(1) 이 기준은 출력 100kW 이상의 수차발전기(펌프수차 포함) 및 부속설비들의 종합시험에 적용한다. 수급인의 종합시험 범위는 수차발전기, 보조설비 및 효율시험, 시운전, 인계 등 현장 관리를 포함하며, 본 계약에서 특별히 언급하지 않은 사항이라도 본 사업의 만족한 종합시험을 하기 위한 제반 필요 부대품을 공급하여야 하며 세부사항은 다음과 같다.

① 이 기준에 규정된 항목의 종합시험

② 품질 및 성능보장을 위한 공인기관의 각종시험 및 검사

③ 운전유지보수를 위한 기술지도 및 교육

④ 필요 기술 자료제출 및 종합시험에 필요한 부품 및 공구의 공급

⑤ 대관업무 수행 및 타 수급인과의 업무협조

(1) 관련 법규는 KWCS 31 50 17 30 (1.2.1) 에 따른다.

(1) 관련 기준은 KWCS 31 50 17 30 (1.2.2) 에 따르며, 추가사항은 다음과 같다.

·수차발전기 성능분석 절차서(K-water)

내용 없음

(1) 제출물은 KWCS 31 10 21 (1.7) 에 따른다.

(1) 수급인은 계약문서에 따라서 완전한 성능을 발휘할 수 있도록 수차발전기를 분해, 점검보수, 조립 및 시험을 실시하여야 한다.

(2) 설비신뢰성

① 수급인은 수차발전기의 분해, 점검보수, 조립, 시험 및 시운전에 대한 책임을 지며 각 절의 요구에 준수하여야 할 책임이 있다.

② 계약에 의해 분해 조립되는 수차발전기의 부속품은 당초 공급된 해당부품과 동일하거나 또는 상호 호환성을 갖는 부품이어야 하며 모든 점에서 당초 공급된 부품에 적용된 기술규격과 일치하여야 한다.

③ 소모성자재를 포함한 모든 부품이 분해, 점검보수, 조립, 시험 및 시운전 과정에서 수급인의 귀책사유로 인하여 교체가 요구되는 경우 수급인은 자신의 비용부담으로 공급 또는 대체하여야 하며 이로 인하여 발전지연이 초래될 경우 이 계약에 따른 수급인의 책임이 면제되지 아니한다.

(1) 운반, 보관, 취급은 KWCS 31 10 21 (1.10)에 따른다.

(1) 종합시험의 품질보증계획서 제출은 KWCS 31 10 21 (1.9) 에 따른다.

(2) 공장시험자료는 보증을 요구하는 각 설비의 현장 반입 전에 제출하여야 한다. 이 자료에는 품질보증서를 포함하여야 한다.

(3) 품질인증 서류 제출은 관련설비의 KS 인증서 사본, 품질시스템(ISO 9000시리즈)사본 등 품질인증에 관한 서류를 포함한다.

(4) 품질보증계획 이행감독 및 적정성 확인

① 이행감독

가. 공사감독자는 수급인이 제출한 품질보증계획서에 따라 당해 공사의 가공재료, 제작, 설치 및 시공, 검사 및 시운전 등 품질관리 업무전반에 대해 이행여부를 감독한다.

② 적정성 확인

가. K-water의 품질관리부서는 필요시 수급인이 제출한 품질보증계획서에 따라 품질관리시스템 등 품질관리활동에 대한 적정성을 확인할 수 있다.

(1) 수급인은 토목, 건축, 기계, 정보통신 등 다른 수급인의 공사, 공정상의 문제점 발생을 방지하기 위하여 수급인이 제작, 반입하는 설비와 연결, 조립, 설치되는 사항에 대하여 사전 조사하여야 하며, 다른 수급인과 협의하여야 한다.

내용없음

(1) 수급인은 시험이 원활히 수행될 수 있도록 시험방법 및 시험 세부내용을 사전에 충분히 검토하여 결정하고 이를 공사감독자의 승인을 득한 후 실시하여야 한다. 검토를 요구하는 주요사항은 다음과 같다.

