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지철 양
6 years ago
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1 SPSPSPSP SPSPSPS SPSPSP SPSPS SPSP SPS SPS-B KEAA SPS 가스엔진열병합발전시스템 안전설치 SPS-B KEAA :2018 한국에너지기기산업진흥회 2018 년 3 월 14 일제정

2 심의 : 단체표준심사위원회 성 명 근무처 직 위 ( 위원장 ) 정 태 용 국민대학교 교 수 ( 위 원 ) 김 상 명 한국건설환경시험연구원 본 부 장 김 욱 중 한국기계연구원 책임연구원 남 기 환 귀뚜라미 수석연구원 박 인 석 한국에너지기술연구원 전 문 위 원 백 재 호 린나이코리아 이 사 서 원 준 파세코 이 사 손 학 식 용인송담대학교 교 수 유 지 석 대성쎌틱에너시스 이 사 이 성 호 SK매직 부 장 이 용 주 한국소비자원 선임연구위원 ( 간 사 ) 박원식 한국에너지기기산업진흥회 팀 장 원안작성자 : 한국에너지기기산업진흥회 성 명 근무처 직 위 ( 연구책임자 ) 김 성 민 한국에너지기기산업진흥회표준개발실 상 무 ( 참여연구원 ) 박 원 식 한국에너지기기산업진흥회표준개발실 팀 장 오 석 호 한국에너지기기산업진흥회표준개발실 과 장 김 효 엽 한국에너지기기산업진흥회표준개발실 주 임 김 지 수 한국에너지기기산업진흥회표준개발실 연 구 원 표준열람 : 단체표준종합정보센터 ( 한국에너지기기산업진흥회 ( 제정자 : 한국에너지기기산업진흥회장 제 심 정 :2018 년 3 월 14 일 의 : 단체표준심사위원회 원안작성자 : 한국에너지기기산업진흥회 이표준에대한의견또는질문은한국에너지기기산업진흥회웹사이트또는표준개 발실 ( ) 을이용하여주십시오. 이표준은산업표준화법시행규칙제 19 조의규정에따라매 3 년마다단체표준심사위 원회에서심의되어확인, 개정또는폐지됩니다.

3 목 차 머리말... ii 1 적용범위 인용표준 용어와정의 설치 장소 전원 배관 가스접속 전원계통연계... 9 부속서 A ( 참고 ) 열병합발전시스템의개요 참고문헌 SPS-B KEAA :2018 해설 i-

4 머리말 이표준은사단법인한국에너지기기산업진흥회에서원안을갖추고산업표준화법시행규칙제 19 조및단체표준지원및촉진운영요령에따라단체표준심의회의심의를거쳐제정한단체표준이다. -ii-

5 KEAA 단체표준 SPS-B KEAA :2018 가스엔진열병합발전시스템 안전설치 Combined heat and power generation system using gas engines safety installation 1 적용범위 이표준은액화석유가스또는도시가스를 ( 이하, 가스 라한다.) 연료로사용하여 50 kw 이하의전기와열을동시에생산하는내연가스엔진이부착된열병합발전기 ( 이하, 기기 라한다.) 에서생산한전기의전력계통연계및안전설치에대하여규정한다. 다만, 옥외설치용의열병합발전시스템은제외한다. 비고액화석유가스란 KS M 2150 에규정된것을말하며, 도시가스란 KS B 8101 에의한가스를말한다. 2 인용표준 다음의인용표준은전체또는부분적으로이표준의적용을위해필수적이다. 발행연도가표기된인용표준은인용된판만을적용한다. 발행연도가표기되지않은인용표준은최신판 ( 모든추록을포함 ) 을적용한다. KS B 8101, 가스연소기기의시험방법 KS M 2150, 액화석유가스 (LPG) 3 용어와정의 이표준의목적을위하여다음의용어와정의를적용한다. 3.1 열병합발전기 (combined heat and power generator) 전기와열을동시에생산하는발전기 3.2 열병합발전유닛 (combined heat and power unit) 가스엔진과발전기로구성된유닛 1

