디젤 발전기 세트의 전력 공급 및 배전 시스템 설계 사양에는 중요 부하를 위한 비상 전원 공급 장치를 반드시 포함해야 하며, 이는 비상 전원 공급 장치의 필수 설정 요건입니다. 또한 경제적, 정치적 요인 등을 고려하여 정상 정전으로 인한 데이터 손실이나 정치적 이미지 악화를 방지하기 위해 예비 전원 공급 장치를 설치합니다. 이러한 이유로 디젤 발전기 세트는 많은 프로젝트에서 비상 백업 전원으로 사용됩니다. 다음은 디젤 발전기 설계 관련 내용에 대한 간략한 소개입니다.
1. 고급 기계 설계
CAD(컴퓨터 지원 설계), CAE(컴퓨터 지원 엔지니어링), CAM(컴퓨터 지원 제조) 등의 첨단 기계 설계 기법과 첨단 실험 장비를 결합하여 컬러 교정 방식을 설계했습니다. 설계 세부 사항부터 시작하여 디젤 발전기의 기계 부품을 지속적으로 최적화하여 발전기의 안정성을 더욱 향상시켰습니다.
2. 디젤 발전기 용량 선택
일반적으로 계획 또는 예비 설계 단계에서는 구체적인 부하 상황을 알 수 없으므로, 이때 디젤 발전기 세트 용량은 배전 변압기 총 용량의 10%로 책정하고, 사양 및 기술 조치에서는 20%를 고려합니다. 시공 도면 설계 단계에서 필요한 디젤 발전기 세트 용량을 결정할 때는 먼저 디젤 발전기의 부하 유형과 용도를 결정해야 합니다. 즉, 디젤 발전기를 순수 비상 부하로 사용할지, 아니면 주 전원이 차단될 때 정상 부하로 사용할지를 결정해야 합니다. 비상 부하는 화재 예방 및 전력 공급 보장 요건으로 인해 디젤 발전 프로젝트에 필요한 비상 전력 세트를 의미합니다. 장단점을 비교 검토한 후, 전력 공급의 신뢰성, 경제성 등의 요소를 고려하여 합리적인 전력 공급 부하 계획을 수립합니다. 프로젝트의 전력 공급 부하가 확정된 후에야 장작 발전 장치의 용량을 추가로 결정할 수 있습니다.
3. 발전기 세트의 전력 공급 및 배전 시스템 설계
디젤 발전기 세트의 수량, 부하의 특성, 기능 및 전력 공급 요구 사항에 따라 디젤 발전기 세트를 비상 전원으로 사용하는 다양한 전력 공급 시스템이 존재합니다. 현재 실제 적용에서 일반적으로 사용되는 대표적인 전력 공급 시스템은 다음과 같습니다. 발전기 세트가 공통 부하에 직접 전력을 공급하는 방식; 여러 대의 발전기 세트를 병렬로 연결하여 공통 부하에 전력을 공급하는 방식; 단일 발전기를 비상 전원 및 도시 전력 공급용으로 각각 사용하는 방식; 여러 대의 발전기와 여러 개의 전환 스위치를 사용하여 각각 부하에 전력을 공급하는 방식; 중·고전압 배전 시스템에서 단일 발전기를 공통 전원으로 사용하는 방식; 여러 대의 발전기와 도시 전력 공급 장치를 모선 또는 병렬 부하에 연결하는 중·고전압 시스템; 저전압 발전기를 승압 변압기를 사용하여 저전압 또는 중전압 배전 시스템에 전력을 공급하는 방식. 전력 공급 방식은 지역 전력망의 전력 공급 상황과 실제 부하 사용 현황을 고려하여 결정해야 합니다. 구체적인 전력 공급 방식은 지역 전력망의 전력 공급 및 부하 사용 현황을 바탕으로 결정되어야 합니다. 저전압 전력 공급 및 배전 시스템의 많은 프로젝트에서는 단일 발전기를 백업 전원으로 사용하거나, 도시 전력 공급 장치에 각각 전력을 공급하는 방식, 또는 여러 대의 발전기와 다중 전환 스위치를 사용하는 방식이 일반적으로 사용됩니다. 디젤 발전기의 용량이 큰 경우(일반적으로 8kW 이상), 동일 용량의 디젤 발전기 두 대를 설치하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 각 발전기가 부하의 일부를 개별적으로 감당하거나, 병렬로 연결된 모든 부하에 전력을 공급할 수 있습니다. 또한, 두 대의 디젤 발전기를 상호 백업용으로 설치할 수도 있습니다. 한 대가 고장 나거나 정기적인 유지 보수가 필요한 경우, 다른 한 대를 백업 전원으로 사용하여 우선순위가 높거나 전력 공급이 필수적인 부하에 전력을 공급할 수 있습니다. 일반적으로 디젤 발전기는 계통 전원과 나란히 가동하는 것이 허용되지 않습니다. 주요 고려 사항은 디젤 발전기가 고장 날 경우 전체 전력망에 영향을 미치고 고장 영향 범위를 확대할 수 있다는 점입니다. 따라서 디젤 발전기와 계통 전원은 연동 장치를 사용하여 나란히 가동되는 것을 방지합니다.