① 시험일정

② 시험자의 편성

③ 시험항목, 시험조건 및 시험실시 범위

④ 발전기 출력 또는 입력 측정방법

⑤ 유효낙차 및 전 양정 측정법

⑥ 유량 또는 양수량 측정법

⑦ 회전속도, 온도, 전압, 전류 측정법

⑧ 측정 장비 및 측정 장비의 교정

⑨ 측정기록 및 시험결과의 계산

(1) 시험기기 이외의 설비

① 한 조의 수압철관으로부터 분기하여 취수하는 다른 기기가 있는 경우에는 시험기기 이외의 설비는 정지하여야 한다. 단, 동일 수압철관에 연결된 기기의 성능상태를 동시에 확인해야 할 경우에는 그러하지 아니하다.

(2) 시험상태의 변동

① 시험 결과에 영향을 줄 수 있는 시험 상태는 시험 중 가능한 한 일정하게 유지해야하며, 시험시 안정상태의 판정은 각 측정값의 변동이 평균치와 비교해 다음 범위 내에 들어야 한다.

① 회전속도 ±0.3%

② 수두 ±0.7%

③ 출력 또는 입력 ±1.0%

(3) 수차의 출구 또는 펌프 입구의 수위

① 수차의 출구 또는 펌프 입구의 수위는 지정된 최저수위 이상이어야 한다.

(4) 특별 조정

① 시험 중에 수차는 정상적인 운전 시의 조건과 다르게 특별한 조정을 해서는 아니 된다. 다만 부하를 일정하게 하기 위해, 조속기 또는 서보모터의 개도를 제한하는 등 적당한 조치는 할 수 있다. 급기변 및 제압변은 정상적인 운전상태의 개도로 유지해야 한다.

(5) 안정 상태

① 측정은 발전설비 및 부속장치의 운전 상태가 충분히 안정된 뒤에 실시해야 한다. 안정상태의 결정은 시험 주관자가 한다.

(1) 설치 또는 조립이 완료된 수차발전기를 낮은 회전수(정격의 약 10% 이하)로 회전시켜 회전부와 고정부의 접촉 등으로 인한 소음 및 런아웃(shaft runout)의 이상 유무와 제동장치(Gen. brake system)의 동작 성능을 확인하여야 한다.

(2) 측정항목별 주요내용

(1) 수차발전기를 무부하 상태에서 수동으로 연속운전하여, 베어링의 조립상태, 온도, 진동 및 소음에 이상이 없는가와 필요한 경우 수차발전기의 동적 균형을 조정해야 한다.

(2) 측정항목별 주요내용

(1) 수차발전기를 운전하여 발전기의 동적 불균형 상태를 조정하여 진동, 소음을 저감시킴으로써 안정된 운전이 유지되도록 한다. 이 시험은 설비 준공단계 또는 발전기 회전자의 대체 등 보수 이후에 실시한다.

(2) 측정항목별 주요내용

(1) 수차발전기의 자동 기동 및 정지 동작이 순서도(sequence diagram)에 따라 단계별로 정확히 이루어지고 또한 단계별 소요 시간이 적정한가를 확인하는 시험으로서 자동 기동은 수차발전기 정지 상태로부터 계통병입(parallel ON) 까지, 자동 정지는 계통병입 상태(load 상태)로부터 수차 완전 정지까지의 각 단계별 시간을 측정한다.

(2) 측정항목별 주요내용

① 각 단계별 기록은 자동취득 장치를 통해 기록하는 것을 우선으로 하며, 기록장치에 누락항목이 있거나 이중 기록이 요구되는 항목에 대해서는 수동 기록한다.

가. 자동 시동 테스트(automatic start test)

나. 자동 정지 테스트(automatic stop test)

(1) 수차발전기가 정상 운전 중에 전력계통의 사고 등으로 부하를 차단한 때 각 제어장치가 정상으로 동작하여 철관수압, 회전속도 및 발전기 전압에 이상이 없고 안전하게 무부하 운전으로 이행될 수 있는가를 확인하는 시험으로 차단부하는 대체로 1/4, 2/4. 3/4, 4/4 부하(조속기등의 조정이 없는 경우 1/4, 3/4 부하 생략가능)에서 실시한다. 이때의 전압, 회전속도, 역률 등을 정격으로 유지한 상태에서 차단한 결과 수압, 회전속도, 발전기 전압 등이 보증치 내에 드는지 확인하고 다음 단계의 부하로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 가이드 베인 폐쇄시간 등을 조정하여 재시험, 정상적으로 보증치를 만족시켜야 한다.