6 3.3 열병합발전시스템 (combined heat and power generation system) 열병합발전유닛을포함하며유닛과연계하여사용되는순환펌프, 온수저장탱크등부속품으로구성된시스템 3.4 온수저장탱크 (hot water storage tank) 온수를저장하기위하여사용되는탱크 3.5 내연기관 (internal combustion engine) 연료의연소가연소기관의연소실안에서직접이루어지는엔진 3.6 가스엔진 (gas engine) 연료로써가연성가스를사용하는엔진 3.7 분산형전원 (distributed generation) DG 원자력이나대용량화력등과같이집중적이고대용량이아닌소용량의전기저장장치나발전설비 비고예를들어, 수력, 태양광, 바이오, 풍력등의신재생에너지전원, 소용량의열병합발전설비, 배터리등을이용한전기저장장치등이있다. 3.8 분전반 (distribution board) 옥내배선의간선으로부터각분기회로로갈라지는곳에설치하여과전류를차단시키는함 비고배전반은전력선으로부터전력을직접공급받고또여러개의분전반으로전력을공급하는것으로순서는배전반, 간선, 분전반, 분기회로, 말단부하로구성한다. 3.9 역류방지제어배선 (backflow prevention control wiring) 기기에서발생하는전기가분전반을통하여거꾸로빠져나가는현상을방지하기위한배선 3.10 전류센서 (current sensor) 교류전류및직류전류를감지하는센서 3.11 전력계통 (electric power system) 구내계통에전기를공급하거나그로부터전기를공급받는전기사업자의전력계통 3.12 구내계통 (local electric power system) 분산형전원설치자또는전기사용자의단일구내 ( 담, 울타리, 도로등으로구분되고, 그내부의토지또는건물들의소유자나사용자가같은구역 ) 또는여러구내의집합내에완전히포함되는계통 2

7 3.13 계통연계 (interconnection) 전기사업자의전력계통과전기적으로연결하여분산형전원에서출력을내보내거나입력을받아동작하는것 3.14 연계시스템 (interconnection system) 분산형전원을전기사업자전력계통에연계하기위해사용되는모든연계설비및기능들의집합체 ( 그림 1 참조 ) 분산형전원 연계시스템 계통 그림 1 연계시스템의개략도 3.15 연계점 (interconnection point) 접속설비를일반선로로할때는접속설비가분산형전원연계시점의공용계통 ( 다른분산형전원설치자또는전기사용자와공용하는계통의부분 ) 에연결되는지점 비고접속설비를전용선로로할때는저압의경우접속설비가가공배전용변압기 (P.Tr) 의 2 차인하선또는지중배전용변압기의 2 차측단자에연결되는지점 ( 그림 2 참조 ) 상용전력계통 접속설비 공통연결점 ( 연계점 ) 구내계통접속점 공통의분산형전원연결점 분산형전원연결점 분산형전원 분산형전원 분산형전원 부하 분산형전원 구내계통 1 구내계통 2 그림 2 연계관련용어간의관계 3

18 단독운전 (islanding) 분산형전원이연계되어있는계통에서고장이발생하여계통의차단기가개방되거나작업또는화재등의발생으로선로중에설치된차단기를개방한경우에해당분산형전원이계통으로부터분리된구내계통의부하에분산형전원에서단독으로전기를공급하는상태 ( 그림 3 참조 ) 변전소 상용전원계통차단기개방 다른고객에전력공급 연계용차단기

8 3.16 단순병렬 (simple parallel) 자가용발전설비또는저압소용량일반용발전설비를계통에연계하여운전하되, 생산한전기의전부를구내계통내에서자체적으로소비하기위한것으로서생산한전기가상용전원계통으로송전되지않는병렬형태 3.17 역송병렬 (backward parallel) 분산형전원을계통에연계하여운전하되생산한전기의전부또는일부가상용전원계통으로송전되는병렬형태 3.18 단독운전 (islanding) 분산형전원이연계되어있는계통에서고장이발생하여계통의차단기가개방되거나작업또는화재등의발생으로선로중에설치된차단기를개방한경우에해당분산형전원이계통으로부터분리된구내계통의부하에분산형전원에서단독으로전기를공급하는상태 ( 그림 3 참조 ) 변전소 상용전원계통차단기개방 다른고객에전력공급 연계용차단기 일반다수의고객부하 분산형전원 ( 발전기 ) 고객내부하 그림 3 단독운전 ( 예 ) 분산형전원시설고객 3.19 연계용량 (interconnection capcity) 계통에연계하고자하는단위분산형전원에속한발전설비정격출력의합계와발전용변압기설비용량의합계중에서작은것 3.20 일반선로 (generic line) 일반다수의전기사용자에게전기를공급하기위하여설치한일반적인배전선로 3.21 전용선로 (dedicated line) 배전용변압기로부터분산형전원에이르기까지해당분산형전원설치자가전용하기위한배전선로 3.22 플리커 (flicker) 입력전압의요동 (fluctuation) 에기인한전등조명강도의인지가능한변화 4