디젤 발전기의 시동 방식과 요구 사항은 부하의 특성과 전력 공급 방식에 따라 결정되어야 합니다. 장치 제어 캐비닛은 일반적으로 제조업체에서 제공합니다. 디젤 발전기는 일반적으로 전원 공급 장치를 통해 시동되므로 충전기, 배터리 및 기타 시동 장비에 필요한 도시 전력 공급이 필수적입니다. 디젤 발전기실에도 도시 전력 공급 설비가 갖춰져 있어야 합니다. 디젤 발전기를 비상 백업으로 사용할 경우, 정상 전원 공급이 중단되면 주전원 디젤 발전기 전환 제어 시스템이 신호를 보내 디젤 발전기를 시동합니다. 주전원 공급이 복구되면 제어 시스템에서 신호를 보내 디젤 발전기를 정지시키고 정상적인 주전원 공급을 재개합니다. 주전원 및 연료 발전 장치의 전환 제어 시스템에는 일반적으로 과부하 및 단락 보호 등의 보호 기능을 갖춘 핵심 PLC 제어 장치 또는 통합 제어 장치가 사용됩니다. 디젤 발전기의 용량이 부족할 경우 2차 부하를 차단할 수 있습니다. 주전원 공급이 정상화되면 차단된 부하를 다시 연결할 수 있습니다.
4. 디젤 발전기실 부지 선정
디젤 발전기실은 일반적으로 전력 부하 지점에 설치되어 케이블 길이 증가로 인한 투자 비용 증가를 방지하고 안정적인 전압 공급을 보장합니다. 디젤 발전기실 위치 선정 시에는 발전기 가동 환경을 비롯한 여러 요소를 고려해야 합니다. 우선, 발전기 자체의 작동 환경, 즉 환기, 배기 및 매연 배출을 확보해야 합니다. 여기서는 디젤 연료 연소만을 고려하지만, 연료 공급 및 저장 또한 발전기실 설계 시 중요한 요소입니다. 디젤 발전기는 연소 과정에서 많은 매연을 발생시키고, 발전기 자체에서도 가스와 열을 발생시킵니다. 이는 발전기 가동에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 주변 환경 오염의 원인이 됩니다. 따라서 디젤 발전기실 위치 선정 시에는 배기가스, 매연, 열이 실내 및 인원 출입구에서 멀리 떨어지도록 하여 신선한 공기를 유입시키고 원활한 열 방출 및 환기 환경을 조성해야 합니다. 반면에 디젤 발전기는 운전 중 진동과 소음을 발생시키므로, 발전기실 위치 선정 시 진동과 소음이 환경에 미치는 영향을 고려하고 필요에 따라 진동과 소음을 줄이기 위한 합리적인 조치를 취해야 합니다. 이러한 요소들을 고려할 때, 일반적인 여건이 허락한다면 발전기실은 건물 인근 옥외에 설치하되 출입구와 혼잡한 장소에서 멀리 떨어진 곳에 설치하는 것이 좋습니다. 여건이 여의치 않을 경우, 많은 프로젝트에서 지하에 설치하기도 합니다. 환기, 배기, 매연 배출, 진동 및 소음 저감 조치를 통해 원활하게 가동하여 경제적 이익을 극대화할 수 있습니다.
5. 디젤 발전 기지 최적화 설계
디젤 발전기 세트의 베이스는 핵심 부품이며, 설계 수준과 가공 정밀도는 장치의 성능, 진동, 소음, 신뢰성 및 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 디젤 발전기 베이스의 가공 수준은 디젤 엔진과 발전기의 동축성만을 보장할 수 있습니다. 그러나 장치 운전 및 인양 과정에서 베이스 변형이 동축성에 미치는 영향은 베이스 설계 관점에서 반드시 고려해야 합니다. 본 연구에서는 베이스의 재료 품질을 확보하는 전제 하에 측정 실험 데이터를 종합하여 베이스 검증 계산 모델을 구축하고, 한계 횟수를 조정하여 다양한 상태에서 베이스 주요 부품의 응력 분포를 분석했습니다. 유한 요소 시뮬레이션을 기반으로 베이스 구조를 최적화하고, 각 개선 사항을 통해 베이스의 견고성과 신뢰성을 향상시켰습니다. 베이스 최적화 설계의 또 다른 중요한 측면은 장치 진동 저감 시스템 설계입니다. 장치의 진동 저감은 기계실 내부 및 외부 소음에 영향을 미칩니다. 장치의 진동 저감 성능은 장치 기초의 동적 하중과 장치 구성 요소의 진동 강도에 직접적으로 관련됩니다. 이 장치는 우수한 진동 저감 효과를 제공하여 소음 감소 및 장치 수명 연장에 기여합니다.
게시일: 2022년 11월 30일