신월성 1,2호기

저압전동기용 과부하계전기(SSOR) 개선사례

월성 제 3 발전소

전 기 팀

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목 차

1. 개 요

2. 과부하계전기(SSOR) 특징

3. 오동작 사례 및 원인분석

4. 개선추진

5. 기대효과

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1. 개 요

□ 신월성 1,2호기 비안전계통 팬, 밸브, 펌프 구동용

저압전동기 보호용 과부하계전기로 열동형(TOR) 대신

정지형 계전기(SSOR)를 도입함

- 안전계통에는 TOR 계속 사용

□ 신월성 1호기 인수계통 시험운전 중 정지형 과부하계전기

오동작 사례가 발생하여 원인분석, 제품보완 및 전체부하를

대상으로 한 교체 필요성을 검토 및 교체작업 수행

- SSOR 1,634개 중 473개를 개선품 적용

- 설비 신뢰성 및 원전 안전성 향상이 기대됨

개 요

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2. 과부하계전기(SSOR) 특징

가. SSOR 개요

저압전동기 과부하 계전기

(SSOR ; Solid State Overload Relay)

- 과부하 상태를 검출하여 전원 차단

신호를 발생함으로써 전동기를

보호하는 마이크로프로세서 기반

과부하계전기 (열동형 계전기 대체용)

- SSOR의 주 보호기능 : 반한시성 과부하 보호

- SSOR의 보조 보호기능 : 결상보호 및 상불평형 보호

- TOR 대비 설정이 용이하고 정확성이 향상됨

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나. SSOR 동작표시

주요기능 : 과부하, 회전자 구속, 결상, 상불평형 보호동작

[ 계속 ]

※ TOR : 과부하 보호

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[ 계속 ]

다. TOR과 SSOR 비교

TOR (열동형 과부하계전기) : 바이메탈의 온도특성 이용

SSOR (전자식 과부하계전기) : 전류감지 및 디지털 판별회로 이용

TOR SSOR

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라. SSOR 내, 외부 구성

[ 계속 ]

SSOR 설정 및 표시부

판독부(8비트 마이컴 내장)

입력 전류 감지부

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8.0m

3. 오동작 사례 및 원인분석

가. 오동작 사례

1. 오동작 사례 : 순환수 계통 기동중 펌프출구밸브 SSOR 오동작으로

계통운전 지연 또는 계통운전 불안정 초래

2. 현장 점검 : 레코더를 이용하여 밸브 운전 중 전류거동 감시 및

SSOR 동작 특성 확인

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[ 계속 ]

나. Trip 발생 시 전류 거동

각 상 전류가 약간 상이하나

결상 Trip(30%이하)을 발생

시킬 정도는 아님

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[ 계속 ]

계 속

1. 기동 및 운전 특성

가. 기동전류가 FLC의 약 7배까지 상승하고,

약 0.2초 이내에 3상 모두 0.6~0.7A 수준에서 안정됨

나. SSOR의 설정범위는 1~5A 기준으로 운전전류는

SSOR 최소설정치의 60~70% 수준임

※ 상기 운전전류는 80:5 CT의 2차 전류 기준임

2. 오동작 발생

가. 기동시점부터 약 1.5~1.7초 경과 후 결상 보호 동작으로

밸브가 정지됨(간헐적 발생)

나. SSOR 동작 시점에 전류거동에는 특이사항 없음

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[ 계속 ]

다. 오동작 추정 원인

1. 한수원 추정원인

- 차단기 투입 초기의 전류 불평형을 결상으로 인식하는 것으로 추정

(내장 알고리즘 오류, 측정회로 포화 등)

2. 제작사 의견

- 운전전류가 최소설정치의 약 70% 이하이면

전류감지회로의 감도 문제(Resolution)로

결상으로 인식될 수도 있음

3. 결론

- 상기 2가지 조건 만족시 오동작하는 것으로

추정됨 내장 알고리즘 개선 추진.

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가. 시제품 개발 및 현장 실증시험

▣ 1차 시제품 시험 (’11. 05.04)

1. 1차 시제품 개발 : ‘11. 03. 14 ~ 04. 20

- 최소 설정치의 70% 이하 결상보호 기능 Blocking 알고리즘 추가

2. 현장 실증시험 결과 : 불만족 (수회 오동작 발생)

▣ 2차 시제품 시험 (’11. 05.24)

1. 2차 시제품 개발 : ‘11. 05. 17 ~ 05. 23

- 결상보호 기능 Blocking 80%로 변경

- 버퍼 메모리 Refresh 기능 추가 (제작사 의견반영)

2. 현장 실증시험 결과 오동작은 없었으나, 결상보호 Blocking 기준

과다 (설정치의 80%로 설정 → 최소설정치의 80% 수정 필요)

4. 개선 추진

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[ 계속 ]

▣ 3차 시제품 시험 (’11. 06. 17)

1. 3차 시제품 개발 : ‘11. 05. 30 ~ 06. 10

- 결상보호 기능 Blocking 범위를

최소설정치의 80% 이하로 수정

- 버퍼 메모리 Refresh 기능 유지

2. 현장 실증시험 결과 오동작 발생 안 함

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[ 계속 ]

나. SSOR 교체 대상 선정

1. 교체대상 선정기준

- 전동기 최소 운전전류가 SSOR 최소설정치의 70% 이하인 부하 교체

2. 교체 대상 선정 (공급사) : ‘11. 05. 10

- KS 전동기 용량별 무부하 전류를 기준하여 선정

3. 교체 대상 재선정 (신월성) : ‘11. 05. 20 ~ 07.10

- 시운전 시험데이터를 기준으로 재선정 (800개 부하 검토)

- 총 교체대상 선정 : 297 개 (1호기 및 공용호기)

1. 개선 제품 생산 : ’11. 07. 10 ~ 08. 05

2. 개선 제품 인수 및 정정 : ‘11. 08. 05 ~ 08. 17

3. 현장 교체 설치 : ’11. 08. 12 ~ 08. 17

- 총 교체수량 : 1,2 및 공용 473 개

다. SSOR 교체 설치

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[ 계속 ]

SSOR 교체대상 선정

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[ 계속 ]

SSOR 개체시험 및 정정

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[ 계속 ]

SSOR 교체작업 목록

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[ 계속 ] 현장 교체작업 수행

MCC별 교체작업

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5. 기대 효과

SSOR 개선 효과

□ 내재된 결함을 개선하여 SSOR 품질향상을 기하고

□ 신월성 1,2호기에 설치된 전체 SSOR을 대상으로

오동작발생 가능성 검토 , 교체 대상 선정, 교체작업 수행을 통하여

향후 발생할 수도 있었던 SSOR 오동작에 의한 계통운전 지연,

과도상태 발생 가능성 등을 최소화 함으로서

신월성 1,2호기 원전 신뢰성 확보에 기여한 것으로 판단됨