IEC 61850, Part 1: 릴레이 기술자의 관점
Joe Stevenson, 보호 테스트, The Relay Newsletter | 2024년 2월 1일
IEC 61850 표준을 채택하면 릴레이 기술자의 전문 경로가 변화합니다. 디지털 변전소는 그들이 이더넷을 통한 IED(지능형 전자 장치) 통신에 대한 날카로운 이해를 발전시키고 가상 보호 및 제어 환경에서의 전문성을 키우도록 요구합니다. 그들이 개발하는 지식과 기술은 전력 산업이 현대화되고 확장됨에 따라 점점 더 귀중해집니다.
이와 관련해, 오랜 친구이자 동료인 블레이크 해리스를 만났습니다. 블레이크는 변전소 유지보수와 보호 릴레이 테스트 분야에서 25년의 경력을 가지고 있으며, 지역 커뮤니티 컬리지에서 이러한 주제로 수업을 가르친 경험이 있습니다. 그는 도블에서 유틸리티와 산업 릴레이 테스트 및 엔지니어링 전문가와 매일 협력하고 있으며, 털사에 있는 그의 사무실에서 원격 지원 및 컨설팅을 제공하거나 전국의 현장 방문 중에도 활동하고 있습니다.
간단히 말하자면, IEC 61850 표준은 현대 릴레이와 기타 IED가 이더넷을 통한 균일한 통신을 위해 공유할 수 있는 프로토콜을 정의합니다. 적절한 프로그래밍을 통해 IEC 61850 준수 변전소 장치는 네트워크상의 장치가 다른 제조업체에서 온 것이라도 형식이 일관된 막대한 양의 데이터를 교환할 수 있습니다. 엄청난 응답 속도와 마이크로초 단위로 업데이트되는 상태 정보를 갖춘 자동화 스킴을 설계할 수 있으며, 네트워크화됨으로써 IEC 61850 구현을 원격으로 모니터링하고 관리할 수 있습니다.
IEC 61850 구현에 대해 –
유틸리티 규모의 풍력 및 태양광 시설이 전례 없는 수준으로 가동되고 전기 수요가 매년 지속적으로 증가하고 있는 상황에서 변전소 네트워크에서 IEC 61850을 채택할 이유가 생깁니다. 결국, 구리선 변전소에 대한 유지보수 비용이 줄어드는 것은 아닙니다. 그러나 북미에서는 IEC 61850을 구현한 회사가 그렇지 않은 회사보다 훨씬 적습니다. 그 이유는 무엇일까요?
“제 경험상, 더 작은 조직들이 ‘멀리하고’ 있는 경향이 있습니다. 그들은 더 큰 유틸리티와 엔지니어링 회사들이 모든 무거운 작업을 수행하고 기술이 기존 산업 관행과 더 가까워질 때까지 기다리고 있습니다. 산업이 어떤 테스트 기준을 채택할지 정립하는 데는 시간이 걸릴 것입니다.”
“사람들은 그것이 작동하는 것을 두려워하여 SV 또는 GOOSE 전용으로 또는 구리 시스템의 중복으로만 설정합니다. 그들은 아직 ‘신뢰’하지 않습니다… 잘못될 수 있는 새로운 조각들이 많습니다. 공학이 견고하고 우리가 그것을 테스트하는 작업을 잘 했다는 것을 믿는 것이 중요합니다.”
인력 준비에 대해 –
릴레이 기술자는 자격을 갖춘 지식과 능력에 도달하기까지 수년이 걸립니다. 이해해야 할 수학과 보호 이론이 있으며, 릴레이 자체와 테스트 소프트웨어 및 장비 세트도 있습니다. IEC 61850은 그들의 일에 어떤 영향을 미칠까요?
“평균적인 기술자를 생각해 보세요. 변전소에 들어가서 모든 것을 파악할 수 있는 사람입니다. 그가 모든 문제를 해결할 수는 없더라도, 적어도 문제의 위치를 파악하고 이를 해결하기 위한 교육된 행동을 할 수 있습니다. 이러한 수준의 기술자는 엄청난 양의 교육과 노출이 필요합니다. 평균적인 하루 업무 외에도 헌신적인 실습 시간이 필요합니다. 새로운 것을 배우는 것은 특히 그들이 자신이 하는 일에 능숙하고 회사에서 필요로 할 때 정말 어려운 일입니다.”
