전기설비신뢰성확보방안 - kins · mov 단자대내pcs 48vdc 단자식별표식및절연...

제12회 원자력안전기술 정보회의

전기설비전기설비 신뢰성신뢰성 확보방안확보방안((원전원전 불시정지불시정지 후속조치후속조치 및및 개선방안개선방안))

2007.4.62007.4.6

한수원한수원 정비기획처정비기획처

전기기술부 강승복 [email protected]전기기술부 강승복 [email protected]

제12회 원자력안전기술 정보회의2

I.I. 最近最近故障故障現況現況

II.II. 發電停止發電停止分析分析

III.III. 後續措置後續措置 및및 改善方案改善方案

IV.IV. 向後向後計劃計劃

發表順序發表順序


ⅠⅠ. . 最近最近故障故障現況現況


울진5호기 발전정지(’07.1.15)울진울진55호기호기 발전정지발전정지((’’07.1.15)07.1.15)

Ⅰ. 最近故障現況(1/8)ⅠⅠ. . 最近最近故障故障現況現況(1/8)(1/8)

▣ 고장내용

순환수펌프(PP04) 출구밸브(V76) 점검 과정에서

48VDC 전원과 120VAC 전원 혼촉

제어계통(PCS)의 전원상실로 제어봉 구동전원 저전압

신호발생(오신호)


▣ 발전정지 개략도

48V DC

120V AC

CW-V-76

MCC

터빈 정지

PCSMARK-V

48V 48V

전원 상실

혼촉 발생

CEDMCS저전압신호



▣ 재발방지대책

MOV 단자대내 PCS 48VDC 단자 식별표식 및 절연

순환수 펌프 출구밸브 정비절차서 신규 작성

전원 연결시 주의 사항 및 인적실수 예방기법 적용

PCS 전원공급기 역전압 보호회로 설치

PCS 연관 작업중 과도상태 유발가능 기기 목록작성

및 작업관리 방안 수립



영광1호기 발전기 지락고장(’07.2.18)영광영광11호기호기 발전기발전기 지락고장지락고장((’’07.2.18)07.2.18)


▣ 고장 및 손상부품

고정자권선(13번 Top Bar와 4번 Bottom Bar) 터빈측 연결부 아

크 용융으로 지락보호계전기(359N) 동작

손상

고정자권선(13, 4) 용융 및 권선 수실캡 균열(37B, 11T)

터빈측 냉각수 모관 균열, 온도감지기(TC) 및 테프론 호스

회전자권선 오손으로 인한 절연저하(0㏁)


▣ 고장원인


고정자 권선 연결부 균열 또는 접속불량으로 아크 및 열 발생고정자 권선 연결부 균열 또는 접속불량으로 아크 및 열 발생

발생한 열에 의해 주변 냉각수 공급용 테프론 호스 손상발생한 열에 의해 주변 냉각수 공급용 테프론 호스 손상

손상부위에 수소유입, SCW 탱크 압력상승 및 발전기 내부로

고정자 냉각수 누설

손상부위에 수소유입, SCW 탱크 압력상승 및 발전기 내부로

고정자 냉각수 누설

연결도체의 완전단선 및 아크 확산으로 접지발생연결도체의 완전단선 및 아크 확산으로 접지발생

지락보호계전기(359N) 동작으로 TG 및 원자로 정지지락보호계전기(359N) 동작으로 TG 및 원자로 정지



▣ 고장사진

하부권선 손상 테프론 호스 손상 권선 연결부 손상단부권선 연결부 손상

터빈측

여자기측


▣ 정비내용

고정자권선 교체 및 상하 연결 커넥터 교체

고장 권선 6개 포함하여 총10개 교체

균열 수실 캡(37B) 교체(브레이징)

균열 수실캡(11T)는 신품권선으로 교체

냉각수 모관 용접(균열부 절단, 제거후 신품 용접)

회전자 절연저항 저하 복구

고정자(절연진단) 및 회전자 건전성(절연/층간단락)