9 3.23 순시전압변동률 (instantaneous-state voltage fluctuation rate) 분산형전원의기동, 탈락혹은빈번한출력변동등으로인해과도상태가지속하는동안발생하는기본파계통전압실효값의급격한변동 ( 예를들어, 실효값의최대와최소의차이등 ) 을계통의공칭전압에대한백분율로나타낸것 3.24 상시전압변동률 (steady-state voltage fluctuation rate) 분산형전원연계전계통의안정상태전압실효값과연계후분산형전원정격출력을기준으로한계통의안정상태전압실효값간의차이를계통의공칭전압에대한백분율로나타낸것 3.25 전압상한여유도 (voltage upper limit margin) 상용전원공급계통선로의최소부하조건에서산정한특고압계통의임의의지점의전압과표준전압및허용오차의상한값 (220 V+13 V) 을특고압으로환산한전압의차이를공칭전압에대한백분율로표시한값 비고특고압계통의임의의지점에서산출한전압상한여유도는해당계통선로에서분산형전원에의한전압변동 ( 전압상승 ) 을허용할수있는여유를의미한다 전압하한여유도 (voltage lower limit margin) 상용전원공급계통선로의최대부하조건에서산정한특고압계통의임의의지점의전압과표준전압및허용오차의하한값 (220 V-13 V) 을특고압으로환산한전압의차이를공칭전압에대한백분율로표시한값 비고특고압계통의임의의지점에서산출한전압하한여유도는해당계통선로에서분산형전원에의한전압변동 ( 전압강하 ) 을허용할수있는여유를의미한다 전자기장해 (EMI, electro-magnetic interference) 전자기기의동작을방해, 중지또는약화시키는외란 3.28 서지 (surge) 전기기기나계통운영중에발생하는과도전압또는전류로서, 일반적으로최대값까지급격히상승하고하강시에는상승시보다서서히떨어지는수 ms 이내의지속시간을갖는파형의것 3.29 부하시탭전환장치 (OLTC, on load tap changer) 부하공급상태에서탭 (tap) 위치를변화시켜전압조정이가능한장치 3.30 전용변압기 (dedicated transformer) 저압분산형전원의배전계통연계를위해일반전기사용자가연결되지않은발전설비전용변압기 5

10 4 설치 4.1 장소 열병합발전시스템은상용발전설비이기때문에비상용예비전원장치와는구별되고그용량에관계없이발전소로취급한다. 이때문에발전소시설로서의설치에있어서는전기사업법에기초한전기설비에관한기술기준을정하는법령, 발전설비를설치하는장소의구조에대해서는소방법에기초한시공규칙및화재예방조례등에적합하여야한다. 또한, 가스관련법에서정한관련가스연소기의설치기준에적합하여야한다. 다만, 특별히정하지않은경우의설치는다음각항에적합하여야한다. a) 기기의바닥은수평상태로물이스며들지않는불연성재료 ( 시멘트, 콘크리트등 ) 로포장하여야하며, 기초가약하여내려앉거나갈라지지않아야한다. b) 기기는반드시바닥지지물에견고하게고정시키고가동중에이상진동이없어야하며, 기기의자체하중을충분히지탱하여야한다. c) 강구조물은접지 (earth) 시켜야하고빗물, 습기등에의하여부식되지않도록적절한보호장치를시공하여야한다. d) 기기는조작, 연소, 확인및점검수리에필요한표 1 과같은충분한공간을두고그림 4 와같이설치하여야한다. 표 1 각기기의최소이격거리 보유거리를확보하지않으면안되는부분 발전기와내연기관을연결한경우 조작반 축전지 충전장치 큐비클식축전지설비 상호간 주위 조작면 점검면 환기면 열의상호간 점검면 조작면 점검면 조작면 점검면 1.0 m 이상 0.6 m 이상 1.0 m 이상 이격거리 0.6 m 이상, 단점검에지장이되지않는부분에대해서는그제한이없다. 0.2 m 이상 0.6 m 이상. 단가대등을설치한것에의해그들높이가 1.6 m 를넘는경우에는 1.0 m 이상 0.6 m 이상 1.0 m 이상 0.6 m 이상 1.0 m 이상 0.6 m 이상. 단큐비클식이외의변전설비, 발전설비, 축전지설비또는건축물과상대하는경우에는 1.0 m 이상 단위 :m 6

