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IEEE 1547.1-2020 해설 2부 — 전압·주파수 외란 응답 형식시험

2026년 9월 10일
IEEE 1547.1-2020 해설 연재
  1. 1부: 시험 표준의 구조, 판정 정확도, 보고 형식, 시험 장비
  2. 2부: 전압·주파수 외란 응답 형식시험 (이 글)
  3. 3부: 진입·동기화·무결성·단독운전·개방상·전류왜곡 시험
  4. 4부: 유효전력 제한·전압조정·주파수지원·과전압·고장전류 시험
  5. 5부: 상호운용성 시험과 프로토콜 매핑
  6. 6부: 생산시험, DER 평가, 커미셔닝, 정기 시험
  7. 7부: HIL 시험, 단락 시뮬레이터, 대체 전원, 단독운전 부록

1547-2018 해설 4부와 5부에서 본 트립 표와 지속운전 곡선은 요구였다. 그 요구가 지켜지는지는 시험소가 정해진 파형을 인버터에 넣어 보고 판정한다. 이 파형을 어떤 크기와 길이로, 어떤 순서로, 몇 번 넣는지, 그리고 무엇을 재어 합격이라 할지를 정한 것이 1547.1-2020의 5.4절(전압)과 5.5절(주파수)이다. 5.16절은 여러 기능이 동시에 켜졌을 때 우선순위가 맞는지를 본다. 형식시험 가운데 가장 분량이 많고, UL 1741 SB 인증에서 시간이 가장 오래 걸리는 부분이다.

2부의 요지는 이렇다. 트립 시험은 부록 A의 계단 신호로 각 트립 기능의 문턱과 클리어링 시간을 5회씩 재고, 지속운전 시험은 1547-2018 표 14~19의 경계보다 약간 바깥의 전압·주파수를 요구 시간만큼 넣어 트립하지 않는지와 전류 유지·출력 복구를 본다. 두 시험은 서로의 기능을 꺼 두고 따로 하며, 그래서 지속운전 시험은 표준이 요구하는 가압 중지 모드를 의도적으로 어기는 조건까지 포함한다.

전압 외란 시험의 공통 규칙(5.4.1)

EUT가 원격 전압 감지 수단을 제공하면 제조사 지침이 신호 주입 포트를 밝혀야 하고, 원격 감지점과 EUT 단자 사이 도체·개폐기·변압기의 최대 허용 저항과 리액턴스를 명시해야 한다. 원격 감지가 DER 장치의 선택 기능이면 트립 시험(5.4.2, 5.4.3)을 EUT 단자에 전압을 가해 한 번, 명시된 임피던스를 EUT와 원격 감지점 사이에 넣고 다시 한 번 해야 한다. DER 시스템의 일부이면 최대 저항·리액턴스를 넣고 반복한다. 지속운전 시험(5.4.4, 5.4.7)은 선택적 원격 감지 장비를 포함해 시험했다면 반복할 필요가 없다. 달리 정하지 않으면 EUT는 편한 출력 수준과 역률에서 시험할 수 있고, 신호 주입은 절차가 허용한 곳에서만 쓴다.

트립 시험 — 과전압과 부족전압(5.4.2, 5.4.3)

과전압 트립 시험은 EUT가 과전압 조건에서 1547이 정한 클리어링 시간 안에 가압을 멈추고 트립하는지 검증하고, 각 과전압 트립 기능의 크기와 클리어링 시간을 정한다. 절차는 부록 A.3의 계단 함수를 쓰며 변수 P가 전압이 된다.

단계내용
a)~b)제조사 지침대로 EUT를 연결하고 전원 파라미터를 EUT의 공칭 운전 조건으로 둔다
c)EUT 파라미터를 공칭 설정으로 두되, 과전압 설정이 조정 가능하면 최소 설정으로 한다. 단 공칭 전압에 전압 MRA의 2배를 더한 값보다 낮게는 두지 않는다
d)~e)트립 시간 설정을 최소로 하고 설정을 기록한다
f)단상: 적용 전압을 시작점 Pb(설정값에서 MRA의 200퍼센트를 뺀 값 이상)로 두고 th 동안 유지한다. th는 트립 시간 설정의 100퍼센트에 시간 MRA의 200퍼센트를 더한 값이다
그 뒤 전압을 설정값에 MRA의 200퍼센트를 더한 값 이하의 수준으로 A.3에 따라 계단 상승시킨다. 다상: 한 상만 바꾸고 나머지 상은 공칭 ±0.02 p.u.로 유지됨을 확인한다
g)~h)트립 시의 모든 전압 크기를 기록하고, 4회 더 반복해 총 5회
i)다상: 각 상 또는 상 쌍 개별로, 그리고 모든 상 동시에 반복
j)~k)트립 크기가 조정 가능하면 범위 최대에서 반복. 트립 시간 설정을 최대로 하고 반복
l)각 과전압 운전 트립 영역(OV1, OV2)마다 c)부터 반복

표 1. 과전압 트립 시험 절차(5.4.2.2). 부족전압 트립 시험(5.4.3.2)은 방향이 반대다. 설정은 최대 부족전압 설정(공칭에서 MRA의 2배를 뺀 값보다 높지 않게), 시작점은 설정값에 MRA의 200퍼센트를 더한 값 이하, 계단은 설정값에서 MRA의 200퍼센트를 뺀 값 이상으로 내린다.