(2) 측정항목별 주요내용

① 계량기(meter)에 의한 측정

② 자료취득 장치에 의한 측정

(1) 수차발전기를 단위 출력별로 운전하여 출력과 가이드 베인 오프닝(guide vane opening)의 관계, 진동 및 소음 등을 측정하여 발전기 안전 운전영역, 출력 제한범위, 가이드 베인(guide vane) 조작 기구의 놀림상태(hysteresis)를 확인하여야 한다.

(2) 측정항목별 주요내용

(1) 정격 부하에서 연속 운전하여 고정자 권선(stator winding) 온도와 변압기의 온도 및 각부 베어링(bearing) 온도에 대한 이상 상승 여부와 수차 자체에 대한 누유, 누수, 이음 등과 보조기기에 대한 이상 유무 파악을 위해 실시한다.

(2) 측정항목별 주요내용

(1) 서보모터 스트로크와 가이드 베인 개도(A) 측정시험

① 서보모터 스트로크와 가이드 베인 개도 관계가 적정한가, 개방방향과 폐방향의 차(이를 이력현상(hysteresis)이라 한다.)가 적정한 지 확인한다.

② 측정항목별 주요내용

(2) 서보모터 개폐력 측정시험

① 가이드 베인의 조작력이 적정한가를 확인하기 위한 것으로 서보모터에 의해 가해지는 유압력을 측정하여야 한다.

② 측정항목별 주요내용

(3) 서보모터 개폐시간 측정시험

① 서보모터의 개․폐 특성을 확인하고 적절한 개폐시간을 설정하여야 한다.

② 측정항목별 주요내용

(1) 컨버터 특성시험

① 입력전압에 대한 컨버터의 변위(stroke) 관계를 측정하고, 특성을 시험하여야 한다.

② 측정항목별 주요내용

(2) 컨버터의 영점조정

① 컨버터의 입력전압이 상실되었을 때(코일의 단선 등의 경우) 설비보호를 위해 외부에서 인위적인 조작이 없어도 자동적(기계적)으로 서보모터가 전폐되도록 컨버터를 영점조정하여야 한다.

(3) 배압변 랩(lap) 특성시험

① 배압변의 리프트(lift)양과 서보모터의 개폐속도 및 랩을 측정하여 배압변의 특성을 확인하기 위함이며, 배압변의 랩이 과소의 경우, 감도가 민감하여 출력맥동이 발생하고, 반대로 과대의 경우 감도가 둔해지므로 적정한 랩 특성시험을 시행하여야 한다.

(4) 복원기구 조정시험

① 서보모터의 기계적 변위에 대하여 전기적 신호의 양이 적절한지 측정한다.

② 측정항목별 주요내용

(5) 부동시간(dead Time) 측정시험

① 조속기의 부동시간이 성능을 만족하는가(0.25초 이내)를 측정하는 것으로 기계적 부동시간과 전기적 부동시간을 포함한 총부동시간으로 분류한다.

(6) 주파수 검출 특성시험

① 입력주파수에 대해 출력이 직진성을 가지며 이득(gain)이 충분한지를 확인한다.

(7) 부동대(dead band) 측정시험

① 설정한 부동대가 적정한지 기준치 범위 내에 있는지 확인하여야 한다.

(8) 수차기동 및 정지 특성시험

① 수차기동 및 정지시 속도변화 특성과 속도안정시까지의 시간을 최적화하는 시험한다.

② 측정항목별 주요내용

(1) 개폐시간 측정

① 우회(bypass) 밸브 및 주밸브의 개방, 폐쇄특성을 확인하고 조정하여 적절한 개폐시간 설정하여야 한다.

(2) 개폐력 측정

① 입구변의 조작력이 적정한가를 확인하기 위한 것으로 입구변 서보모터에 의해 가해지는 유압력을 측정하는 시험으로 측정방법은 수차 서보모터 개폐력 시험과 동일하다.

② 측정항목별 주요내용

(3) 누수량 측정

① 입구변의 단위 시간당 누수량을 측정하여 밸브 실(seal)의 이상여부를 확인한다.

