9.3 발전기 로터의 열적 민감도

Generator Rotor Thermal Sensitivity

 

열적으로 민감한 로터는 굽힘 현상으로 인해 로터 Balance 상태변화로 1×RPM 주파수 응답 신호를 나타낸다. 만약 계자로 인해 발생하는 전체 진동이 허용 한계 이내에 머무르면 "열적인 민감도"를 고려하지 않는다. 진동은 진폭과 위상각으로 특징 지어지기 때문에 진동의 움직임은 그림 3-64에 나타난 바와 같이 Polar Chart에 자주 도식화한다. 만약 진동 벡터가 50~80 ㎛의 원주범위 이내에서 유지되거나 허용가능 진동 레벨이라면 진동은 문제의 대상이 아니다. 비록 위상각이 변하고 진동이 이 원주범위 내에서 움직일지라도 이것은 문제가 되지 않는다. 운전 개시 점에서 운전 끝점까지 Polar Plot내에서 진동 및 위상각 변화를 그린 것이 Thermal Vector이다.

그림 3-64 Thermal Vibration Vector를 나타내는 Polar Plot

 

Thermal Sensitivity의 형태는 반복성있는 즉 가역적인 것(Reversible)과 비가역적인 것(Irreversible) 두 가지가 있으며, 두 가지다 계자전류에 따라 변하지만 가역적인 형태는 진동의 증가와 감소가 계자전류의 증감에 따른다. 예를 들면, 계자전류가 증가할 때 계자상태에서의 진동이 25 ㎛에서 75 ㎛로 증가하고, 계자전류가 감소할 때 동일하게 진동이 감소하는 이러한 Thermal Sensitivity Type을 가역적이라고 한다. 이러한 경우는 Thermal Vector가 제로점을 통과하고 최대 진동이 허용 한계 이내에 있도록 절충 발란싱을 할 수 있다.

그러나 계자전류를 증가할 때 진동은 상승하지만 계자전류 감소시 진동이 감소하지 않는 형태를 비가역적 또는 Slip-Stick이라 한다. 이러한 상태가 발생하면 발전기를 자주 정지해야하며 로터 휨을 일으키는 힘을 제거하기 위해 터닝기어 속도까지 감속시켜야 한다. 이런 형태의 Thermal Sensitivity는 아주 까다로우며 어떤 경우에는 권선 해체를 하지 않고서는 이러한 상태를 제거하기 위한 효과적인 대책이 없다. 그 결과 발전기는 전기적인 용량을 초과하여 운전할 수 없기 때문에 이런 상태의 계자권선으로는 부하제한을 할 수 밖에 없다. 그림 3-65는 계자전류에 의해 진동이 증가되었지만 계자전류가 제거되었을 때도 높은 진동 레벨에서 머물고 있는 비가역적인 계자상태를 나타내고 있다.

그림 3-65 비가역 Thermal Sensitivity를 나타내는 Vibration Data

 

TRAC Mark INCOSYS