요구(5.4.2.3)는 교류 시험 전원이 4.6.1을, 측정 시스템이 4.6.3을 만족하는 것이며 신호 주입이 허용된다. 판정(5.4.2.4)은 EUT가 1547이 정한 각 과전압 범위의 클리어링 시간 안에 가압을 멈추고 트립하면 적합이고, 평가된 트립 크기·시간의 조정 범위가 1547의 허용 범위 이상이어야 한다. 부족전압도 같다.

이 절차의 뜻은 두 가지다. 첫째, 시험은 설정의 양 끝에서 한다. 문턱의 최소와 최대, 시간의 최소와 최대에서 각각 5회씩이므로 한 기능에 최소 20회, OV1·OV2·UV1·UV2 네 기능에 80회, 다상이면 상별 조합만큼 곱한다. 둘째, 계단의 시작점과 종점을 MRA의 2배 안팎으로 두므로 시험은 문턱 바로 근처에서의 거동을 본다. 전압 MRA가 1퍼센트이므로 1.10 p.u. 문턱을 시험할 때 1.08 p.u.에서 1.12 p.u.로의 계단이 된다.

저전압 지속운전 시험(5.4.4)

저전압 지속운전(LVRT) 시험은 EUT가 1547-2018 6.4.2의 요구대로 트립하지 않고 전압 새그를 견디는 능력을 검증한다. 시험 중 부족전압 트립 기능의 크기·시간 설정은 끄거나 결과에 영향을 주지 않게 두어야 한다. volt-var 모드는 해당 카테고리의 표 8 기본값으로 켜고, volt-watt는 있으면 끄며, 주파수-유효전력 모드는 기본값으로 둔다. 시험은 고출력과 저출력 두 수준에서, 역률 0.90을 넘는 편한 값으로 한다. 출력은 외란 전(조건 A)에 잰다. 고출력 시험은 공칭 전압에서 명판 유효전력 정격의 90퍼센트를 넘는 수준이고, 원동기가 출력을 제한하면 위 역률에서의 유효전력 정격 90퍼센트 초과 또는 명판 정격 90퍼센트 초과 가운데 큰 쪽이다. 저출력 시험은 명판 피상전력 정격의 25~50퍼센트 사이의 편한 수준이다.

각주 29는 시험 프로파일의 취지를 밝힌다. 표와 그림의 전압 프로파일은 EUT가 1547의 각 영역 최저 전압보다 약간 바깥에서 지속운전 요구를 만족할 수 있음을 보이려는 것이며, 시험 수행의 유연성을 위해 각 조건에 넓은 전압 범위를 두었다. 각 범위의 가장 낮은 전압까지 견디라고 요구하려는 것은 아니다. 둘 이상의 조건은 결합된 조건이 가장 낮은 전압을 개별 지속시간의 합 이상 유지하면 하나의 시험으로 대체할 수 있다. 결합 시험의 어느 조건이 필수 운전이면 EUT는 필수 운전 모드로만 동작해야 하고, 순간 정지와 필수 운전이 함께 들어 있으면 순간 정지 모드로 동작해야 한다.

각 조건의 전압은 중단 없이 순차로 가하고, 계단 변화는 2주기 이내에 만들어야 하며, 목표값으로의 전이 뒤 양의 감쇠 진동은 허용된다. 각 영역의 크기와 지속시간 판정에 쓰는 전압은 그 구간 실효 전압의 평균이다. 3상 EUT는 각 새그 프로파일을 3상 동시, 최소 한 쌍의 2상 동시, 최소 한 상 단독으로 반복하고, 상-중성점 또는 상-대지 전압이 적용 전압이면 EUT가 지원하는 각 구성으로 반복한다. 비접지 3선 저압이나 델타 중전압 전용 EUT는 상-중성점 시험을 생략할 수 있다. 제어 전원이나 보조 부하가 특정 상에서 나오면 제조사가 그 상을 밝혀야 하고, 2상·단상 새그는 그 상에 걸어야 한다. 제어 전원이 죽어 인버터가 꺼지는 것을 잡으려는 규정이다.

조건잔류 전압(p.u.)최소 지속시간(s)요구 운전 모드
A0.88~1.0020연속 운전
B0.00~0.500.16허용 운전 (표준의 가압 중지 영역을 의도적으로 어김)
C0.50~0.700.70필수 운전 (B에서 가압을 멈췄다면 0.70 p.u. 미만에서 계속 멈춰 있어도 됨)
C'0.72~0.882.12필수 운전 (B에서 가압을 멈췄고 D로 복구 성능을 판정할 수 없을 때만)
D0.70~0.881.42필수 운전 (0.7 + (t − t3)/4 s의 기울기)
E0.88~1.00120연속 운전

표 2. 카테고리 I 저전압 지속운전 시험 조건(표 3). B·C·C'·D의 지속시간은 t1부터 누적이고 E는 독립이다.