확인



▣ 재발방지대책

노후발전기 개선

영광1호기 : ’07.10월 교체

발전기 예방점검 수행

정밀 절연진단시험 수행(매 3주기)

발전기 분해점검(약 5년)



ⅡⅡ. . 發電停止發電停止分析分析


Ⅱ. 發電停止分析(1/7)ⅡⅡ. . 發電停止發電停止分析分析(1/7)(1/7)

20

-

7

-

13

‘97

7

-

-

1

6

‘98

19

-

-

6

13

‘99

11

-

2

1

8

‘00

16

-

6

2

8

‘01

12

-

1

3

8

‘02

15317141819계

1-1--급전정지282334파급정지244134중간정비10011101211고장정지※

계‘06‘05‘04‘03

연 도

유 형

※ 고장정지 : 출력 운전 중 발전기 정지(발전회사 공통 기준)

분석기간 : ‘97~’06(10년)분석기간 : ‘97~’06(10년)

정지 현황정지정지 현황현황


분야별분야별분야별

153816413058계

322132510프라마톰(2개 호기)

361191114중 수 로

(4개 호기)

425191017웨 스 팅

(6개 호기)

43-121417표 준 형

(8개 호기)

계기타

운영

계측

기

계

전기

분 야노 형

기계(30건)

전기(58건)

기타(8건)운영(16건)

계측(41건)

37.9%

26.8%

10.5%5.2%

19.6%



설비별설비설비별별

13.8%

기타(5건)

전력계통(9건)

고압전동기(5건)

계기용변성기(2건)

보호계전기(5건) 변압기(11건)

여자기(8건)

발전기(13건)22.4%

13.8%

19.0%8.6%3.4%8.6%

8.6%

15.5%

5

-

2

3

-

기타

58952511813계101--1215프 라 마 톰 (2개 호기)

145---322중 수 로 (4개 호기)

182222241한국표준형 (9개 호기)

1613-2415웨 스 팅 (6개 호기)

계전력계통

고압

전동기

계기용

변성기

보호

계전기변압기여자기발전기

부 품발전소



고장원인별고장원인별고장원인별

5--11-1---2기 타

4

1

-

-

-

1

1

1

기타

13

1

1

-

1

3

3

2

제작

불완전

12

-

2

1

-

2

-

7

자연

열화

9

1

-

1

3

1

1

2

정비

불완전

6

1

-

-

-

3

1

1

시공

불완전

5

4

-

-

-

-

-

-

고장

파급

13----발 전 기

8-1-1여 자 기

111---변 압 기

5---1보호계전기

3

1

1

-

설계

불완전

1

-

-

-

자연

현상

2

-

-

-

과실

58

9

5

2

계

3

-

1

-

오동작

계

전력계통

고압전동기

계기용변성기

원인

설비



고장부품별고장부품별고장부품별

52-----2-1-기 타

11

5

1

-

-

-

3

-

기타

14

2

1

1

5

3

1

1

계전기

류

10

1

1

-

-

3

1

3

케이블,

단자,

연결부

6

-

-

-

-

-

1

5

권선

5

-

1

-

-

-

2

-

전자

소자류

4

1

1

-

-

2

-

-

절연물

13-121발 전 기

8----여 자 기

11-1-2변 압 기

5----보호계전기

2

-

-

-

수소

밀봉

1

-

-

1

Fuse

2

-

-

-

애자,

부싱

58

9

5

2

계

3

-

-

-

튜브

계

전력계통

고압전동기

계기용변성기

원인

설비



고장경향 분석고장경향고장경향 분석분석

○ 주전력계통 설비 고장 증가(설비노후화)

- 발전기, 변압기, PT, GIB

○ 정비 취약개소 고장 증가

- 보호계전기, 전자카드, EX2000

○ 자연재해로 인한 송전설비 고장

- 태풍 매미 (고리1∼4)