11 1.2 (1.0) 고압반 1.2 이상저압반 1.0 이상 0.6 엔진 발전기 0.6 보조기기 0.6 그림 4 수리필요공간확보 ( 예 ) e) 설치장소주위는가연성또는인화성물질을저장및취급하는장소가아니어야하며기기의주위에장해물이없어야한다. f) 기기로부터배출되는배출가스가주변주택등에유입되지않도록건물개구부가없는장소에설치하여야한다. 어쩔수없이건물개구부에설치하는경우에는주변주택에배출가스가유입되지않도록하여야한다. g) 기기에부착된계측기기들을육안으로관찰하는데에지장이없도록충분한조명시설을갖추어야한다. h) 기기는원활한연소와환경을유지하기위하여급기구와환기구를갖추어야하며, 급기구는기기배출가스덕트의유효단면적이상이어야한다. i) 기기외부에설치되는난방배관및급수관등이얼지않도록보온재등을사용하여적절한보온설비등을갖추어야한다. j) 외기온도가 - 20 보다저온이되는장소에는기기의장애가발생할수있으므로설치하지않아야한다. k) 기기는빗물의유입또는응축수가고이지않도록평평한장소에설치하여야한다. l) 기타기기의배출가스와온풍또는에어컨등의배풍이부는장소에는설치하지않아야한다. m) 또한, 낙뢰의우려가있는장소에는설치하지않아야한다. 4.2 전원 a) 기기에적합한전원 ( 전압, 주파수등 ) 를사용하여설치하여야한다. b) 전기배선은지정된배선을사용하여확실하게접속시키고단자접속부에배선의외압이전달되지않도록확실하게고정하여설치하여야한다. c) 전원선의보호를위하여 PF 관을사용하는경우에는 PF 관의단말은다음에따른다. 1) 기기내부측은, PF 관컨넥터를사용하고지정된위치에고정하여야한다. 2) 기기외부측은벌레등이들어가지않게관의말단을쇠그물망등으로처리하여야한다. d) 전원선의한부분은실내분전반의전용차단기에접속하여설치하여야하며다음에따른다. 1) 새롭게분전반을새로설치하는경우에는지정된분전반을사용하여제조자설명서에따라설치하여야한다. 7

12 2) 기존분전반을사용하여설치하는경우에는배선보호용케이스부착차단기를사용하여제조자설명서에따라설치하여야한다. e) 전원의안전을위하여역전류방지제어배선과전류센서등을사용하는경우에는, 제조자의설명서에따라확실하게접속하여야한다. 4.3 배관 a) 배관을기기에연결할때에는배관의누설이없도록설치하여야한다. b) 기기배관접속에배관접속어댑터 (adapter) 등을사용하여접속하는경우에는배관지름의호칭에적합한관으로연결하여야한다. c) 배관은파손, 오염, 이물질등의부착이없어야한다. d) 기기의접속부와배관내에모래, 먼지등이들어가지않도록설치하여야한다. e) 배관연결에수지관을사용하는경우에는헐거움등에의하여배관접속이빠지지않도록조치하여야한다. f) 배출가스로부터생성되는응축수의배관은배기응축수중의배출가스를대기로원활하게방출될수있도록설치하여야하며, 배기응축수배관과에어컨실외기의응축수배관을공용으로함께설치하지않아야한다. g) 배기응축수는바닥에흘러고이지않도록응축수배출배관을드레인배관에연결하여설치하여야한다. 조인트확대 실외기후면 응축수드레인호스 응축수드레인호스 배기응축수드레인호스 대기방출 브리더 대기방출 배기응축수드레인배관 대기방출 배기응축수드레인배관 조인트 그림 5 응축수배관설치 ( 예 ) 4.4 가스접속 a) 기기에가스접속을시킬경우에는사용기기의연료로사용되는가스종류에적합한가스배관으로접속하여야하며자격증을소지한자가시공하여야한다. b) 가스접속후에는배관상에가스누설이없는지의여부를확인하여야한다. c) 기기의엔진동작에의하여가스접속이헐거워지거나또는빠지지않도록접속하여야한다. 8

13 압력체크탭 가스밸브 가스연료배관접속 강화플렉시블가스호스 스트레이너 외부가스레귤레이터 ( 필요시 ) 그림 6 가스접속 ( 예 ) 실외기후면 4.5 전원계통연계 발전기의연계용량은구내계통에연결된발전기의용량을합산하여총용량을확인한다. 또한, 연계설비용량과전기방식은원칙적으로설비용량이 50 kw 미만의저압에대하여적용하는것으로다음에따른다. a) 발전형태분산형전원의발전형태가교류전압인지직류전압인지를파악하여야한다. b) 연계구분발전기의발전형태에따라직류로발전된전력을계통에공급하기위해변환장치를통해서교류로연계하는지, 발생한교류를직접계통에연계하거나변환장치를통해서계통에연계하는지에대하여확인하여야한다. c) 전기품질 1) 순시전압변동은계통병입시돌입전류를필요로하는발전원에대해서계통병입에의한순시전압변동률이 6 % 를초과하지않는지확인하여야한다. 2) 상시전압변동률은 3 % 를초과하지않는지확인하여야한다. 3) 역송병렬연계로저전압계통의상시전압을개선하기위하여설치하는전용변압기용량이역송병렬분산형전원의용량보다큰용량인지확인하여야한다. 저압계통에서상시전압이표 2 의허용범위를벗어날우려가있을경우에는전용변압기를통하여계통에연계하여야한다. 표 2 표준전압 표준주파수및허용범위 구분 표준 허용범위 110 V (110±6) V 이내 전압 220 V (220±13) V 이내 380 V (380±38) V 이내 주파수 60 Hz (60±0.2) Hz 이내 d) 직류유입제한분산형전원및그연계시스템은분산형전원연결점에서직류가계통으로유입되는것을방지하기위하여연계시스템에상용주파수변압기를설치하였는지확인하여야한다. 다만, 다음조건을모두만족시키는경우에는상용주파수변압기의설치를생략할수있다. 1) 직류회로가비접지인경우또는고주파변압기를사용하는경우 9