카테고리 I 저전압 지속운전 시험 신호01234560.000.300.500.700.881.00시간 (s)전압 (p.u.)B: 0.16 s허용 운전C: 0.54 s필수 운전D: 0.72 s필수(기울기)E/F: 0.88~1.00 p.u. 120 s (연속 운전)표 3의 재구성. 각 계단의 전압은 범위의 중간값으로 그렸다. 누적 시간: B 0.16, C 0.70, D 1.42 s
그림 1. 카테고리 I 저전압 지속운전 시험 신호(그림 1 취지). 0.5 p.u. 아래에서 0.16초는 표준상 가압 중지 영역이지만 시험은 트립을 막아 두고 그 뒤의 복구를 본다.

조건 B의 각주 e가 이 시험의 성격을 보여 준다. 시험은 1547이 정한 가압 중지 운전 모드를 의도적으로 어기고, 트립 설정을 조정해 시험 중 트립이 일어나지 않게 한 상태에서 EUT의 지속운전 능력을 확인한다. 가압 중지와 트립 거동은 5.4.3에서 따로 시험한다. 조건 D의 기울기는 계단식 증가로 근사할 수 있으며, 각 계단의 지속시간과 전압의 곱의 합이 선형 기울기의 평균 크기와 지속시간의 곱보다 작아야 한다. 곧 근사 계단이 선형 곡선 아래(더 낮은 전압)에 있어야 한다.

조건잔류 전압(p.u.)최소 지속시간(s)요구 운전 모드
A0.88~1.0010연속 운전
B0.00~0.300.160허용 운전 (가압 중지 영역을 의도적으로 어김)
C0.00~0.450.320허용 운전
D0.45~0.653필수 운전 (C에서 가압을 멈췄다면 0.65 p.u. 미만에서 계속 멈춰 있어도 됨)
D'0.67~0.888필수 운전 (C에서 가압을 멈췄고 D로 복구를 판정할 수 없을 때만)
E0.65~0.885필수 운전 (0.65 + (t − t4)/8.7 s의 기울기)
F0.88~1.00120연속 운전

표 3. 카테고리 II 저전압 지속운전 시험 조건(표 4).

카테고리 II 저전압 지속운전 시험 신호0123456780.000.300.500.700.881.00시간 (s)전압 (p.u.)B: 0.16 s허용 운전C: 0.16 s허용 운전D: 2.68 s필수 운전E: 2.0 s필수(기울기)E/F: 0.88~1.00 p.u. 120 s (연속 운전)표 4의 재구성. 누적 시간: B 0.16, C 0.32, D 3.0, E 5.0 s
그림 2. 카테고리 II 저전압 지속운전 시험 신호(그림 2 취지).
조건잔류 전압(p.u.)최소 지속시간(s)요구 운전 모드
A0.88~1.005연속 운전
B0.00~0.051순간 정지
C0.00~0.5010필수 운전 (0.50 p.u. 미만에서는 순간 정지에 머물러도 되나 트립은 안 됨)
C'0.52~0.7010필수 운전 (C로 복구 성능을 판정할 수 없을 때)
D0.50~0.7020필수 운전
E0.88~1.00120연속 운전

표 4. 카테고리 III 저전압 지속운전 시험 조건(표 5). 순간 정지 뒤 0.400초 안에 출력을 복구해야 한다(그림 3의 주 d).

카테고리 III 저전압 지속운전 시험 신호05101520250.000.300.500.700.881.00시간 (s)전압 (p.u.)B: 1.0 s순간 정지C: 9.0 s필수 운전D: 10.0 s필수 운전E/F: 0.88~1.00 p.u. 120 s (연속 운전)표 5의 재구성. 누적 시간: B 1, C 10, D 20 s. 시험 신호 전체가 20초를 넘는다
그림 3. 카테고리 III 저전압 지속운전 시험 신호(그림 3 취지). 0.05 p.u. 이하에서 1초의 순간 정지를 요구한다.

연속 지속운전 시험(5.4.4.3)

1547-2018 6.4.2.5의 연속 외란 요구를 검증하기 위해 저전압 시험 순서를 중단 없이 반복한다. 카테고리 I은 'A B C D, A B C D E'의 두 세트를, 필요하면 'A B C' E'를 더한다. 카테고리 II는 'A B C D E, A B C D E F'와 필요 시 'A B C D' F', 카테고리 III는 'A B C D, A B C D, A B C D E'의 세 세트와 필요 시 'A B C' D E'다. 프라임(')이 붙은 순서는 EUT가 허용 운전 영역에서 가압을 멈췄거나 다른 순서로 출력 복구 능력을 평가할 수 없을 때만 한다. 각 순서의 마지막 조건을 0.88 ± 0.02 p.u.에서 하면 그 결과로 1547-2018 5.1의 저전압 연속 운전 적합도 보일 수 있고, 아니면 0.88 ± 0.02 p.u.에서 120초 이상 운전하는 별도 시험을 한다. 연속 시험도 개별 시험과 같은 출력 수준에서 한다.