○ 정비불량 및 인적실수

- 발전기 단자 접속부 용융 등

○ AVR 제어카드 부품 고장

- AVR(EX-2000포함) 고장 다발

○ 발전기 권선 누설/단자 접속부 고장

- GEC 발전기 권선 누설 다발

2000년대 (’01∼’06)90년대 (‘90∼’99)



▣ 장기운전에 따른 설비 노후화

▣ 터빈교체 등 효율개선에 의한 출력 증가

▣ 중전기기의 기계장치, 제어장치의 정비기술 자립

▣ Block Maintenance 정비 기법 확대

▣ 345kV 스위치야드 유지보수 책임


전기설비 현안전기설비전기설비 현안현안


ⅢⅢ. . 後續措置後續措置 및및 改善對策改善對策


선진원전운영체계 구축을 위한 원전운영혁신 추진선진원전운영체계선진원전운영체계 구축을구축을 위한위한 원전운영혁신원전운영혁신 추진추진

설계기준설계기준 관리관리

설비신뢰도설비신뢰도 확보확보선진선진

엔지니어링엔지니어링

프로세스프로세스현재의현재의

정비와정비와 운전운전

중심중심 운영운영

시스템시스템

조직문화조직문화

혁신혁신

리더십리더십 관리관리

운영개선운영개선

프로그램프로그램운영기반운영기반

기술기술

원전원전

운영운영

기술기술

혁신혁신 세계세계최우수최우수

전력회사전력회사

프로세스프로세스

현대화현대화

SNPMSNPM벤치마킹벤치마킹

본사기능본사기능

정립정립

원전운영혁신위원회를원전운영혁신위원회를 통한통한 최종최종 의사결정의사결정

차이분석차이분석(Gap Analysis) (Gap Analysis) 및및 우선순위우선순위 결정결정

* * SNPM (Standard Nuclear Performance Model)SNPM (Standard Nuclear Performance Model)

1. 운영측면1. 1. 운영측면운영측면

Ⅲ. 後續措置 및 改善對策(1/14)ⅢⅢ. . 後續措置後續措置 및및 改善對策改善對策(1/14)(1/14)


지침/절차서 표준화 정비체계 개선 작업관리 최적화

PM Template / 정비절차서- 한수원 맞춤형 개선- 정보활용강화* Vendor, INPO, WANO

- 운전 및 정비경험 반영- 본사의 Engineering 강화

설비 마스타 / BOM 최적화- 자산관리, LCM, MRP

체계적인 정비이력 관리- PSA, PSR Based

- 정비원 자질, Ownership

설계변경/개선 이력 관리

Work Package Control

- PSA Based Control

- Pre & Post job Briefs

- Human Performance

정비관리 및 감독방법 개선- 정비 감독 및 정비원

정비 프로그램 개선



진단/수명평가 체계화 감시설비 보강

진단 프로그램 구축- GEN, Tr, MTR, GIB

- 변압기 건전성- MTR 절연열화 판정기준수명평가 기법 개발- GEN, Tr, MTR

On-Line Monitoring 강화- GEN 종합감시 System

- Tr 유중가스- 전동기 부분방전- GIB 부분방전(UHF)

최신감시기법활용- Thermography, Acoustic

연구과제 지속수행

변압기 기계적 건전성 평가발전기 수명평가전동기 절연진단 기준 정립

설비진단 및 감시강화




○ 전문 정비 및 교육 시행- Vendor 또는 Third Party

Expert 초빙* Onsite 정비 및 교육시행

-교육파견(Vendor, TP 전문교육 기관)

○ 해외 전문가 합동근무- 인원 : 1명- 현재 추진계획 수립중

(’07.9월 투입예정)

정비기술 향상

제작사 정비/교육 해외 전문가 활용 전문가 양성○전문원 제도 도입(’05)

- 인원 : 6명- 발전기/차단기/변압기보호계전기 등


본사운영(전문가 Pool)

