발전기 엔진(Generator Engine)의 선정방법 - 발전기의 기종선택

발전기 엔진(Generator Engine)의 선정방법 - 발전기의 기종선택

 

 

1. 발전기용 원동기의 출력

1-1) 전 부하 정상운전 입력에 의한 계산

PE1 = 발전기 용량(PG1 KVA)×부하의 종합 역률×1.36 / 발전기 효율

· ηL : 발전기 효율( 정상시 0.92, 시동시 : 0.88 정도)

· 국내 발전기제조사의 엔진선정의 기준으로 사용되고 있으며, 단 발전기용량은 설계사무소의 계산용을 기준으로 하고 있다.

· 전력전자장치가 많은 경우에는 제조사 각 사마다 별도의 방식을 적용하고 있다.

· E : 엔진의 출력[ps]

· RE : 엔지출력계수[kw/kw]

· 부하출력합계[kw]

 

1-2) 순시부하투입내량에 의한 출력(전동기 시동에 필요한 용량계산)

· PLmax : 과부하내량(1.2 정도)

· PNmax : 시동입력

· cosθ : 시동역율

 

1-3) 과도시 최대 단시간 내량에 의한 출력

· Pns : 최후에 투입되는 부하의 기동용량[kw]

· k1 : 엔진의 단시간 부하내량(보통 1.1)

· ηL : 부하의 종합효율

 

1-4) 베이스부하가 있는 경우의 순시부하투입 내량

· K3 : 베이스부하가 있는 경우 엔진의 가능한 부하투입율

 

2. 엔진의 선정시 검토사항

 

3. 발전기 기종 선택시 검토사항

1) 디젤 엔진형 발전기

디젤엔진 발전기는 조작이 쉽고 제작,보수에 큰 문제점이 없어 가설동력이나 고정 비상동력으로 일반적으로 설계,시공되고 있다.

1-1) 비상전원의 사용빈도가 적고 주 용도가 중시되지 않는 부하설비

· 전원측의 완벽한 전원 공급회선의 확보로 비상전원 사용빈도가 극히 적을 것으로 예상되는 부하설비는 발전용량의 소용량화가 가능하기 때문에 디젤 발전기가 무난하고 비상전원의 중요도가 낮은 부하설비에서도 설치, 유지보수에 무난한 디젤형 발전기가 무난하다.

 

1-2) 냉각수 확보가 용이한 조건

· 500kVA 이상은 엔진냉각 방식으로 저수조 수냉식을 채택하고 있어 비상가동 예정시간에 충족될 수 있는 저수조 확보가 건축적으로 용이해야 한다.

· 500KVA 미만의 소용량은 라디에이터 형식의 수냉식 방식을 채택하고 있으나 팬에 따른 소음 및 급기설비 등으로 바람직한 냉각방식으로 볼 수 없다.

· 저수조 수냉식으로 쿨링타워 등의 부가 냉각설비의 설치 및 유지보수가 용이해야 한다.

 

1-3) 장시간 가동 및 저압 발전방식 채택설비

· 부하 특성상 저압발전기 가동방식을 채택하고 장시간 발전기 가동이 예상되는 장소는 디젤 발전기가 종합적으로 유리하다.

· 저압 발전기를 채택하여야 하는 곳은 몸체가 크고 건축적인 조건이 불리하더라도 디젤형 발전기를 설치해야 하는 필요성이 중시되고 있다.

 

1-4) 저렴한 초기투자비용에 의한 비상전원 확보

· 비상전원에 대한 초기 투자비용을 가능한 저렴한 가격으로 유도하고자 하는 경우 디젤 쪽이 우세하며 특별한 규격이 아닌 경우 손쉽게 설치할 수 있다.

 

2) 가스터빈형 발전기

2-1) 비상전원의 의존도가 높고 양질의 전원이 요구되는 전원

· 정전사고시에도 양질의 전원이 요구되는 부하설비(병원 등)

· 단일 샤프트의 경우에는 전부하를 기동과 동시에 투입할 수 있다.

· 부품 수가 적어 고장발생률이 낮아 기동실패의 확률이 적다.

 

2-2) 건축물을 Modernization화 할 경우

· 건축물의 개,보수시 부하증설로 인한 디젤발전기의 교체가 필요하나 교체가 불가능한 경우

· 저진동, 저소음으로 냉각수가 불필요하므로 설치장소에 대한 선택의 폭이 넓다(옥상설치 등)

 

2-3) 냉각수확보가 어렵고 진동방지용 별도기초가 어려운 건축물

· 고산지대의 특수설비용 비상전원 등에 적합

 

2-4) 열병합 발전시스템이나 피크 컷 겸용설비

· 장시간 운전과 상시열원이 필요한 경우

· 배기가스가 고온,고압이 되므로 폐열을 회수하여 활용

(가스터빈 발전설비에서 가장 중요한 분야임)

· 하절기 등에 장시간 피크전력을 제한할 필요가 있는 경우.

 

2-5) 기타

· 환경오염이 적다.

· 연료선택의 범위가 넓다.

· 구동부(왕복운동)가 없기 때문에 구조가 간단하나 고가이다.

· 대기압 대기온도에 의한 출력저하가 크다.

· 기기 중량에 대해 1.1~1.2배의 기초 콘크리트 하중으로 가능하므로 간이식으로도 가능하다.

· 대부분 흡기소음이고 고주파 음이 주이기 때문에 비교적 음의 흡수가 용이하다.

 

3) 특성비교