EMI 모니터링 설치 계획

이 장에서는 EMI 모니터링 설치를 계획하기 위한 단계별 지침을 제공합니다.

배치 계획

EMI 모니터링 시스템 설치에 적합한 위치를 선정합니다. 다음 요소를 기준으로 해당 위치의 적합성을 판단합니다.

각 HFCT 회로의 케이블 길이가 200피트를 초과하지 않도록 EMI 모니터링 시스템을 유사 모니터링 장비와 가까이 설치합니다. 케이블이 이보다 길어질 경우 신호 품질이 저하될 수 있습니다. 단, 설치 경로마다 HFCT 케이블 길이가 같아야 할 필요는 없습니다.
- CT에서 모니터링 시스템까지 신호가 감쇠하는 현상을 최소화하기 위해 길이를 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직합니다. 모니터링 시스템은 마이크로볼트 수준의 신호를 측정하기 때문에 감쇠가 큰 영향을 미친다는 점을 이해해야 합니다.
EMI 모니터링 시스템의 작동 온도 범위는 섭씨 -40도(화씨 -40도)에서 섭씨 70도(화씨 158도)까지입니다. 정기적으로 이 온도 범위에 근접하거나 이를 벗어나는 지역에는 인클로저를 장착하지 마십시오. 가능하면 하루 중 장시간 직사광선에 노출되는 위치에는 모니터링 시스템을 장착하지 마십시오.
발전기 가동 중지 기간에 발전기 분해 작업을 방해하지 않는 위치에 모니터링 시스템을 설치합니다.
필요한 경우 정비 인원이 모니터링 시스템에 접근할 수 있도록 설치합니다. 단, 시스템 감시 및 성능 피드백은 모니터링 시스템 패널에서 확인할 수 없습니다.
선택한 HFCT 위치, 120VAC 전원 및 데이터 허브와 근접하도록 설치합니다.

CT 위치 계획

본 장에서는 CT 구성요소의 설치 위치를 계획하기 위한 지침을 제공합니다.

옵션 1: 발전기 중성 접지 변압기(Neutral Ground Transformer, NGT)

설치 현장에 독립형 NGT 캐비닛이 있고, NGT 캐비닛으로 들어오는 리드가 EMMC-108(95mm) CT로 둘러쌀 수 있는 크기의 도관에 설치되어 있는 경우

EMMC-108을 엽니다.
CT가 NGT 리드 도관 외부를 둘러싸도록 배치합니다.
CT를 닫아 고정합니다.

해당 권장 위치에서 EMI 신호 강도가 가장 우수합니다.

설치 환경에 독립형 NGT 캐비닛이 없거나 캐비닛으로 들어오는 리드가 EMMC-108 CT로 둘러싸기에 너무 큰 경우, CT가 NGT 고압 측으로 들어가는 케이블을 둘러싸도록 배치합니다. 이 방법은 권장되지 않으며, 그 이유는 다음과 같습니다.

이를 수행하려면 발전소를 가동 중지해야 합니다.
중성 접지 리드는 발전기 최대 출력 전압에 맞게 절연되어야 합니다.
CT가 케이블에 닿거나 움직이지 않도록 고정해야 합니다.

주의

CT가 케이블에 접촉하면 케이블 절연체가 손상될 수 있으며, 상-지락 사고(phase to ground fault) 시 NGT가 우회할 수 있습니다. 이렇게 고장 난 상태에서는 매우 높은 전류가 흘러 주요 장비에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다.

옵션 2: 발전기 승압(Generator Step Up, GSU) 변압기

GSU 변압기에서 고압 측(계통 측)은 일반적으로 WYE 결선으로 되어 있으며, 중성 접지 저항기가 설치되어 상-지락 사고 전류를 최소화합니다. 변압기 WYE 결선의 중앙 탭은 이 저항기를 통해 접지에 연결됩니다. 외함 접지에서 계통 접지로 향하는 연결은 경우에 따라 모선 바 또는 단순 케이블을 통해 이루어집니다. 유닛 보조(Unit Auxiliary), 예비 보조(Reserve Auxiliary), 기동(Start-up) 등 보조 변압기의 경우, 고압 측은 델타(Delta) 결선, 저압 측(발전소 부하)은 상-지락 사고 전류를 최소화하기 위해 중성 접지 저항기를 통해 접지되는 WYE 결선으로 구성됩니다.