- 핵심설비 정비기술력 제고- 설계, 제작, 정비, 운영사간 기술정보 및 경험 교류- 현안사항 발생시 사내외 전문가 활용 신속 해결주기적 기술 워크샵 시행- 국내 및 해외정보, 경험, 기술 교환(Role Play)

선진기술 습득- WANO TSM 기술지원 적극 활용- 해외 User Group 적극 참여 (TGUG, CBUG etc.,)

전문가 그룹 활성화




2. 설비측면2. 2. 설비측면설비측면

후속조치 현황후속조치후속조치 현황현황

발전기 거리계전기(321) 오동작 /

발전기 정지’05.12.2

0Y-2

RCP 지락계전기(250GS) 오동작 /

RCP 정지’04.11.2

2K-4

- 진행중

(’06.10∼ )

-진행중(고리1)

(’06.3∼ ’07.12)

- 전자카드 정밀점검

(ICT, Protrack)

- 갑종보호계전기 교체

(디지털 2/3 Logic)

EX2000 M1용 SDCC⇒P에 설치 /

여자기 정지’04.7.1U-4

진행중

(’06.11∼’07.12 )

비율차동계전기 교체

디지털형, 17개호기

SWYD 접지스위치 오조작 /

비율차동계전기(87U) 동작’04.6.19W-

1&3

진행중

’06.2∼’07.6(Y-3)

진행현황

표준원전 MG Set

역전력계전기 설치

후속조치 내용

MG Set Brg 소손 /

제어봉 구동전원 상실

고장내용 / 정지원인

’02.12.29

정지

일시

U-4

호기



-정비완료(’07.3)

-’07.8 예정

-중간정비(권선6개 교체)

-발전기 교체

발전기 TE측 B상 권선 지락 /

지락보호계전기(359N) 동작’07.2.18Y-1

-진행중(’07.1∼)

-48VDC와 120VAC 전원분리

(단자대내 48VDC 테이핑)

-MOV 정비절차 신규작성

-운영중(’06.12∼)

-계획수립(’07.3)

-수소누설 대책반 운영

-발전기 교체

CWP 밸브 단자대 오결선, PCS

전원상실 /

제어봉 구동전원 저전압

’07.1.15U-5

발전기 가스켓 수소누설 /

수동정지’06.10.5U-2

EX2000 F2 및 P Core 정지 /

여자기 정지’06.9.26U-3

-’06.8∼12

-’07.3

-’08.6∼’09.8

- EX2000 대책반 운영

- EX2000 개선계획 수립

- EX2000 개선

* 국산 디지털 삼중화

EX2000 M2 정비중 랜턴빛 유입 /

여자기 정지’06.2.23U-6

- 진행중

(’07 ∼ ’08)

진행현황

-PT, CT 별치형 교체

(고리1-4, 월성1-4)

후속조치 내용

전력거래용 변성기(MOF) 지락 /

주변압기 587MT 동작

고장내용 / 정지원인

’05.2.12

정지

일시

K-4

호기



1. 노후 주전력설비 교체

개요

15년 이상 장기 운전 발전기 및 주전력설비의 열화진행

발전소 출력증강 및 성능개선에 따른 설비용량 증대 필요

출력증강, 터빈교체 또는 개선, MSR 교체, SG교체, MUR

추진전략

각 설비별 정밀진단 수행 및 기술평가(설계 용량 등)

설비개선 범위 확정 및 개선방안 검토(경제성, 정비편의성,

설비신뢰성 등)

개선대책개선대책개선대책



설비별 전략

발전기

신규 발전기로 교체 또는 재권선

설비용량 증대 및 감시설비 보강

여자시스템

정지형 디지털 여자시스템으로 교체(설비 표준화)

전력용 변압기 (주 및 보조 변압기)

신규 설비로 설비용량 증대 교체

IPB, GLBS 및 GIB

용량 부족시 신규 설비로 교체 / GLBS는 GCB로 교체



추진현황(발전기 기준)

고리1호기 : 개선완료(’05.5)

고리2,3,4호기 : 구매 계약 완료(’06.12)

