ASEP

사업소개
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  • ASEP는 ICT기술을 적용하여 모든 제품과 서비스에 연동해
  • 막대한 시장을 통해 기술 경쟁력을 발휘하겠습니다.
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ICT기반 무선통신기술을 이용한
비상용 디젤발전기 상시 모니터링 시스템
기술 개요 및 기능
  • 비상 시 전원공급을 위해 설치한 비상용디젤발전기의 관리미흡으로 인한 여러 가지 사건.사고를 사전에 예방하고 고장예지를 위하여 Ict기반 무선통신기술을 이용하여 엔진 Data(GCP Data)와 동체 Data(Generator Data)를 상시적으로 데이터는 중앙 DB에 송신하고 원격으로 상태를 모니터링하고 점검함에 따라 효율적인 전력관리와 더불어 스마트 안전 사회를 구축할 수 있음.
소비자층 및 사용처
  • 비상사태 시 전력수호가 필수적, 또는 비상발전기가 설치되어 있거나 필요한 모든 건축 및 구조물
비상용 디젤발전기 상시 모니터링 시스템 구현도

문제인식
(Problem)
기술의 개발동기
  • 비상발전기 기본 개요
  • 비상발전기는 정상적인 상태에서 공급되는 상시전원(일반적인 전력망을 통해 공급되는 전력)이 재난, 사고 또는 고장에 의해 공급되지 못할 경우, 전원공급이 필수적인 중요 설비나 시설에 전원을 공급하기 위한 발전장치 및 설비를 말하며, 디젤엔진형 발전기가 가장 일반적으로 사용됨.
  • 비상발전기를 포함한 비상전원은 ｢화재예방, 소방시설 설치‧유지 및 안전관리에 관한 법률｣(9조 1항), 동법 ｢시행령｣ 및 소방청 ｢옥내소화전설비의 화재안전기준(NFSC 102)｣(제8조)에 따라 필수적으로 설치하게 되어 있음(층수가 7층 이상으로서 연 면적인 2000㎡ 이상 건축물, 특정소방대상물로서 지항층의 바닥면적 합계가 3,000㎡ 이상인 것 등). 또한 ｢전기사업법｣, ｢건축법｣에도 ‘예비전원’ 설치 의무규정이 명시되어 있음.
  • 통상적인 디젤엔진 발전기 세트의 구성은 디젤엔진, 제너레이터(Alternator), 제어판넬(GCP: Generator Control Panel), 베드 프레임(Bed frame), 라디에이터(Radiator), 내진･진동저감장치 및 기타 부속장치로 구성됨. 제너레이터는 엔진의 회전력을 받아 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 장치임.
  • 엔진에 의해 구동되는 제너레이터 회전자(Rotor) 축의 여자 발전기에 의해 교류가 발생되며, 실리콘의 정류를 통해 직류로 변화하여 주 발전기 계자 코일에 전달됨. 이 전달에 의해 자장(Magnetic field)이 형성되고 자장과 도선(Conductor)의 상대적 운동으로 인해 전자 코일에 전류가 발생하게 됨.
비상발전기 분류
분류방법 구분 내용
구동법 디젤,가솔린,가스터빈 대부분 디젤발전기를 사용
시동법 전기식 일반적 사용이 가능하며 운용이 용이
공기식 6회 이상 기동용량의 압력탱크 필요
냉각방식 공랭식 500kVA 미만의 소형 용량에 적합
수냉식 500kVA 이상에 적용(순환식,방류식)
운전방식 단독운전방식 수전용 차단기,발전용 차단기 장치 필요
병렬운전방식 SYNCHRO 장치 필요
비상용디젤발전기( DEG ) 구성도