요구(5.4.4.4)에서 교류 시험 전원은 가변 전압 전원이든 부록 G의 단락 시뮬레이터를 붙인 고정 전압 전원이든 4.6.1을 만족할 필요가 없고, 잔류 전압이 최소값으로 지정되면 구간 평균 실효 전압을 그 값 이하로, 범위로 지정되면 범위 안으로 유지하면 된다. EUT는 가능하면 원동기나 1차 에너지원을 포함한 전체 DER이고, 실제 에너지원으로 시험할 수 없으면 제조사가 특성을 명시한 합성 전원을 쓸 수 있으며, 시험은 원동기·에너지원의 지속운전 취약점을 밝혀야 한다. 판정(5.4.4.5)은 세 가지다. 필수 운전 구간에서는 트립하지 않고 동기를 유지하며 외란 중 총 피상전류를 이상 전 값의 80퍼센트 이상으로 유지해야 한다. 허용 운전 구간에서는 가압을 멈춘 뒤 복구하거나 전류 교환을 계속해도 되지만 트립하면 안 되고, 가압을 멈췄다면 6.4.2.7의 출력 복구 요구를 만족해야 한다. 순간 정지 구간에서는 가압을 멈추고 그 뒤 출력 복구 요구를 만족해야 한다. 양의 감쇠 진동은 허용된다.

불평형 전압 시험과 동적 전압 지원(5.4.5, 5.4.6)

5.4.5는 다상 DER가 적용 전압이 연속 운전 영역 안에 있는 불평형 외란 중에도 1547-2018 6.4.2.2대로 계속 운전하는지 검증한다. 외부 전원 없이 운전할 수 없는 DER에는 가변 전압 전원이나 단락 시뮬레이터를 붙인 고정 전압 전원이 필요하고, 고립 운전이 가능한 DER는 불평형 부하 뱅크로 대신할 수 있다. 부족전압 트립 설정은 영향을 주지 않게 두고, EUT는 정격 유효전력, 역률 1, 공칭 전압·주파수에서 운전하다가 표 6의 불평형을 받는다.

조건역상 전압(p.u.)지속시간(s)
A≥ 0.1≥ 60
B≥ 0.05≥ 300

표 5. 불평형 전압 시험 조건(표 6).

판정은 외란 중 운전을 유지하고, 이상 전 유효전력 이상을 계속 공급하되 가장 낮은 상 전압이 공칭 아래이면 그 p.u. 값에 비례해 줄일 수 있으며, 0.5초 이하의 일시적 편차는 허용된다는 내용이다. 1547-2018 6.4.2.2가 3상 DER에 역상 5퍼센트 60초, 3퍼센트 300초를 넘는 불평형에서 트립을 허용했으므로, 시험은 그 경계인 10퍼센트 60초와 5퍼센트 300초에서 견디는지를 본다. 5.4.6의 동적 전압 지원은 1547에 요구가 정의되어 있지 않아 시험이 없고, 제조사가 선택적으로 능력을 보이려면 기능의 거동을 기술하고 시험기관과 합의한 프로파일로 시험해 그 기술을 검증하면 된다.

고전압 지속운전 시험(5.4.7)

고전압 지속운전(HVRT) 시험은 EUT가 전압 스웰을 트립 없이 견디는 능력을 검증한다. 카테고리 I·II의 요구 모드는 허용 운전, III는 순간 정지다. EUT는 여러 카테고리로 승인될 수 있다. 과전압 트립 설정은 끄거나 영향을 주지 않게 두고, 주파수-유효전력 모드는 기본값, volt-watt는 끈다. 검증 방법은 둘이다. 독립 운전이 가능한 EUT는 저항 부하 뱅크에 명판 유효전력의 90퍼센트를 넘는 출력을 내며 고전압에서 지속 운전하는 능력을 보일 수 있고(5.4.7.2), 이때 volt-watt, volt-var, 순간 정지 같은 제어 기능은 따로 시험하며 신호 주입으로 제어계 동작을 확인할 수 있다. 그 밖의 EUT는 교류 시험 전원과 병렬로 고·저출력에서 시험한다(5.4.7.3).

저항 부하 방법에서 EUT는 명판 유효전력 90퍼센트 이상으로 운전하며 출력 전압을 1.20 p.u. 이상으로 조정해 카테고리 I·II는 2초 이상, III는 36초 이상 유지하고, 곧이어 1.1 p.u. 이상에서 총 600초 이상 운전한다. 프로그램 가능 전원 방법에서는 volt-var를 기본값으로 켜고, 저항 부하로 이미 적합을 보인 EUT는 신호 주입이나 25퍼센트를 넘는 편한 출력의 병렬 운전으로 제어계만 확인할 수 있다. 다른 EUT는 LVRT와 같은 고·저출력 두 수준에서 시험한다. 순간 정지나 가압 중지가 지정된 조건은 5.4.7.4의 연속 시험으로, 필수·허용 운전은 5.4.7.3으로 평가한다. 계단 변화 2주기 이내, 실효 전압 평균으로 판정, 3상 동시·2상·단상 반복, 상간과 상-중성점 반복, 제어 전원 상 지정 같은 규칙은 LVRT와 같다.

조건잔류 전압(p.u.)최소 지속시간(s)운전 모드
A1.00~1.1010 (카테고리 I은 20 가능)연속 운전
B1.18~1.200.2허용 운전
C1.155~1.1750.5허용 운전
D1.13~1.151.0허용 운전
E1.00~1.10N/A연속 운전

표 6. 카테고리 I·II 고전압 지속운전 시험 조건(표 7). 지속시간은 같거나 더 높은 크기의 앞 조건을 포함해 누적이다.