14 2) 교류출력측에직류검출기를구비하고직류검출시에교류출력을정지하는기능을갖춘경우 e) 플리커분산형전원은빈번한기동ㆍ탈락또는출력변동등에의하여계통에연결된다른전기사용자에게시각적인자극을줄만한플리커나설비의오동작을초래하는전압요동이발생하지않게되었는지확인하여야한다. f) 역률발전기전원측의역률을측정하여 90 % 이상인지확인하여야한다. 다만, 역송병렬로연계하는경우로서연계계통의전압상승및강하를방지하기위하여기술적으로필요하다고평가되는경우에는연계계통의전압을적절하게유지할수있도록분산형전원역률의하한값과상한값을계통사업자와협의하여야정할경우에는예외로한다. g) 고조파배전계통의종합전압고조파왜형률 (THD: total harmonic distortion) 이 5 % 를초과하지않도록유입되는지측정한결과를확인하여야한다. h) 계통접지보호분산형전원의계통접지가계통에연결되어있는설비의정격을초과하는과전압을유발하거나계통의접지고장보호를방해하지않게되어있는지확인하여야한다. i) 동기화변수제한분산형전원의계통연계병렬장치를투입하는순간, 분산형전원과연계하고자하는계통사이의주요제한변수가표 3 의범위이내에있어야하고, 만일주요 3 개의제한변수중어느하나라도제한범위를초과할경우분산형전원의계통병렬장치가투입하지않게되었는지확인하여야한다. 표 3 동기화제한범위 분산형전원정격용량합계 (kva) 주파수차 (Δf, Hz) 전압차 (ΔV, %) 위상각차 (Δ, ) 0 ~ 초과 ~ 초과 ~ 미만 j) 비의도적인계통가전압가전압계통이가전압되어있지않을때는분산형전원이계통에연계되지않게하였는지확인하여야한다. k) 분리장치계통운영상필요할경우쉽게접근하고잠금장치가가능하며육안식별이가능한분리장치를분산형전원과계통연계지점사이에설치하였는지확인하여야한다. l) 연계시스템의건전성 1) 계통연계시스템은계통운영상계통에나타나는 EMI 전자장장해환경에견딜수있는시험을하였는지확인하여야한다. 2) 계통연계시스템은계통운영상계통에나타나는서지환경에견딜수있는시험을하였는지확인하여야한다. 10

15 m) 계통이상시분산형전원연계분리및연계 1) 분산형전원은연계된계통선로의고장시또는작업시해당계통에대한가전압을즉시중지하는지확인하여야한다. 2) 계통에서고장이발생할경우분산형전원은즉시계통에서분리하여계통의재폐로에지장이없는지확인하여야한다. 3) 연계시스템의보호장치는각선간전압의실효값또는기본파값을감지하는지확인하여야한다. 비고구내계통을계통에연결하는변압기가 Y-Y 결선접지방식의것또는단상변압기일경우에는각상전압을감지하여야한다. 4) 3) 의전압중어느값이나표 4 과같은비정상범위내에있을경우분산형전원은해당분리시간내에계통에대한가전압을중지하는지확인하여야한다. 5) 다음각항의하나에해당하는경우에는분산형전원연결점에서 3) 에의한전압을검출할수있는지확인하여야한다. 하나의구내계통에서분산형전원용량의총합이 30 kw 이하인경우 연계시스템설비가단독운전방지시험을통과한것으로확인될경우 분산형전원용량의총합이구내계통의 15 분간최대수요전력연간최소값의 50 % 미만이고, 계통으로의유ㆍ무효전력역송이허용되지않는경우 표 4 전압변동에따른분산형전원분리시간 비정상전압범위 ( 기준전압에대한비율 %) 분리시간 ( 초 ) V < V < < V < V 비고 1 기준전압은계통의공칭전압을말한다. 비고 2 분리시간이란비정상전압상태의시작부터분산형전원의계통가전압중지까지의시간을말한다. 최대용량 30 kw 이하의분산형전원에대해서는전압범위및분리시간조정값이고정되어있어도무방하나, 30 kw 를초과하는분산형전원에대해서는전압범위조정값을현장에서조정할수있어야한다. 상기표 3 의분리시간은분산형전원용량이 30 kw 이하일경우에는분리시간조정값의최대값을, 30 kw 를초과할경우에는분리시간조정값의초기값을나타낸다. n) 계통주파수가표 5 와같은비정상범위내에있을경우분산형전원은해당분리시간내에계통에대한가전압이중지되는지확인하여야한다. 11