비상발전기 기본구조

필요성
기술의 목적
  • 부실한 비상발전기 관리체계
  • 비상발전기는 전국적으로 2017년 83,865대(총 용량: 27,347MW, 원자력발전소 20기에 해당)가 설치되어 있었으나 2019년(7월 현재) 기준 90,878대로 증가하여 연 평균 3천여 대가 신규 설치되고 있음. 한국산업안전보건공단의 「비상전원의 선정 및 설치에 관한 기술지침」에 따라 기능유지를 위해 주 1회 무부하 상태에서 30분 이상 시험운전 실시 권장 이외에 관리규정은 부재한 상태임.
  • 이로 인해 비상발전기가 설치된 대부분 수요처에서는 관리 전문인력 부족 및 법률적 강제규정이 없어 정기적인 기능점검이 제대로 이루어지고 있지 않음. 2011년 9월 전국적으로 초유의 대규모 정전대란(순환정전) 발생 당시, 전기산업진흥회는 비상발전기의 60%가 관리부실, 노후 등의 이유로 가동불능 상태로 추정했음.
  • 비상발전기의 부실한 관리체계는 화재, 지진, 정전 등 발생 시 필수적인 비상전원을 공급하지 못함으로써 필연적으로 대규모 인적, 물적 피해를 유발 할 수밖에 없음. 따라서 비상발전기 상태진단을 위한 일상적으로 체계적이고, 효과적인 관리시스템이 매우 중요한 과제임.
정전 및 재난 시 비상발전기 가동 불능으로 인한 피해 사례

  • *경남 밀양 세종병원 화재로 인해 47명 사망, 112명 부상 피해 발생(2018년 1월 26일)
  • *삼성공장 화재 당시 비상발전기 작동지연으로 인한 약 500억원 피해 발생 (2019.12)
비상발전기의 기능 다양화에 따른 스마트 관리시스템 구축 필요
  • 전력수요의 가파른 증가, 2011년 9월 순환정전 사태 이후 기존 발전설비를 확장하는 공급중심의 전력수급 정책에 대한 개선요구가 크게 대두됨. 이에 따라 정부는 <제2차 에너지기본계획 수립>(2014년)을 통해 공급중심의 에너지정책을 ‘에너지 수요관리’로 정책중심을 전환했음.
  • 정부는 2014년부터 전력의 안정적 수급과 기업의 효율적인 전력관리를 목적으로 수요자원 거래시장 활성화를 추진하고 있음. 전력수요관리(DR: Demand Response)란 ‘국가가 적정 예비전력을 확보하기 위해 전력 소비자와 사전에 약정한 전력 수요 감축 이행 시 이에 대한 보상금을 지원하는 사업’임.
  • 2019년 DR 참여기업은 3,022개로 약 4.2GW 용량 수준의 예비전력에 해당함. DR 참여기관은 피크감축 DR과 요금절감 DR방식으로 전력거래소 시장에 참여해 정산금을 받고 있음.
  • 비상발전기 활용 전력수요관리를 위해서는 특정 시점에 비상발전기가 정상적으로 가동함을 전제로 하지만 현재의 비상발전기 관리시스템으로는 필요시 안정적 정상가동을 보장할 수 없는 실정임. 따라서 정부의 전력수요관리 정책의 효과적 추진을 위해서도 설비모니터링 기술을 바탕으로 한 비상발전기 관리 및 상태진단 시스템이 반드시 필요함.
  • 위와 같은 비상발전기의 부실한 관리체계를 해소하기 위해서는 개별 비상발전기에 대한 모니터링 시스템 개발을 토대로 향후 ‘ICT 기반 기술과 융합한 지역적‧광역적 통합 모니터링 시스템 구축’이 필요함.
ICT 기반 비상발전기의 상시모니터링 필요
  • 그동안 비상발전기 관리는 관리자가 1달에 1-2회 회당 5분 내외에 무부하기동을 하고 기본 사항 정도를 점검하는 것이 전부였음. 그러나 체계적인 관리를 위해서는 ICT 기반 비상발전기의 상시모니터링 장치개발이 시급한 실정임.
  • 특히, 비상발전기의 가동에 있어서 가장 기본이자 핵심인 요소는 배터리의 충전여부, 냉각수 온도, 오일 압력, 오일 온도 등이 있는데 이 요소들 중 하나의 요소라도 정상 수치 미만일 경우 시동불량, 정격 출력 불량, 화재, 등 치명적인 손상 및 사고로 이어질 가능성이 있어 비상시 가동되어야 할 비상발전기가 비상사태에 불능상태에 빠지게 되어 인적, 물적 피해로 확산 됨.
  • 따라서, 비상발전기의 핵심부품인 제너레이터에 ICT 기반 센서 부착과 사용 데이터 실시간 수집, 분석, 모니터링을 지원하는 디바이스 개발이 필요함.