조건잔류 전압(p.u.)최소 지속시간(s)운전 모드
A1.00~1.105연속 운전
B1.18~1.2012순간 정지
B'1.12~1.2012순간 정지 (B로 판정할 수 없을 때. 진동이 1.12 p.u. 위에 머물 만큼 높은 전압)
C1.00~1.10120연속 운전

표 7. 카테고리 III 고전압 지속운전 시험 조건(표 8). 5.4.7.4의 연속 시험에서만 적용한다.

고전압 지속운전 시험 신호00.511.52341.1.11.151.1751.2시간 (s)전압 (p.u.)BCD누적 최소 시간: B 0.2 s, C 0.5 s, D 1.0 s (t1부터)모두 허용 운전. 그 뒤 E: 1.00~1.10 p.u. (카테고리 I은 20 s 가능)표 7의 카테고리 I·II 고전압 지속운전 시험 신호. 카테고리 III는 1.18~1.20 p.u.를 12 s 유지하는 순간 정지 조건 하나(표 8)
그림 4. 고전압 지속운전 시험 신호(그림 4 취지). 1.20 p.u.에서 0.2초, 1.175에서 0.5초, 1.15에서 1초를 누적으로 견딘다.

연속 시험(5.4.7.4)은 카테고리 I·II가 'A B C D, A B C D E', III가 'A B, A B, A B C'와 필요 시 'A B' C'다. 마지막 조건을 1.10 ± 0.02 p.u.에서 하면 고전압 연속 운전 적합도 함께 보일 수 있고, 아니면 1.10 ± 0.02 p.u.에서 120초의 별도 시험을 한다. 요구(5.4.7.5)는 그림 6의 시험 장치(교류 시험 전원, 저항 부하 뱅크, 스위치 S1·S2)를 쓰되 부하 방법에서는 부하 뱅크가 EUT 전체 출력을 흡수할 수 있어야 하고, 전원 방법에서 전원이 출력을 흡수할 수 있으면 부하 뱅크와 S1은 선택이다. 판정(5.4.7.6)은 LVRT의 허용 운전·순간 정지 판정과 같다. 5.4.7.7의 주석은 시험 전원의 강도가 DER 정격에 견주어 스웰 중 전압을 유지하는 능력의 중요한 요인이라고 적는다.

주파수 트립 시험(5.5.1, 5.5.2)

과주파수·부족주파수 트립 시험은 부록 A.4의 변화율 제한 계단 함수를 쓴다. 절차는 전압 트립과 비슷하지만 두 가지가 다르다. c)단계에서 다른 유효·무효전력 제어 기능을 끄거나 영향을 주지 않게 두고, 주파수 드룹 기능은 가장 넓은 불감대와 가장 큰 드룹 설정으로 두어 주파수에 따른 유효전력 변화를 최소로 만든다. 드룹 응답과 트립 응답을 구별하기 위해서다. 그리고 g)~h)단계에서 전원 주파수를 PN에서 PB로 옮겨 th 동안 유지한 뒤 PU로 올리거나 내려 클리어링 시간 설정의 1.5배 이상 유지한다. 트립 주파수와 클리어링 시간을 기록하고 5회 반복하며, 크기 설정 최대·최소, 시간 설정 최대·최소, 각 운전 영역(OF1·OF2, UF1·UF2)마다 반복한다.

요구는 모든 주파수 전이 중 변화율이 1547-2018 표 21의 ROCOF 한계보다 작거나, 그보다 크면 EUT가 입증한 ROCOF 능력 안이어야 한다는 조건이다. 판정은 각 범위의 클리어링 시간 안에 트립하고 평가된 조정 범위가 허용 범위 이상이면 적합이며, 주는 1547-2018 부록 H의 '지속운전할 수 있음'과 '트립할 수 있음' 영역 안에서 트립하는 것은 허용된다고 덧붙인다. 주석(5.5.1.5)은 시험 출력을 명판의 25~100퍼센트 사이에서 하되 가압 중지 응답과 주파수-유효전력 응답을 뚜렷이 구별할 만큼 높게 하라고 한다.

주파수 지속운전과 ROCOF 시험(5.5.3~5.5.5)

저주파 지속운전 시험은 Area EPS 정상 범위 밖의 저주파 편차에 대한 시스템 거동을 검증하며, 고립 운전이 가능한 DER와 불가능한 DER에 각각 절차를 준다. 고립 운전이 불가능한 DER는 가변 전압 전원과 부하 뱅크로 이루어진 교류 시험 전원(그림 G.1)을 쓴다.