(1) 안전변 동작시험

① 유압설비의 안전변은 통상적으로 펌프부와 탱크부에 각각 설치되어 있으며, 이들 안전변이 설정치에서 정확히 동작하는가를 확인하는 시험으로, 펌프부의 안전변이 탱크부의 안전변보다 낮게 설정되어 있으므로 탱크부를 먼저 실시하는 것이 바람직하다.

② 허용오차는 각 제작사마다 다르나 설정치에 대해 통상 ±0.1㎫ 이내로 한다.

(2) 펌프 연속운전시험

① 펌프를 연속적으로 운전하여 각부의 온도상승, 진동, 소음 등이 이상 없는가를 확인하는 시험이다. 탱크의 압력을 정상으로 하고 배유밸브를 열어 배유시키면서 측정한다.

(3) 압유펌프 자동기동정지 시험(압력스위치 동작시험)

① 압유펌프는 주펌프와 예비펌프로 구성되어 있으므로 각 설정압력에서 정상적으로 동작하는가를 확인하는 시험이다. 설정치의 조정은 압력스위치의 동작압력의 조정(오차 허용치 ±2%)에 의한다.

(4) 압유펌프 언로더(unloader) 밸브 동작시험

① 압유펌프는 탱크의 압력에 따라 언로우더 밸브에 의해 기계적으로 로드(load)와 언로드(unload)를 반복하게 되는데 이 압력이 적정한가를 확인하는 시험한다.(오차 허용치±2kg/㎤)

(5) 펌프 토출량 측정시험

① 펌프의 토출량이 적정한가를 확인하는 시험으로 펌프를 가동하여 상용압력범위에서 단위시간동안 유면 변화량을 측정하여 탱크의 단면적을 곱하여 계산한다.

(6) 압유탱크 누유량, 누기량 측정시험

① 탱크의 누유량 및 누기량을 측정하는 시험으로 약 12시간 동안의 누유량을 측정값으로 한다. 누기량 측정 시에는 온도와의 관계가 크므로 탱크의 온도변화를 감안하여야 한다.

(7) 압유탱크 유면조정 장치 시험

① 탱크의 유면은 압유의 사용과 함께 누기 또는 배출되어 점점 하강하게 되므로 유면을 정상으로 유지시키기 위한 장치를 말하며, 이는 탱크압력과 연계되어 동작하게 된다. 유면 조정 장치는 압력스위치와 유면스위치로 구성되어 있으며 이의 설정상태를 시험한다.

(8) 압유탱크 용량시험

① 압유탱크는 발전기 운전 중에 펌프가 고장 등으로 동작불능일 때 서보모터를 개폐하기에 충분한 용량으로 설계되어 있다. 펌프가 정지된 상태에서 서보모터를 개폐하여 규정된 압력이상을 유지하는지 확인한다.

(9) 압유탱크 소비유량 측정시험

① 압유계통의 소비유량을 측정하는 것으로 일정시간(대략 1시간 기준) 동안의 압유탱크의 유면저하를 측정하여 산출한다.

(1) 안전밸브 동작시험

① 압축공기 공급설비의 안전변은 통상적으로 압축기와 탱크부에 각각 설치되어 있으며, 이들 안전밸브이 설정치에서 정확히 동작하는가를 확인하는 시험으로, 압축기부의 안전밸브이 탱크부의 안전밸브보다 낮게 설정되어 있으므로 탱크부를 먼저 실시하는 것이 바람직하다.

② 허용오차는 각 제작사마다 다르나 설정치에 대해 통상 ±0.02MPa··· 이내로 한다.

(2) 압축기 연속운전시험

① 압축기를 연속적으로 운전하여 각부의 온도상승, 진동, 소음 등이 이상 없는가를 확인하는 시험이다. 탱크의 압력을 정상으로 하고 배기 밸브를 열어 배기시키면서 측정한다.

(3) 압축기 자동기동정지 시험(압력스위치 동작시험)

① 압축기는 주기와 예비기로 구성되어 있으므로 각 설정압력에서 정상적으로 동작하는가를 확인하는 시험이다. 설정치의 조정은 압력스위치의 동작압력의 조정(오차 허용치 ±2%)에 의한다.

(4) 압축기 토출량 측정시험

① 압축기의 토출량이 적정한가를 확인하는 시험으로 압축기를 가동하여 상용 압력범위 내에서 단위시간동안 압력 변화량을 측정하여 계산한다.

