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질의응답
기술요건에 대한 문의
| 질의 번호 | 2643 | 문의 분류 | EN | ||
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| KEPIC 분류 | EN - END | 항목 및 번호 | 발전소 주변압기 용량 산전 기준 전 | 발행년도 | 최신판 |
| 제목 | 발전소 주변압기(MTr) 정격 용량 산정 시 무효전력 손실($I^2X$) 반영 여부에 대한 이론적 타당성 질의 | ||||
| 내용 | 1. 질의 목적 현재 국내 발전 플랜트 전기설계 실무에서 발전기 주변압기(Main Transformer)의 정격 용량(MVA)을 산정할 때, 송전단(POI) 역률 조건을 만족시키기 위해 변압기의 내부 무효전력 손실(I^2X)을 산술적으로 가감하여 용량을 결정하는 관행이 있습니다. 본 질의는 이러한 산정 방식이 기기 용량 산정(Equipment Sizing)과 계통 연계 능력 검토(Grid Coordination)의 개념을 혼동한 이론적 오류인지 확인하고, 올바른 설계 기준을 확립하고자 함입니다. 2. 현행 실무 관행의 현상 다수의 프로젝트 설계 계산서에서 변압기 용량(출력측 2차 단자 기준)을 산정할 때 아래와 같은 로직이 혼용되고 있습니다. 지상 운전 시: 발전기 출력 피상전력 - 변압기 손실 = 계통 도달 피상전력을 용량으로 고려. 진상 운전 시: 계통 요구 진상 무효전력 + 변압기 손실 = 발전기 흡수 무효전력을 바탕으로 피상전력을 산출하여 용량에 반영 3. 신청인(질의자)의 공학적 검토 의견 (문제점 지적) 본 질의자는 상기 현행 방식이 '변압기 기기 정격 선정'과 '계통 무효전력 보상 의무'를 혼동한 범주 오류(Category Error)라고 판단합니다. 그 이론적 근거는 다음과 같습니다. 가. 기기 용량 산정의 본질 (Sizing): 변압기의 정격 MVA는 기기가 온도 상승 및 절연 성능을 유지하며 견딜 수 있는 최대 통과 피상전력을 의미합니다. 발전기가 정격 지상 운전을 할 때 변압기를 통과하는 피상전력이 최대가 되며, 변압기 내부의 유효손실(I^2R)과 무효손실(I^2X)은 변압기 자체의 발열 및 임피던스 특성으로 흡수되거나 전원측에서 부담해야 할 요소일 뿐, 2차측 단자를 통과하는 기기의 물리적 최대 용량을 발전기 정격 이상으로 증가시키지 않습니다. 나. 계통 연계 보상 능력 검토 (Capability Coordination): 지상/진상 운전 시 I^2X 손실을 더하고 빼서 POI 도달량을 계산하는 행위는, 전력거래소(KPX)가 요구하는 송전단 기준 역률(예: +/- 0.9)을 해당 발전기가 극복하고 맞출 수 있는지(Capability)를 증명하는 조류 계산입니다. 이는 기기의 사이즈를 정하는 물리적 한계치 계산이 아닙니다. 다. 과잉 설계(Over-design) 발생: 두 개념이 혼재됨으로써, 실제로는 진상 운전 시 발전기의 부족여자제한(UEL) 등으로 인해 유효전력(P) 출력이 낮아 전체 피상전력이 정격에 미치지 못함에도 불구하고, 억지로 진상 조건을 정격 유효전력에 대입하여 산출된 가상의 큰 피상전력 값으로 변압기 정격을 선정하는 과잉 투자가 발생하고 있습니다. 4. 질의 요청 사항 위 검토 의견을 바탕으로 아래 두 가지 항목에 대한 귀 기관의 명확한 유권해석 및 이론적 검토를 요청합니다. 질의 1. 발전기 주변압기의 정격 용량(MVA)을 산정할 때, 변압기의 무효 손실(I^2X)을 산술적으로 가감하여 도출한 피상전력을 기기 Sizing의 기준으로 삼는 것이 공학적으로 타당합니까? 아니면 질의자의 의견대로 최대 통과 피상전력(발전기 최대 지상 만부하 정격)만을 기준으로 선정하는 것이 타당합니까? 질의 2. 송전단(POI) 연계 기준을 만족하기 위한 '무효전력 보상 능력 계산(Capability 검토)'은 변압기 기기 용량 산정 계산(Sizing)과 분리하여, 별도의 계통 해석 및 발전기 운전 가능 곡선 검토를 통해 증명하는 것이 올바른 엔지니어링 표준 부합 여부인지 질의합니다. |
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