16 표 5 주파수변동에따른분산형전원분리시간 분산형전원용량주파수범위 (Hz) 분리시간 ( 초 ) > kw 이하 < > < {57.0~59.8} {0.16~300} 30 kw 초과 ( 정정치조정가능 ) ( 정정치조정가능 ) < 비고 1 분리시간이란비정상상태의시작부터분산형전원의계통가전압중지까지의시간을말한다. 최대용량 30 kw 이하의분산형전원에대해서는주파수범위및분리시간조정값이고정되어있어도무방하나, 30 kw를초과하는분산형전원에대해서는주파수범위조정값을현장에서조정할수있어야한다. 비고 2 상기표 4의분리시간은분산형전원용량이 30 kw 이하일경우에는분리시간조정값의최대값을, 30 kw를초과할경우에는분리시간조정값의초기값 (default) 을나타낸다. 저주파수계전기조정값조정시에는계통운영에서안전을고려하여야한다. o) 계통재병입 ( 再竝入, reconnection) 1) 계통에서이상발생후해당계통의전압및주파수가정상범위내에들어올때까지분산형전원의재병입이발생하지않게되어있는지확인하여야한다. 2) 분산형전원연계시스템은안정상태의계통전압및주파수가정상범위로복원된후그범위내에서 5 분이지난후에재병입하도록하는지연기능을갖추었는지확인하여야한다. p) 분산형전원이상보호 1) 분사형전원의이상또는고장발생시이로인한영향이연계된계통으로파급되지않게분산형전원을다음의보호계전기또는동등의기능을가진장치를설치하여계통과의연계를분리할수있도록설비를갖추었는지확인하여야한다. 과전압계전기 (OVR) 부족전압계전기 (UVR) 과주파수계전기 (OFR)( 역조류가있는경우 ) 저주파수계전기 (UFR) 역전력계전기 (RPR)( 역조류가없는경우 ) 2) 상기차단장치는계통이정지중 ( 무전압상태 ) 에는투입이불가능하도록시설하였는지와계통이정상화된후에도 5 분이내에는투입되지않게시설하였는지확인하여야한다. 3) 역조류가있는경우단독운전방지기능에의해자동으로연계를 0.5 초이내에차단하는장치를설치하였는지확인하고, 동시에옥외또는옥내에서조작가능한개폐기를거래용전력량계의발전설비측에설치하였는지확인하여야한다. 4) 역조류가없는발전설비를설치하는경우에는부하의급감등으로인해역조류발생시이를감지하여자동으로계통연계를차단하는장치를설치하였는지확인하여야한다. 12