기술과의 작업에 대해 –
IEC 61850 표준을 기반으로 한 보호 및 제어 환경에서 테스트 및 문제 해결은 어떤 모습일까요? 어떤 조언을 해주실 수 있을까요?
“평균적인 기술자는 릴레이에서 통신이 IRIG-B를 통해 동기화되고 있는지 또는 위성을 통해 확인하는 ‘특별한’ 명령에 대해 알지 못할 것입니다. 다른 유형의 기술자가 필요할 것입니다. 그는 통신 및 변전소 수준의 항목뿐만 아니라 보호도 배워야 합니다. 그들은 이전보다 엔지니어와 더 가까운 위치에 있어야 합니다. 엔지니어와 최종 기술자 간의 새로운 소통 라인이 필요할 것입니다. 도면 세트를 보고 잘못된 논리나 배선에 반응하는 것은 한 가지 일이지만, IEC 61850에서는 오류가 발생하는 지점에 따라 기술자가 이를 처리하는 것이 불편할 수 있습니다.”
“저는 동일한 모델의 릴레이가 SV를 사용하는 것과 아날로그를 사용하는 것이 동일한 설정을 사용하더라도 매우 다른 지점에서 작동하는 것을 보았습니다. 기술자들이 릴레이를 나란히 모델링하고 무엇을 해결할 수 있을지 보는 것은 어려울 것입니다. 만약 ‘잘못된’ 작동을 하는 것이 SV 릴레이라면, 새로운 문제 해결 기술이 필요할 것입니다. 우리는 전압, 전류 및 각도를 프로세스 버스로 변환하는 많은 디지털 회로가 있는데, 이는 ‘아날로그 기술자’로서 이해하기 어려울 수 있습니다. 우리는 고장 지점의 유형과 수를 변화시키고 있으며, 아날로그에서는 문제를 식별하는 확립된 방법이 있습니다. IEC-61850을 고려하는 회사에 대해, 교육은 좋지만 헌신적인 실습 시간이 가장 좋은 학습 방법이 될 것입니다. 기술자가 엔지니어링 과정에 참여하게 된다면… 미래에 감사하게 될 것입니다.”
전망에 대해 –
투자와 규제가 현재 전기 탈탄소화를 추진하고 있으며, 전기에 대한 수요는 그 어느 때보다 높고 앞으로도 증가할 것입니다. 전력망은 이제부터 더 많은 가용성, 신뢰성 및 복원력이 필요합니다. 많은 회사들이 이러한 도전에 대응하기 위해 IEC 61850을 구현하고 있지만, 더 많은 회사들은 그렇지 않거나 적어도 아직은 그렇지 않으며, 일부는 아예 계획이 없습니다.
미국에서 IEC 61850의 채택 수준이 어느 정도에 이를지는 시간이 말해줄 것입니다. 이 표준은 게임 체인저가 되는 보호 및 제어 자동화 솔루션을 가능하게 하지만, 기술적, 재정적, 규제적 우려는 여전히 존재합니다. 어쨌든, 릴레이 기술자의 역할은 현대화 이니셔티브에 핵심적이며 이미 진행 중인 에너지 전환에 중요한 역할을 합니다.
릴레이 기술자는 보호 시스템 성능의 최전선에 있으며, 고장 지점을 찾아 해결하는 사람입니다. IEC 61850 구현에서 릴레이 기술자는 문제가 물리적인 것인지 가상의 것인지를 구별하고 엔지니어링 및 기술을 검증하는 역할을 맡게 될 것입니다.
블레이크와의 대화는 IEC 61850에 대해 생각할 때 제 머릿속에 그려진 그림에 세부 사항을 더해 주었습니다. 그가 제공한 통찰은 이 주제에 대한 제 이해를 더욱 향상시켰습니다. 감사합니다, 블레이크!
The Relay Newsletter에서 보호 엔지니어의 관점으로 IEC 61850을 살펴보는 5부작 시리즈의 2부를 놓치지 마세요.