단계고립 운전 불가 DER (5.5.3.3)고립 운전 가능 DER (5.5.3.4)
a)~d)제조사 지침대로 연결. 기본 설정 확인. 드룹은 유효전력 변화가 최소가 되게. 주파수 트립 설정은 결과에 영향이 없게같음(부하 뱅크에 연결)
e)시험 전원을 공칭 주파수 ±0.1 Hz로 운전EUT를 공칭 ±0.6 Hz로, 정격의 100~125퍼센트를 흡수할 수 있는 부하 뱅크에 운전
f)EUT를 정격의 90퍼센트 이상, 편한 역률로 운전. 공칭 주파수에서의 출력 전류 기록같음
g)전원 주파수를 PN에서 57 Hz 이하의 PU로 옮겨 299초 이상 유지EUT 주파수를 57 Hz 이하로 옮겨 299초 이상 유지
h)~i)공칭 ±0.1 Hz로 올리고 f)~g)를 2회 더 반복해 총 3회. 전이 구간의 ROCOF 절댓값은 표 21 한계 이상이면서 EUT의 입증 능력 안같음(공칭 ±0.6 Hz)

표 8. 저주파 지속운전 시험 절차(5.5.3). 고주파 시험(5.5.4)은 PU가 61.8 Hz 이상이고 출력이 정격의 90~100퍼센트라는 점 외에 같다.

주파수 지속운전 시험 프로파일010020029940050060057.058.860.061.261.8시간 (s)주파수 (Hz)고주파: ≥ 61.8 Hz를 299 s 이상 유지 (5.5.4)저주파: ≤ 57 Hz를 299 s 이상 유지 (5.5.3)전이 구간의 |ROCOF| ≥ 표 21 한계 (ROCOF 시험을 겸함, 5.5.5)각 3회 반복. 출력 90% 이상, 드룹은 가장 넓은 불감대와 가장 큰 드룹으로 두어 출력 변화를 최소화한다
그림 5. 주파수 지속운전 시험 프로파일(5.5.3, 5.5.4). 트립 경계인 57 Hz와 61.8 Hz에서 필수 운전 시간 299초를 3회씩 견디고, 전이 구간의 변화율로 ROCOF 시험을 겸한다.

요구(5.5.3.5)에서 가변 주파수 전원은 EUT의 125퍼센트 이상 정격이어야 하고 전압원 인버터나 공칭 위아래 주파수로 운전할 수 있는 발전기 세트가 예다. EUT는 가능하면 원동기를 포함한 전체 DER이다. 판정은 1547-2018 6.5.2가 정한 크기와 지속시간 이상의 편차를 견디면 적합이다. 5.5.5의 ROCOF 시험은 별도 절차가 없고, 5.5.3·5.5.4의 지속운전 시험 결과로 검증한다. 적합 검증에 쓴 시험 전이 구간의 ROCOF 절댓값이 해당 카테고리의 표 21 한계 이상이어야 한다. 카테고리 III라면 60 Hz에서 57 Hz로 1초 안에 떨어뜨리는 전이가 곧 ROCOF 3 Hz/s 시험이 된다. 주석은 시험 중 ROCOF를 EUT 능력 아래로 두어 불필요 트립을 피하되 6.5.2.5의 최소 요구는 넘도록 하라고 한다.

위상각 점프 지속운전 시험(5.5.6)

위상각 변화 지속운전(PCRT) 시험은 EUT가 1547-2018 6.5.2.6대로 급격한 전압 위상각 변화를 트립 없이 견디는 능력을 검증한다. 60도의 위상각 변화는 상간 전압을 부족·과전압 트립 한계에 가깝게 만들 수 있으므로, 불필요 트립을 피하기 위해 전원의 상간·상-중성점 전압을 필요한 값으로 조정할 수 있고 전압 트립 설정을 허용 범위 안에서 영향 없게 둘 수 있다. 유효·무효전력 제어 기능과 주파수 트립은 1547의 기본값이어야 하고, 회로 보호와 1547이 요구하는 트립 기능, 전압·주파수 감시는 끄면 안 된다. 여기에는 단독운전 트립이 포함되며, 각주 36은 위상 점프, 벡터 이동, ROCOF에 바탕을 둔 트립도 포함한다고 명시한다. 단독운전 검출에 쓰는 능동 주파수·위상 이동 제어는 끌 수 있다.

변형 1(5.5.6.1)은 독립적으로 위상각을 바꿀 수 있는 전원을 쓰며 모든 DER에 쓸 수 있다. 변형 2(5.5.6.2)는 실제 계통이나 회전기처럼 그렇게 할 수 없는 전원을 쓰며 다상 DER와 다상으로 묶을 수 있는 단상 DER에 쓸 수 있다. 어느 쪽이든 완전 적합이다. 이중여자가 아닌 회전기 DER는 실제 위상각 변화 대신 전압·주파수 측정·보호 제어 서브시스템에의 신호 주입으로 할 수 있다. 다른 DER에는 시험기관이 신호 주입으로 재평가할 수 있는 제어 회로·펌웨어 변경을 평가하고, 변경 전 버전이 이미 PCRT를 통과했으며, 펌웨어가 임베디드 소프트웨어 표준과 품질 관리 프로그램으로 평가된 경우가 아니면 신호 주입을 쓸 수 없다. 시험은 명판 유효전력의 90퍼센트를 넘는 출력, 0.90을 넘는 역률에서 한다.