17 사고발생개소 자가용발전설비 전기계통 표 6 보호계전기보기 사고형태 인버터의제어계통이상등에의한전압상승 인버터의제어계통이상등에의한전압저하 연계된계통의단락 계통사고, 및작업정전등에의한단독운전상태 역조류있음 역충전검출기능 보호계전기 OVR UVR UVR 역조류없음 단독운전검출기능 비고기타연계선로의보호방식은계통연계측전기사업자와협의결과에따른다. q) 단독운전방지연계된계통의고장, 작업등으로인해분산형전원이공통연결점 (PCC) 을통해계통의일부를가전압하는단독운전상태가발생할경우해당분산형전원연계시스템은이를감지하여단독운전발생후최대 0.5 초이내에계통에대한가전압을중지하는지확인하여야한다. r) 보호장치설치 1) 분산형전원고장발생시자동으로계통과의연계를분리할수있도록다음의보호계전기또는동등이상의기능을가진보호장치를설치하였는지확인하여야한다. 계통또는분산형전원측의단락 지락고장시보호를위한보호장치 적정한전압과주파수를벗어난운전을방지하기위한과 저전압계전기, 과 저주파수계전기 단순병렬분산형전원의경우에는역전력계전기 2) 역송병렬분산형전원의경우에는단독운전방지기능에의해자동으로연계를차단하는장치를설치하였는지확인하여야한다. 3) 인버터를사용하는분산형전원의경우, 별도의보호장치설치를생략할경우에는그인버터를포함한연계시스템에 1) 및 2) 에준하는보호기능이내장되었는지확인하여야한다. 비고개별인버터의용량과총연계용량이상이하여단위분산형전원에 2 대이상의인버터를사용하는경우에는각각의연계시스템에보호기능이내장되어있는경우라하더라도해당분산형전원의연계시스템전체에대한보호기능을수행할수있는별도의보호장치를설치하여야한다. 4) 1) ~ 3) 에의한보호장치는수급지점에서전기적으로가장가까운구내계통내의차단장치설치점 ( 보호배전반 ) 에설치함을원칙으로하되, 해당지점에서고장검출이기술적으로불가한경우에한하여고장검출이가능한다른지점에설치하였는지확인하여야한다. 비고연계에필요한보호계전기의종류는역조류의유무, 발전설비의종류등연계요건에의하여결정한다. s) 단락용량분산형전원연계에의해계통의단락용량이다른분산형전원설치자또는전기사용자의차단기차단용량보다적은지확인한다. 계통의단락용량이상회할우려가있을때에는해당분산형전원설치자가한류리액터등단락전류를제한하는설비를설치하였는지확인하여야한다. 비고한류리액터설치에의한대책으로도대응할수없는경우에는다음중어느하나에따른다. 13

18 전용변압기를통하여연계 상위전압의계통에연계 기타단락용량대책강구 t) 안전장치 1) 비상정지스위치계통운영자가비상상황발생시비상정지스위치를누르면어떠한상태에서도분산형전원을정지시킬수있도록설치하였는지확인하여야한다. 2) 모니터링전용변압기를통해저전압계통에연계하는분산형전원이하나의공통연결점 (PCC) 에서단위분산형전원의용량또는분산형전원용량의총합이 250 kva 이상일경우분산형전원연결점에연계상태, 유 무효전력출력, 운전역률및전압등의전력품질을모니터링하기위한설비를갖추었는지확인하여야한다. 비고분산형전원의연계전압및용량별정보제공요소는표 7 을참고한다. 표 7 분산형전원별정보제공요소 계측요소 종류 연계접속상태 상시전압 순시전압이벤트 유효전력 무효전력 역률 전압의종합왜형률 전류의종합왜형률 차수별전류고조파 전압 10 kw 미만 - 10 kw 이상 14

19 부속서 A ( 참고 ) 열병합발전시스템의개요 열병합발전시스템은하나의에너지원으로부터전력과열을동시에발생시키는종합에너지시스템으로발전에수반하여발생하는배열을회수하여이용하므로에너지의종합열이용효율을높이는것이가능하기때문에산업체, 주거용건축물등의전력및열원으로서주목받고있다. 즉, 열병합발전시스템은산업체, 건물등에필요한전기 열에너지를보일러가동및외부전력회사의수전에의존하지않고자체발전시설을이용하여일차적으로전력을생산한후배출되는열을회수하여이용하므로기존방식보다 30 % 에서 40 % 의에너지절약효과를거둘수있는고효율에너지이용기술이다. 최근화력발전소에서의발전효율은약 40 % 정도이고이것을송전하는데발생하는손실을감안하면이용효율은 35 % 정도이나, 열병합발전시스템으로부터의발전효율은발전기형식, 용량등에따라차이는있으나 25 % 에서 40 % 의범위내에있다. 그리고발전시의배열은발전량보다 1.5 배에서 2 배정도발생이되며이것을유효에너지로회수할경우총효율은 75 % 에서 90 % 까지향상된다. 특히, 가스엔진열병합발전시스템은발전효율이높고신뢰성및안전성이뛰어난것으로평가된다. 엔진수명이길고유지보수가쉬운장점을가지고있다. 시스템의주요구성은가스엔진본체와전력에너지를생산하는발전기, 소음을줄이기위한엔클로저 (enclosure), 시스템조절을위한제어장치, 배출가스및엔진냉각수로부터열을회수하기위한열교환기등이있으며냉난방을위한흡수식냉동기등으로구성된다. 열회수는엔진냉각수로부터는온수를, 배출가스로부터는온수나증기를회수할수있다. 또한엔진냉각수로부터열을회수하여생산한온수를배출가스열회수열교환기로공급하면증기를추가로생산할수있어온수대증기생산비를조절할수있다. 배기 배열보일러 흡수식냉동기 발전기 가스엔진 급탕 난방 냉각수쟈켓 부하측에서 그림 A.1 가스엔진열병합발전시스템 ( 예 ) 15

