2011. 09. 30 (원)전기기술그룹 · 2018-01-01 · q원전모선절체관련요건및문서...
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q 원전 모선절체 관련 요건 및 문서
• 10CFR50, GDC 17-Appendix A
• IEEE 741-2007
Protection of Class 1E Power Systems and Equipment in Nuclear
Power Generating Stations
• ANSI C50.41-2000
Polyphase Induction Motors for Power Generating Stations
• EPRI TR-103185
Bus Transfer Criteria for Plant Electric Auxiliary Systems
1. 소내전력계통 모선절체 개론 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 자동 모선절체 방식
• Fast Transfer
– Sequential
– Simultaneous
• In-Phase Transfer
• Residual Voltage Transfer
• Slow (Fixed-Time) Transfer
1. 소내전력계통 모선절체 개론 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 모선절체 기준
• Fast Transfer
– V/Hz (Vector difference): 1.33 pu 이하
– 모선 전압과 대기전원 위상차: 90º 이하
• Residual Voltage Transfer
– 전동기 모선 잔류전압 25~30% 이하
• Fixed-Time Transfer
– 전동기 합성 개방시정수의 1.5배 이상
1. 소내전력계통 모선절체 개론 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 표준원전 모선절체 방식
• Fast Transfer
– Sequential 방식, 25 계전기 사용
• Residual Voltage Transfer
– 저전압계전기 (27) 사용
2. 표준원전의 모선절체원전전력계통안전성증진워크숍
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q 모선절체 조건
• Unit Protection Trip
• GCB 개방 조건에서
SWYD PCB 트립
q해석 조건
• Unit Protection 구간의
전기적 사고 (6개 개소)
• 비전기적 사고로 인한 모선 절체
2. 표준원전의 모선절체원전전력계통안전성증진워크숍
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q 검토 대상
• 대기전원 투입 시점의 V/Hz
• 대기전원 투입 시점의 위상차
• 동기허용(Sync. Permissive) 위상각 적정성
• 전동기 재가속 성공 여부
• 모선 저전압계전기 동작 여부
• 대기전원 (SAT) 과전류계전기 동작 여부
2. 표준원전의 모선절체 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q Digital Bus Transfer System
• A사: HST (High Speed Transfer Device)
• B사: MBTS (Motor Bus Transfer System)
3. 디지털 모선절체 시스템원전전력계통안전성증진워크숍
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q 절체 방식 (Transfer Mode)
• Automatic Transfer
– Initiation: 보호계전기 동작, 외부 UVR(27) 또는 내부 UV Function
– Fast, In-Phase, Residual Voltage Transfer
– Fixed time (Slow) Transfer: VT 전압 감시 실패시
– Simultaneous / Sequential Mode
• Manual Transfer
– Hot Parallel Transfer
– Fast, In-Phase, Residual Voltage Mode
– Simultaneous / Sequential Mode
3. 디지털 모선절체 시스템 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 기타 주요 기능
• Bus UV (27B)
• Breaker Failure (50BF)
• UF (81), df/dt (81R)
• Over-Current (50)
• VT Fuse Loss Detection (60FL)
• Auto Trip
• Auto Close
• Oscillographic Recording
3. 디지털 모선절체 시스템 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 기존 방식과의 주요 특징 비교
주) 오동작에 의한 모선 인입 2개 차단기 개방 조건 대비
3. 디지털 모선절체 시스템 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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구 분 디지털 모선절체 방식 기존 모선절체 방식
모선절체 방식 - Fast - In-Phase- Residual Voltage- Fixed-Time
(모선 VT 입력 상실 조건)
- Fast- Residual Voltage
모선절체 모드 - Simultaneous (with 50BF)- Sequential
- Sequential
저전압 절체 및자동 투입 주)
- 제 공 - N/A
이벤트 기록 - 제 공(Oscillographic Record, Event log, SOE)
- N/A
q 적용시 주요 장점
• 모선 정전시간 최소화
– Fast / Simultaneous mode: 약 2 cycle 이내
(표준원전의 Sequential mode: 약 4~7 cycle 이내)
– Residual voltage 절체 동작 이전에 In-phase 절체 가능
3. 디지털 모선절체 시스템 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 적용시 주요 장점 (계속)
• 저관성 전동기 모선의 고속절체 성공 가능성 향상
• 전력계통의 동요 및 전동기 영향 최소화
– 전동기 재가속에 따른 돌입전류 완화
– 절체에 따른 대기전원 측 전압변동 완화
• Auto / Manual 겸용 사용
– Manual 절체시에도 안전하게 Dead-bus transfer 가능
(Fast, In-phase, Residual voltage transfer 가능)
3. 디지털 모선절체 시스템 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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q 적용시 주요 관심 사항
• 전압 크기 및 위상각의 측정 정밀도
– 모선 정전 기간 중 전동기 속도의 급격한 하락에 따른 모선 주파수 저하
(기존 Static Sync. Relay의 경우 5Hz 하락까지 정밀도 보장)
• 기기 검증
– EMI / RFI
– Software V&V
– 내환경 검증
3. 디지털 모선절체 시스템 (계속)원전전력계통안전성증진워크숍
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4. 결론 및 향후 계획원전전력계통안전성증진워크숍
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• 디지털 모선절체 시스템 적용시 전원공급 신뢰성, 운영성 향상
– 원전 소내전력계통 고속절체 성공 가능성 향상
– 전력계통 동요 및 대용량 전동기에의 영향 최소화
– 차단기 오동작 개방시, UV(27) 동작 전 상대편 차단기 자동 투입 가능
– 모든 절체 조건에서 Fast, In-phase, Residual voltage 검증 활성화
• 향후 추가 검토 계획
– 해외원전 적용 현황 파악
– 기기 검증 관련, Class-1E 계통 적용성 검토
– 소내전력계통 제어 로직 영향 검토 및 운영 방식 정립