IEEE 1547.1-2020 해설 3부 — 진입·동기화·무결성·단독운전·개방상·전류왜곡 시험

2부의 시험이 '계통이 흔들릴 때 붙어 있는가'를 봤다면, 3부의 시험은 '언제 붙고 언제 떨어지는가'를 본다. 진입 시험은 DER가 조건이 맞기 전에는 전력을 내보내지 않고 조건이 맞은 뒤에도 정해진 지연과 램프를 지키는지, 동기화 시험은 발전기가 위상이 어긋난 채 차단기를 닫지 않는지, 단독운전 시험은 계통이 끊어진 뒤 2초 안에 스스로 멈추는지를 본다. 여기에 전자파와 서지에 견디는지(연계 무결성), 직류를 흘리지 않는지, 한 상이 끊어지면 멈추는지(개방상), 고조파를 얼마나 내는지(전류 왜곡)가 더해진다.

3부의 요지는 이렇다. 이 시험들은 대부분 2003년판 시험 표준에도 있던 항목이지만, 2020년판은 진입 시험에 램프와 무작위 지연의 통계 검증을, 단독운전 시험에 volt-var·드룹 같은 계통 지원 기능을 켠 20개 시험 조건과 무효 부하 ±5퍼센트 탐색을, 전류 왜곡 시험에 간고조파와 TRD를 더했다. 특히 단독운전 시험은 계통 지원 기능이 검출을 어렵게 만드는 문제를 정면으로 다룬다.

진입 시험(5.6)

이 시험은 1547-2018의 permit service 해제 능력(4.6.1), 응답 우선순위 a)항(4.7), 진입 조건(4.10.2), 진입 중 성능(4.10.3)을 한꺼번에 확인하고, permit service 해제 설정이 전원을 껐다 켜도 유지되는지도 확인한다. 절차는 표 11의 6개 시험 사례마다 반복한다. 홀수 사례는 진입 기간(램프)을, 짝수 사례는 무작위 지연을 검증한다. 램프와 무작위 지연은 상호 배타적이어서 하나가 켜지면 다른 하나는 꺼진다. 무작위 지연을 구현했으면 시험 사례 4를 최소 10회 이상 충분히 반복해 지연의 평균이 400~600초 사이이고 표준편차가 250초를 넘어야 한다. 각주 40이 밝히듯 무작위 지연이 균등 분포를 따르는지 확인하는 조건이다. 0~1,000 s 균등 분포의 표준편차는 약 289초다. 램프가 없는 EUT는 사례 1·3·5에 사례 2·4·6의 무작위 지연 파라미터를 쓰고, 무작위 지연이 없으면 반대로 한다.

사례	설정	ES 지연(s)	램프 / 무작위 지연	전압 상·하한(p.u.)	주파수 상·하한(Hz)	초기 전압→최종 전압(p.u.)	초기 주파수→최종 주파수(Hz)
1	기본값	300	램프 300 s	1.05 / 0.917	60.1 / 59.5	0.897 → 0.937	60.0 → 60.0
2	기본값	300	무작위 300 s	1.05 / 0.917	60.1 / 59.5	1.0 → 1.0	59.48 → 59.52
3	최대값	600	램프 1,000 s	1.06 / 0.95	61.0 / 59.9	1.08 → 1.04	60.0 → 60.0
4	최대값	600	무작위 1,000 s	1.06 / 0.95	61.0 / 59.9	1.0 → 1.0	61.02 → 60.98
5	최소값	0	램프 1 s	1.05 / 0.88	60.1 / 59.0	0.86 → 0.90	60.0 → 60.0
6	최소값	0	무작위 1 s	1.05 / 0.88	60.1 / 59.0	1.0 → 1.0	58.98 → 59.92

표 1. 진입 시험 사례(표 11). 초기값은 전압 또는 주파수 하나가 진입 조건 범위 밖으로 MRA의 2배만큼 벗어나 있고, 최종값은 범위 안으로 MRA의 2배만큼 들어와 있다. 각주 41은 이 설정이 표 3보다 정확한 측정을 요구하지는 않는다고 적는다.