20 참고문헌 [1] KS B 8911, 가정용열병합발전기의왕복형내연가스기관 출력및가스소비율시험방법 [2] KS B 8912, 내연가스엔진을이용한가정용열병합발전기 성능시험방법 [3] KESG-VI-PD-14, 분산형전원계통연계지침 ( 한국전기안전공사 ) [4] 열병합발전기술가이드북 ( 한국에너지공단 ) 16

21 해설 SPS-B KEAA :2018 이해설은본체에규정한사항, 부속서 ( 참고 ) 에기재한사항및이들과관련된사항을설명하는것으로표준의일부는아니다. 1 개요 1.1 제정의취지 열병합발전설비는국가적차원에서볼때에너지절약과비용절감및민자발전유치효과가있다. 전력회사의입장에서볼때는최대전력 (peak) 저감, 발전소건설지연, 송배전설비건설회피, 송배전손실경감효과등의이익이있다. 수용가의입장에는비상발전기의역할, 발전기폐열을회수하여열부하를공급함으로서에너지절약과비용절감을기할수있다. 자가용발전기의상시병렬운전에따른사용전력량요금절감및최대수요전력의감소를통한기본요금절감의효과가기대된다. 최근에보급되고있는가스엔진열병합시스템은천연가스에불꽃점화기로점화하는방식을사용한다. 불꽃점화엔진 (spark-ignition engine) 은일반적인경우, 터빈발전기보다효율이좋지만단독운전시주파수변동폭이심하다는단점이있다. 이러한문제는전력회사와병렬운전을통해해결될수있다. 즉, 전력의안정공급, 질적향상및경제성유지를위해, 또한불의의사고로상용수전계통또는열병합발전기가트립되어정지될경우, 수용가에필요한전력을신뢰도높게공급하기위해전력회사와의연계가필수불가결하다고할수있다. 반면, 열병합발전설비가계통에병입될경우단락용량의증가문제, 보호협조의문제, 상시전압변동및조정문제가있다. 계통에파급되는문제에대비하기위해전기사업자는가이드라인을규정하고있으나, 소형열병합발전설비의경우, 계통연계시현행전사업자의가이드라인에규정된표준보호계전방식을일괄적용할경우, 계통구성상설치불가또는과도한공사비로경제성이충분하지못할경우가있다. 즉, 발전기비용대비과다한비용을유발시켜열병합발전기의도입에어려움을야기시키기도한다. 이표준은소규모열병합발전기의설치, 전력계통과연계에대한안전성을확보하기위한표준이다. 주로소형열병합발전설비의계통연계운전을중심으로계통연계표준의안전및열병합설비의보급확대를위하여제정하였으며, KS B 8101( 가스연소기기의시험방법 ), 분산형전원계통연계지침, 해외가정용열병합발전기설치설명서등을참고하였다. 1.2 제정시이해관계자의견의반영 여러이해관계자로부터 SPS-B KEAA 에대한검토의견을수렴하여반영된내용은다음과같다. 1 적용범위 이표준에서사용되는열병합발전기는가스를연료로사용하고 50 kw 이하의전기와열을동시에생산하는내연가스엔진을부착한제품에대하여정하는것으로한다. 기기설치내용이옥내용으로한정되어있어 옥외설치용의열병합발전시스템 은제외한다. 3 용어와정의 용어통일 : 3.1 열병합발전기 (combined heat and power generator) 3.6 분산형전원 (distributed resources) 17

22 4 설치 발전기는각종법에따라설치해야하므로전제조건으로전기사업법, 소방법, 가스법을따르도록규정 1.3 제정시참고한주요항목별표준현황 구분 세부항목 참조표준 3 용어와정의 - KS B 8913 한국전기안전공사, 분산형전원계통연계지침 4 설치 장소 에너지관리공단, 열병합발전기술 배관 가이드북 전원계통연계 한국전기안전공사, 분산형전원계통연계지침 18

23 SPSPSPS SPSPSP SPSPS SPSP SPS SPSP SPSPS SPSPSP SPSPSPS Combined heat and power generation system using gas engine safety installation

REVIEW CHART

Rev.6, 29. June 2015 보호및절연협조 2015. 06. 29 한국철도시설공단 REVIEW CHART 1 2 Ω 3 4 5 6 단락보호과전류방식 단락보호 지락보호비율차동방식 단락보호과전류방식 지락보호지락과전류 7 8 9 10 I inrush FLA 배at sec 11 12 I pickup Slope P I n 여기에서 I n 변류기 차정격전류