본 논문에서는 비상 디젤 엔진 발전기 제어 및 모니터링을 위해 제안된 디지털 기반의 입/출력 인터페이스 회로를 소매한다. 비상 발전기의 동작 상태를 모니터링 하고 제어하기 위해 제어 및 감시 회로는 5개의 아날로그 입력 채널과 2개의 픽업(Pick-up)코일 계측 회로, 브로컨 와이어(Broken Wire) 감지 기능을 가지는 10개의 디지털 입력 채널 및 7개의 릴레이 제어 신호 출력 채널이 요구된다. 본 연구에서는 아날로그 입력 단에 간단한 필터 회로와 포토커플러, 비교기 회로를 이용하여 입력 신호에 대한 신호처리를 수행하였으며, 중요한 릴레이 출력 신호들은 이중으로 단속될 수 있도록 설계하여 오동작을 철저히 방지하였다. 그리고 픽업코일 신호를 디지털 처리하는 회로를 적용하여 속도 신호 입력의 정확성을 향상 시켰다.
현재 국내에는 많은 가구들이 전기를 사용하고 있다. 아파트, 주택에 들어가는 전기 시스템들이 많이 발전하였지만 뜻하지 않은 사고로 인해 정전이 되는 경우가 있다. 정전시에는 아파트 같은 경우는 비상등, 엘리베이터 등 최소한의 장치만이 작동하도록 되어있다. 그러므로 각 세대에는 전기가 들어가지 않는다. 우리나라 경우에는 태풍이나 여름 같은 경우에는 전기를 많이 사용하기 때문에 발전기가 과부화 걸리는 현상이 생기기도 한다. 장기간 정전시에 가장 문제가 되는 기기는 냉장고, 전등이 될 것이다. 냉장고 같은 경우는 음식들이 상하게 되고, 전등 같은 경우에는 밤에 활동하는데 지장을 주게 된다. 따라서 본 논문에서는 정전시에는 자동적으로 비상발전기의 전원을 사용하고, 상시에는 다시 한전의 전원을 사용하게 하는 초소형 자동 스위칭 전원 모듈을 설계 제작한 논문이다. 설계된 스위칭 모듈에 대해서 시뮬레이션한 결과 예상한대로 비상시에 자동적으로 스위칭되는 결과를 알 수 있었다.
최근들어 전력수요와 상시 전력공급이 요구되는 시설이 증가함에 따라 독립적으로 전력을 공급할 수 있는 상용 또는 비상용발전기가 많이 이용되고 있는 추세이다. 이러한 소형 발전시스템에는 디젤엔진이나 터빈 엔진에 발전기를 연결하여 전력을 공급하는 코젠 시스템(co-generation system)이 주로 이용된다[1]. 일반적으로 코젠시스템은 운전중에 매우 높은 수준의 소음이 발생되므로 건물 주변이나 사람의 왕래가 잦은 곳에 설치되는 경우에 필히 소음저감을 위한 대책이 필요하게 된다[2,3]. 본 사례는 대형놀이시설의 전력공급용으로 설치된 옥내(발전실내)의 상용/비상용 발전기(3600 KW 디젤엔진 2대)에서 발생한 상당량의 소음이 놀이시설주변까지 전달되어, 소음원 및 그 전달경로를 규명하고 대책을 수립한 내용이다. 놀이시설의 개장을 앞두고 소음문제가 발생되었기 때문에 신속하고 현실적인 해결책의 적용이 요구되었으므로 발전기 및 발전실 주변의 소음레벨 및 주파수특성의 분석을 통하여 주소음원을 규명하는 방법을 택했다. 분석결과로부터 주 소음원은 엔진 배기구에서 발생되는 저주파수 특성을 갖는 소음으로 규명되었고, 그 주파수특성에 적합한 흡음 및 반사특성을 동시에 갖는 조합형 2차 소음기를 추가로 설치하여 발전실 주변소음레벨을 크게 저감할 수 있었다.
국내에서 제작된 인버터 승강시 시스템의 고조파 발생량을 분석하고 타 전기설비에 미치는 영향을 알아보기 위하여 고층 아파트와 빌딩에 설치된 인버터 승강기를 대상으로 고조파 전압·전류를 측정하였다. 그 결과 인버터 승강기 시스템의 총고조파 전압 왜형율은 작게 나타났으나, 총고조파 전류 왜형율은 상당히 큰 것으로 밝혀졌다. 공동주택의 전기설비에 미치는 영향으로는, 역률 개선용 콘덴서에는 큰 문제가 되지 않으나 비상 발전기를 고려하여 인버터 승강기 시스템의 고조파 발생량을 줄일 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, 비상발전기의 허용 %등가역상전류와 본 연구의 실측값을 고려하여 인버터 승강기 시스템의 고조파 전류 규제값을 총고조파 전류 왜형율 40% 이하가 되도록 권장값을 제안하였다.
국내 최초 원전인 고리1호기는 지난 2007년 30년의 운전수명을 마친 뒤 정부의 안전점검을 거쳐 10년간 연장운전에 들어갔다. 이 과정에서 원전의 비상 전원 계통 신뢰성 확보를 위해 설계수명을 초과한 35년 된 노후 비상디젤발전기(Emergency Diesel Generator, 이하 EDG)를 지난 2013년 4월부터 9월까지 약 6개월에 걸쳐 교체하게 되었으며, 국내 원전 EDG 총 42대 중 18대가 20년 넘게 운영되고 있고, 2025년까지 고리 1호기를 후속으로 월성1호기, 고리2호기, 고리3호기, 고리4호기, 한빛1호기 순으로 40년 승인된 운전 인허가 기간이 만료된다.[1]. 본 연구에서, Class 1E EDG 교체 시 신규 EDG 설계기준, 용량결정, 해석 및 평가에 대한 기술적 방법들을 고리1호기의 사례를 통해 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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