조건A상 각(°)B상 각(°)C상 각(°)지속시간(s)
A012024030~40
B60 또는 3001202400.320~0.500
C060 또는 1802400.320~0.500
D0120180 또는 3000.320~0.500
E2014026055~65
F34010022055~65

표 9. 위상각 점프 시험 조건, 변형 1(표 9). 각은 조건 A의 임의 A상 초기 각 기준이며 두 값이 있는 곳은 앞뒤 어느 방향이든 된다. 순서 A-B-A, A-C-A, A-D-A, A-E-A, A-F-A를 각각 연속으로, 5회 반복한다. 단상 EUT는 A-B-A만 한다.

위상각 점프 지속운전 시험(5.5.6)A (0°)B (120°)C (240°)A → 60° 점프 (조건 B)변형 1 (표 9): 한 상만 ±60°, 또는 세 상을 함께 20°조건 A: 정상 (0°, 120°, 240°) 30~40 s조건 B·C·D: 한 상만 60° 앞·뒤로, 0.32~0.5 s조건 E·F: 세 상 모두 +20° 또는 −20°, 55~65 s각 순서 A-X-A를 5회, 점프 시점의 파형 위상은 무작위판정: 트립 없음. 최대 0.5 s의 순간 정지는 허용하되그 뒤 0.5 s 안에 피상전류를 이상 전 유효전류의 80% 이상으로 복구전압 크기의 역률에 따른 트립 회피를 위해 나머지 상을 30°까지 함께 옮길 수 있다
그림 6. 위상각 점프 지속운전 시험(5.5.6). 한 상만 60도 옮기는 조건과 세 상을 함께 20도 옮기는 조건이 있다.

계단은 가능한 한 짧되 1주기를 넘지 않고, 각 조건은 지정 시간 이상 유지하며, 위상각 허용차는 ±3도다. 점프가 일어나는 파형 위의 위상은 무작위여야 한다. 변형 2의 표 10은 두 상을 60도씩 반대 방향으로 옮기는 상간 고장 시험(순서 A-B-A, A-C-A, A-D-A 중 둘이면 모든 단상 변화를 다 본다)과 세 상을 20도 옮긴 뒤 1주기 안에 되돌리는 3상 점프 시험(E-A, F-A)으로 이루어진다. 상간 고장 시험은 두 상을 단락시켜 한 상은 60도 앞으로, 다른 상은 60도 뒤로 옮기면서 정상분 각은 그대로 두는 방식이다. 요구(5.5.6.3)에서 대체 장치는 시험 중 전류·전압·전력 제한 모드에 들어가지 않게 크기를 잡고, 고장난 상의 각이 서로 6도(허용차의 2배) 안으로 이동하게 구성해야 한다. 판정(5.5.6.4)은 모든 시험에서 트립하지 않으면 적합이고, 6.5.2.6대로 순간 정지는 허용되나 그 경우 0.5초 안에 피상전류를 이상 전 유효전류의 80퍼센트 이상으로 복구해야만 적합이다. 주석은 시험 전원의 EUT 단자 임피던스를 EUT 명판 기준 0.33 p.u. 미만으로 할 것을 권고한다.

여러 기능이 동시에 켜졌을 때 — 우선순위 시험(5.16)

5.16.1은 여러 전압·주파수 조정 기능이 켜진 상태에서 EUT의 운전과 우선순위를 검증한다. 요구(5.16.1.2)에서 시험 전원은 EUT 유효전력 정격 1 p.u.당 10 mHz 넘게 주파수를 바꾸면 안 되고, 시험소는 낮은 임피던스의 전원이나 EUT 출력을 상쇄하는 부하로 적용 전압을 설정값 ±1퍼센트 안에 유지해야 한다. 이 절에서는 응답시간을 재지 않으므로 전압·주파수·EUT 출력을 편한 속도로 바꿀 수 있고 출력은 목표의 ±7.5퍼센트 안이면 된다. 우선순위를 보는 시험이므로 신호 주입을 쓸 수 있다.

절차(5.16.1.3)는 제조사가 정격(Prated, Srated, 흡수 정격), 입력 전압 범위, 연속 운전 영역의 전압·주파수 상하한, 최소 출력, 최대 무효전력 주입·흡수, 카테고리, 구현 프로토콜을 밝히는 데서 시작한다. 트립을 가장 넓게 두고 제어 기능을 모두 끈 뒤, 가용 출력을 정격으로, 주파수-유효전력과 volt-watt를 카테고리 기본값으로 켜되 volt-watt의 P2는 0.2 Prated로 하고, volt-var를 기본값으로 켠다. 정상 상태에서 전압·주파수·유효·무효전력을 잰 뒤 유효전력 제한 신호를 정격의 50퍼센트로 설정하고 다시 잰다. 이어 표 38(카테고리 A) 또는 표 39(카테고리 B)의 각 단계로 전원 전압·주파수를 바꾸며 정상 상태 값을 잰다. 그 뒤 무효전력 모드를 일정 무효전력(최대 주입), 일정 역률(최대 주입 역률), watt-var(기본값)로 바꾸며 전체를 반복한다.