GSU HFCT는 고압 WYE 결선과 연결되지 ‘않은’ 외함 접지 주변에 설치해야 합니다.

GSU HFCT는 WYE 결선의 중성점 측이나 WYE 결선 아래쪽에 설치하면 안 되며, 그 이유는 다음과 같습니다.

해당 위치는 계통 노이즈에 매우 민감하여 변압기 결함에 대한 EMI 분석을 진행하기 어렵고, 잘못된 위치가 표시될 수 있습니다.
또한 일반적으로 전류 흐름이 더 커서, 신호 수집 장비가 손상될 가능성이 있습니다.
스위치야드(Switchyard) 이상을 탐지하려는 경우가 아니라면 권장하는 위치가 아닙니다. 스위치야드 이상 현상을 탐지하려 한다 해도, 이는 정량화가 매우 어렵고, GSU HFCT를 이용해 이 현상을 연구한 사례가 거의 없습니다.

아래 이미지는 WYE 결선 아래쪽에 잘못 설치된 HFCT 설치 위치의 예시입니다.

아래 이미지는 WYE 결선 위쪽, 저압 측 외함 접지 쪽에 올바르게 설치된 HFCT 설치 위치의 예시입니다.

옵션 3: 계기용 변압기(Potential Transformer, PT) 케이스 접지

상분리 모선(Isolated Phase Bus, IPB) 모니터링은 CT 모니터링 발전기로 수행할 수 있으나 일부 고객은 고장 위치를 더욱 정확하게 파악하기 위해 IPB 영역을 추가로 모니터링하기를 원할 수 있습니다. 이 위치에는 외부 PT 인클로저에 연결된 거의 모든 접지를 사용할 수 있습니다. 복수의 접지가 하나의 접지 리드를 통해 지면으로 연결된 경우, 외부 노이즈에 대해 크게 걱정하지 않고 사용할 수 있습니다. 단, 접지 리드의 "안테나 효과가" 발생할 수 있으며, 이는 접지 리드가 길수록 외부 노이즈를 더 많이 수집합니다.

옵션 4: 발전기 프레임 접지

NGT에 접근할 수 없는 위치에서는 CT 설치를 위해 발전기 프레임 접지를 사용할 수 있습니다.

설비가 가동 중일 때 간섭 분석기(interference analyzer)를 사용해 이동식 모니터링을 수행하여 신호 세기가 가장 좋은 프레임 접지 위치를 확인해야 합니다.

참고

신호 세기가 가장 높다고 해서 반드시 가장 좋은 신호는 아니며, 내부 노이즈 값이 가장 뚜렷하게 나타나는 신호도 좋은 신호로 볼 수 있습니다.

설치 위치가 결정되면, 일반적으로 EMMC-107(46mm) CT를 사용하여 설치합니다. 일부 설치 과정에서는 모든 모니터링에 사용할 목적으로 EMMC-108 CT만 사용하지만, EMMC-107 CT도 유사한 응답 특성이 있기 때문에 비용 면에서 더 효율적입니다.

가스 터빈 발전기(Combustion Turbine Generator)에서는 대부분 여자기 단부 프레임 접지를 주로 사용합니다. 프레임 접지 주변에 CT를 설치할 때는 해당 접지가 여러 접지 리드를 조합한 것이 아닌, 프레임 케이스에서 직접 연결된 단일 리드인지 반드시 확인해야 합니다. 여러 접지 리드를 사용하는 경우 외부 노이즈가 유입되어 분석 과정에 방해가 될 수 있습니다.