것을 방지하기 위해 과부하 보호 장치는 자동 발전기 과부하 트립 신호를 발행하여 버스 바에서 발전기를 제거해야합니다.

발전기 단시간 과부하 (대형 모터 시동, 여러 모터가 동시에 시동 및 전력망의 맨 끝 단락으로 인한 과부하)의 경우 보호 장치는 이러한 단시간 과부하를 피해야합니다. 즉, 과부하 보호에는 특정 시간 지연 특성이 있어야합니다. 발전기 과부하 보호에 대해 "강선 선급 사양"은 자동 등급 해제 장치가없는 발전기의 경우 과부하가 125% ~ 135% 정격 전류에 도달하면 보호 장치가 15 ~ 30 초 동작을 지연하여 발전기가 자동으로 트립되도록 규정하고, 자동 등급 해제 장치가있는 발전기의 경우 과부하가 150% 정격 전류에 도달하면 보호 장치가 10 ~ 20 초 동작을 지연하여 발전기가 자동으로 트립되도록 규정하고, 자동 등급 해제 장치가있는 발전기는 150% 정격 전류가되면 보호 장치가 10 ~ 20 초 지연되도록 규정하고 있습니다. 자동 등급 해제 장치가있는 발전기의 경우 과부하가 150% 정격 전류에 도달하면 보호 장치가 10 ~ 20 초 동안 지연되어 발전기가 자동으로 트립됩니다.

선박 발전기 과부하 보호는 일반적으로 자동 공기 회로 차단기의 과전류 차단기를 통해 이루어집니다. 우선순위 과전류 계전기 동작 전류 설정은 장지연 설정 전류의 발전기 과부하 보호에 기반합니다. 예를 들어 선박 발전기의 정격 전류가 770A이고 우선 과전류 계전기가 장 지연 과전류 검출기 설정 전류의 90%로 설정된 경우 : 장 지연 설정 전류 = 770 × 1.1 = 847A, 우선 과전류 분리 설정 전류 = 847 × 0.9 = 762.3A, 발전기 정격 전류의 우선 과전류 분리 설정 전류는 99%입니다. 과전류 분리 우선 순위 지정 지연 시간 설정은 과전류 계전기의 동작 전류 설정과 긴 지연 전류의 발전기 과부하 보호가 서로 조정되어야 할뿐만 아니라 지연 시간 설정도 잘 조정되어야합니다. 실제 설계에서 장 지연 트리퍼의 지연 시간은 일반적으로 15-30 초로 설정되므로 우선 트리핑을위한 과전류 계전기의 지연 시간은 15 초 미만으로 설정해야합니다.

중요하지 않은 부하의 우선 차단은 일반적으로 부하의 특성, 전력의 크기에 따라 조정됩니다. 예를 들어 컨테이너 선박은 2단계로 구분되는데, 첫 번째 단계는 정비 도구, 주방 장비, 정수기 등을 차단하고 두 번째 단계는 냉장 컨테이너의 전원 공급을 차단합니다. 우선적으로 차단되는 부하의 수는 병렬로 작동하는 발전기의 수와 부하율에 따라 달라집니다.

(ii) 선박의 발전기 과부하 고장 원인 분석

선박 발전기 과부하 오류는 발전기의 출력 전력이 정격 전력을 초과하여 과도한 전류, 온도 상승, 심지어 보호 장치의 트립을 유발하는 것을 말합니다. 다음은 일반적인 원인에 대한 분석입니다:

1. 과부하로 이어지는 부하 증가
(1) 부하의 총 전력이 발전기의 정격 전력을 초과하는 경우: 새로운 고전력 장비 또는 여러 장비가 동시에 시동된 경우. 예를 들어, 벌크선 적재 및 하역 작업에서 갑작스러운 부하로 인해 전압 강하 트립이 발생했습니다.
(2) 부하 장비의 비정상적인 작동: 모터 막힘, 단락 또는 전기 장비의 노후화. 예를 들어, 화학 선박의 밸러스트 펌프 베어링이 손상되어 전류가 35%를 초과했습니다.
(3) 부적절한 무효 전력 보상: 낮은 역률 작동으로 인해 총 전류가 증가합니다.

2. 발전기 출력 용량 감소
여기 시스템의 고장, 권선의 열화 또는 손상, 베어링 또는 냉각 시스템 고장, AVR 고장(저전압 및 전류 증가)이 원인입니다.

3. 운영 환경 요인
높은 주변 온도, 높은 습도 또는 염수 분무, 기계적 진동으로 인해 배선이 느슨해질 수 있습니다.

4. 제어 시스템 문제
(1) 고르지 않은 부하 분배: 여러 장치가 병렬로 연결된 경우 한 장치에 너무 많은 부하가 걸립니다. 예를 들어, 유조선이 비정상적인 거버너로 인해 다른 장치에 과부하가 걸리는 경우입니다.
(2) 보호 장치 오작동: 설정 값이 너무 낮습니다.
(3) 잘못된 매개변수 설정: 예: PMS가 대기 중인 머신을 자동으로 시작하지 못해 실행 중인 머신이 과부하되어 트립되는 경우.

(iii) 선박 발전기 과부하 결함 판단

주 스위치 트립으로 인한 발전기 과부하는 일반적으로 고부하 시작 대형 부하를 실행하는 단일 기계, 여러 대형 부하가 동시에 시작되거나 등급이 지정된 언로드 실패 및 기타 경우에 병렬 작동을 실행하는 단일 기계에서 발생합니다. 판단 방법은 다음과 같습니다:

• (1) 직관적 판단: 비정상적인 열, 타는 냄새 및 제어판 알람을 관찰합니다.
• (2) 계측기 측정: 비정상적인 전압 강하 및 유효 전력 초과 여부를 확인합니다.
• (3) 부하 분석: 새로운 고전력 또는 동시 시동 장비가 있는지 여부.
• (4) 테스트 방법: 부하를 점차적으로 줄이고 전류 변화를 관찰하거나 병렬 발전기 테스트를 대체합니다.
• (5) 진단 로그: PMS 기록을 봅니다.

(iv) 선박의 발전기 과부하 문제 해결

부하 분배 조정, 운영 최적화(그리드 연결), 열 환경 점검 및 전력 시스템 제어 설정 보정.

(v) 선박의 발전기 과부하 결함에 대한 예방 조치

정기적인 매개변수 측정, 부하 합리화, PMS 시스템 설치 및 정기적인 장비 유지보수.

(vi) 선박 발전기 과부하 보호 실습 운영

과부하 보호(긴 지연 해제)는 일반적으로 스위치가 “테스트” 위치에 있는 메인 스위치 캘리브레이터를 사용하여 시뮬레이션합니다. 터빈 시뮬레이터 사용 절차는 다음과 같습니다:
(1) 장애 지점 설정: 하나의 컴퓨터가 더 높은 전력으로 실행 중일 때는 다른 큰 부하를 켜세요.
(2) 관찰된 현상: 메인 스위치 트립, 비정상 알람.
(3) 분석: 우선순위 해제 표시를 식별하고 과부하로 판단합니다.
(4) 문제 해결: 게이트를 직접 닫아 중요 부하를 복원합니다. 큰 부하를 켜기 전에 전원을 켜고 대기 상태로 병합하여 부하를 분산하세요.