(5) 공기계통 누기량 측정시험

① 공기탱크, 밸브, 배관계통의 누기량을 측정하는 것으로 약 12시간 동안의 누기량 측정하며, 양부의 판정은 12시간 동안의 압력강하율로 판정한다.(3% 이내) 누기량은 온도와의 관계가 크므로 탱크의 온도변화를 감안하여야 한다.

(6) 감압밸브 동작시험

① 통상적으로 압축공기는 압유탱크와 발전기 제동장치로 공급되며, 이들에게 공급되는 압력은 서로 차이가 있어 주로 제동장치용에 감압밸브를 사용하게 되는데 이 감압밸브의 동작압력이 적절한지를 확인한다.

(1) 펌프 연속운전시험

① 펌프를 연속적으로 운전하여 각부의 온도상승, 진동, 소음 등이 이상 없는가를 확인하는 시험이다. 냉각수용 밸브개도는 정상으로 하고 측정한다.

(2) 펌프 토출량 측정시험

① 펌프의 토출량 및 양정이 적정한가를 확인하는 시험으로 유량계 또는 압력계를 이용한다.

(3) 급유량 측정시험

① 각각의 설비에 공급되는 급유량을 측정하는 것으로 유량계 또는 압력계를 이용한다.

(4) 유면 스위치 동작시험

① 유조의 레벨 스위치(level SW)가 설정유면에서 정상적으로 동작하는가를 확인하는 시험이다.

(1) 펌프 연속운전시험

① 펌프를 연속적으로 운전하여 각부의 온도상승, 진동, 소음 등이 이상 없는가를 확인하는 시험이다. 냉각수용 밸브개도를 정상으로 하여 측정한다.

(2) 펌프 토출량 측정시험

① 펌프의 토출량 및 양정이 적정한가를 확인하는 시험으로 유량계 또는 압력계를 이용한다.

(3) 급수량 측정시험

① 각각의 설비에 공급되는 급수량을 측정하는 것으로 유량계 또는 압력계를 이용한다.

(1) 펌프 연속운전시험

① 펌프를 연속적으로 운전하여 각부의 온도상승, 진동, 소음 등이 이상 없는가를 확인하는 시험이다. 공회전이 되지 않도록 배수 밸브를 적절히 열어놓고 측정한다.

(2) 펌프 토출량 측정시험

① 펌프의 토출량 및 양정이 적정한가를 확인하는 시험으로 유량계, 압력계를 이용하거나 배수조의 수위변화량을 측정 계산한다.

(3) 자동 기동정지 시험 (Level 스위치 동작시험)

① 주기와 예비기로 구성되어 있으므로 각 설정수위에서 정상적으로 동작하는가를 확인하는 시험이다. 설정치의 조정은 Level 스위치의 동작수위의 조정에 의한다.

(1) 수차발전기 효율시험은 수차발전기 성능분석 절차서(K-water, 2000)를 따라 세부계획을 수립하고, 공사감독자의 승인을 득한 후 실시한다.

(1) 수급인은 시험 결과서를 다음과 같은 사항을 기재하여 제출하여야 한다.

① 시험 목적

② 시험기일 및 주요 일정

③ 시험 관계자 및 그 배치

④ 수차 또는 펌프의 제원 개요, 보증치, 제작자 (필요하다면 발전기 또는 전동기의 제원 개요)

⑤ 측정 방법

⑥ 시험 장치의 배치도 (발전소 단면도, 관계되는 수로 공작물 도면 등을 포함)

⑦ 측정 장치 및 그 교정치

⑧ 측정 장치의 구조 개략도(특수한 구조에 한함)

⑨ 시험까지의 수차 또는 펌프의 운전, 상태의 개요 (필요하다면 기기내부 점검결과)

⑩ 시험 경과

⑪ 측정값

⑫ 계산 방법 및 계산결과

⑬ 측정값으로부터 최종 결과까지의 계산 예

⑭ 계산에 사용한 도표 (발전기 또는 전동기 손실곡선, 유속분포 선도 등)

⑮ 측정 오차

⑯ 시험 결과 (보증치와의 비교도, 표 등)

⑰ 모형시험 결과 및 이전 회차의 시험결과와의 비교

⑱ 시험 결과에 대한 검토 및 판정