단계전압(p.u.)주파수(Hz)기대 유효전력(p.u.)volt-var 기대 Q일정 Q 기대역률 모드 기대watt-var 기대 Q
11.00600.500.44 주입0.9 주입0
21.09600.40.44 흡수0.44 주입0.9 주입0
31.0960.330.30.44 흡수0.44 주입0.9 주입0
41.09600.40.44 흡수0.44 주입0.9 주입0
51.0959.360.40.44 흡수0.44 주입0.9 주입0
61.0059.360.600.44 주입0.9 주입0.09 흡수
71.00600.500.44 주입0.9 주입0
81.0059.360.700.44 주입0.9 주입0.18 흡수

표 10. 카테고리 B 우선순위 시험 단계와 기대값(표 39). 카테고리 A(표 38)는 volt-var 흡수가 0.25, watt-var 흡수가 0.05·0.10인 점만 다르다.

응답 우선순위 시험의 기대 유효전력(표 39)123456780.00.20.40.60.81.0유효전력 (p.u.)0.5V 1.00f 600.4V 1.09f 600.3V 1.09f 60.330.4V 1.09f 600.4V 1.09f 59.360.6V 1.00f 59.360.5V 1.00f 600.7V 1.00f 59.36출력 제한 신호 50%시험 단계 (표 39, 카테고리 B). 아래는 각 단계의 전원 전압(p.u.)과 주파수(Hz)1.09 p.u.에서는 volt-watt가 제한(0.4)보다 더 줄이고, 59.36 Hz에서는 드룹이 제한보다 우선해 0.2 p.u.를 더 낸다(표 39의 기대 유효전력)
그림 7. 우선순위 시험의 기대 유효전력(표 39). 제한 신호 50퍼센트가 걸린 상태에서 volt-watt는 그 아래로 더 줄이고, 저주파 드룹은 그 위로 더 낸다.

기대값은 1547-2018 4.7의 순서를 그대로 계산한 결과다. 2단계의 1.09 p.u.에서 volt-watt 기본 곡선은 출력을 0.4 p.u.로 제한하고 이것이 제한 신호 0.5보다 우선한다. 3단계의 60.33 Hz에서는 고주파 드룹이 0.4에서 약 0.1을 더 빼 0.3이 된다. 5단계의 59.36 Hz에서는 저주파 드룹이 0.2를 더하려 하지만 volt-watt와 드룹이 둘 다 켜져 있으면 작은 값이 우선하므로 0.4에 머문다. 6단계에서 전압이 공칭으로 돌아오면 volt-watt가 풀리고, 드룹은 주파수가 불감대를 벗어난 시점의 출력 0.4에 0.2를 더해 0.6이 되며 제한 신호 0.5는 드룹보다 낮은 순위이므로 넘어선다. 8단계는 7단계의 0.5에서 출발해 0.7이다. watt-var의 기대값은 그 유효전력에서 곡선을 읽은 값(0.6 p.u.에서 −0.088, 0.7에서 −0.176을 반올림)이다.

판정(5.16.1.4)은 각 단계 뒤 정상 상태의 유효전력, 무효전력, 전압, 주파수를 재어 4.2의 정확도 요구로 판정한다. 정상 상태 값은 기능의 개방 루프 응답시간보다 훨씬 긴 시간 뒤에 재며, 응답시간의 2배에서 정상 상태 오차는 1퍼센트가 된다는 지침이 있다. 유효전력은 전압 또는 주파수 가운데 오차 여유가 큰 쪽을 X로 삼아 판정하고, volt-var는 전압을, 역률과 watt-var는 유효전력을 X로 삼는다. 플랜트 제어기처럼 전력을 내지 않는 EUT는 지령한 유효·무효전력을 설계 평가 단계의 적합 검증에 쓸 수 있다.

결론 — 트립과 지속운전은 서로를 꺼 둔 채 따로 증명한다

2부의 시험들을 관통하는 원리는 분리다. 트립 시험은 드룹을 최대한 둔하게 두고 문턱 근처의 작은 계단으로 클리어링 시간을 재고, 지속운전 시험은 트립을 꺼 두고 표준의 가압 중지 영역까지 밟으며 견디는 능력과 복구를 본다. 위상각 시험만은 트립 기능을 끄지 못하게 해 실제 조건에서의 오트립을 잡고, 우선순위 시험은 모든 기능을 켠 채 응답시간을 재지 않고 정상 상태만 본다. 각 시험이 다른 기능의 영향을 지우도록 설계된 이유는 인증서의 각 항목이 하나의 요구에 대응해야 시험기관 사이에서 결과가 재현되기 때문이다.

이 분리는 한계도 낳는다. 현장에서는 트립, 지속운전, 드룹, 단독운전 검출이 동시에 작동한다. 시험은 우선순위를 정상 상태에서만 확인하고 과도 상태에서의 상호작용은 보지 않는다. 시험 전원의 강도가 결과를 좌우한다는 주석이 5.4.7과 5.5.6에 반복해서 나오는 것도, 인증 결과가 특정 임피던스의 전원에서 얻은 값이라는 뜻이다. 부록 I가 설명한 폐루프 문제와 함께, 이것이 형식시험이 현장 성능을 그대로 예측하지 못한다는 1.5절의 경고가 가리키는 자리다.

3부는 5.6~5.12로 간다. 진입과 동기화, 연계 무결성(전자파·서지·병렬장치), 직류 주입, 비의도적 단독운전 시험의 RLC 회로와 품질계수, 개방상 시험, 전류 왜곡 시험이 그 내용이다.