’08.7월 / ’09. 9월 / ’09. 1월 교체 예정

영광1,2호기 : 구매계약 완료(’05.12)

’07. 8월 / ’07. 4월 교체 예정

울진1,2호기 : 기본계획 수립완료(’07.3)

월성1호기 : 개선 검토중

* 회전형 여자시스템 개선 추진중(7개호기, ’07.4∼’08.12)* 회전형 여자시스템 개선 추진중(7개호기, ’07.4∼’08.12)



2. EX2000 여자시스템 개선

개요

잦은 고장(발전정지 6회)으로 경영손실 및 대외 신뢰도 저하

국내 전문가로 구성한 대책반 운영결과 설계취약 확인

추진전략

국산 디지털 삼중화 여자시스템으로 전면 개선

추진일정

’08. 6∼’09. 8월까지 9개호기 전면 개선

월성2,3,4호기 / 영광5,6호기 / 울진3,4,5,6호기

추진현황 : 기본계획 수립중


3. 갑종 보호계전기 개선

개요

기계식 또는 정지형 보호계전기의 수명도래 및 단종 대비

최신 디지털 다중화 설비로 개선

대상호기 : 고리2,3,4/울진1,2/월성1/영광1,2호기

추진현황 및 계획

’06. 03 ∼ ’07. 11 : 디지털 다중화 갑종계전기 연구개발

’06 ∼ ’07. 11 : 시범적용(고리1호기 갑종보호계전기반 개선)

’07. 08 ∼ : 상세 설계용역 시행

’09. 01 ∼ : 개선 시행




4. 전자카드 정밀점검

개요 : 전기설비 전자카드 고장에 의한 발전정지 예방

추진경위

’06. 3 전자카드 점검 프로그램 수립 (점검주기, 교체주기 등)

’06. 10 정밀점검 시행( ICT, Protrack )

추진현황

’06년 : 14개호기 (점검 프로그램 개발 및 점검 시행)

’07년 : 17개호기 (점검 프로그램 개발완료 및 점검 시행)



5. On-Line Monitoring 강화

변압기 유중가스 관리기법 개선

개요 : 전력용 변압기 내부이상 조기감지 위한 분석장비 도입

확보 수량 : 본부별 1대 ( 울진본부 기 확보, ’05.10)

3대 추가 구매 추진중 (’06. 8)

발전기 감시설비 도입

개요 : 발전기 구매시 발전기 종합 상태감시 시스템 구축

대상 감시설비 : GCM, Flux Probe, End Winding Vibration

Monitor, GEN Shaft Volt 등

적용 : 영광1,2 및 고리2,3,4호기 (이후 구매분 지속 적용)


ⅣⅣ. . 向後向後計劃計劃


▣ 전기설비 로드맵 구축 및 실현

목표

고장정지 저감(’15년, 0.1회/년)

대상

주전력설비 개선 및 수명관리

발전기, 변압기, GCB, IPB, SWGR 등

단일고장 취약점(S.P.V)에 의한 중복고장 예방

보호계전기, 전력용변압기 기계식 보호장치

정비기술 부족분야 신뢰성 확보 추진

GIB, 전자카드, 차단기 및 SWGR

Black Box형 기기 개선(EX2000)

Ⅳ. 向後計劃(1/2)ⅣⅣ. . 向後計劃向後計劃(1/2)(1/2)


표준형 발전기 상태진단 및 관리기법 수립

345kV 스위치야드 고장예방 및 수명관리

옥외철구형 개선(GIS화)-고리본부

20년 장기사용 GIS의 부품 주기 교체

여자시스템 시뮬레이터 활용

주발전기 및 EDG 여자시스템 적용

차단기 정비대책 수립

PMT 개선, 절차서 개정, 정비방법 개선 및 교육프로그램 수립 등

Ⅳ. 向後計劃(2/2)ⅣⅣ. . 向後計劃向後計劃(2/2)(2/2)

제12회 원자력안전기술 정보회의38 38

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