절차의 핵심은 i)단계다. 최종 전압·주파수를 진입 지연의 25퍼센트 동안만 유지했다가 0.05~0.1초 동안 초기값으로 되돌려 진입 지연 타이머가 다시 시작하게 만든다. 조건이 잠깐 벗어났다가 돌아오면 지연을 처음부터 다시 세어야 한다는 1547의 취지를 확인하는 단계이며 지연이 0인 사례에서는 생략한다. 시험 중 신호 주입은 허용되지만 EUT가 유효전력을 실제로 내보내야 한다는 요구는 없어지지 않는다. 주파수 전이 시 ROCOF는 표 21의 지속운전 요구를 넘지 않는 것이 좋다.

동기화 시험(5.7)

이 시험은 EUT가 1547-2018 표 5의 허용차에 따라 계통에 동기화함을 보이며, 계통과 독립적으로 기본파 전압을 만들 수 있는 DER에만 적용된다. 주는 병렬이 7.2.2의 RVC와 7.2.3의 플리커 한계를 넘지 않으면 사업자가 동기화 시험을 면제할 수 있다고 한다. 동기화 시험은 평형 조건에서 한다.

변형 1(5.7.2)은 모의 발전기 전원을 쓰며 동기화 기능을 가진 개별 계전기나 다기능 제어기를 실험실에서 시험하는 절차다. 시험 전원의 전압과 주파수를 공칭에 고정하고 모의 발전기의 전압을 허용 범위 밖(EUT 정확도의 2배 이상 차이)에서 시작해 3분 이상 닫힘 지령이 없음을 확인한 뒤, 전압을 서서히 줄여 닫힘을 개시하는 점의 전압·주파수·위상각 차이를 기록한다. 위에서 내려오는 방향과 아래에서 올라오는 방향 각각 3회씩이다. 주파수도 같은 방식으로 한다. 각주 46은 두 전원의 주파수가 같지 않으면 위상각이 주기적으로 허용 범위 안에 들어온다고 짚는다. 요구는 프로그램 가능 임의 파형 발생기의 사용을 허용하고 시험 전원이 무부하에서 15분 이상 안정해야 한다는 조건이다. 판정 기준은 어느 파라미터에서도 범위 밖 닫힘을 개시하지 않는다는 조건이다. 주석은 EUT에 병렬장치가 없으면 실제 닫힘 순간의 위상각이 차단기 닫힘 시간 때문에 기록값과 달라진다고 하고 보상 계산 예를 든다. 주파수 차 0.10 Hz면 위상이 1 s에 36도 돌고, 5주기 닫힘 시간(0.0833초)에 3도가 돌므로, 허용 10도라면 접근 중에는 13도에서, 이탈 중에는 7도에서 개시해야 한다.

변형 2(5.7.3)는 실제 동기발전기, 별도 여자 유도기, 고립 운전과 재동기화가 가능한 인버터에 쓴다. 변류기와 계기용 변압기의 정격·상·접속을 검증하고, 발전기의 고립 운전 시 전압·주파수 조정 성능을 기록하며, 병렬장치 닫힘 시간을 3회 재고, 닫힘을 막아 둔 채 동기화 동작을 확인한 뒤(시험 위치가 있으면 그것으로) 변형 1과 같은 전압·주파수 시험을 한다. 실제 계통을 전원으로 쓰면 계통이 1547의 트립 한계 안에 있어야 하고 주파수는 공칭 ±0.1 Hz다. 주석은 발전기의 상회전, 계기용 변압기의 상, 그 밖의 많은 요인이 동기화 성능에 영향을 주므로 제조사 설치 지침과 설계 도면에 주의해 역위상 병렬을 피하라고 경고한다. 변형 3(5.7.4)은 기준 전압이 있으면 자동으로 동기화하고 동기화 기능을 끌 수 없는 장비용으로, 전원을 떼었다가 다시 붙이면서 병렬 과정의 전압·주파수·위상각 차이를 기록하기를 3회 한다.

연계 무결성 시험(5.8)

전자파 간섭(EMI) 시험(5.8.1)은 IEEE C37.90.2 또는 IEC 61000-4-3에 따라 변조 전 20 V_rms/m, 1 kHz 변조 후 최소 35 V/m의 신호로 한다. 노출 전에 EUT 파라미터 설정 3개를 정하거나 확인해 기록하고, C37.90.2-2004 6절의 절차 중 EUT는 정상 운전으로 연결되어 전력을 내보내거나 출력 회로를 정상 운전을 대표하는 방식으로 평가할 수 있게 가압되어 있어야 한다. 외부 제어 회로, 통신·계량·측정 포트는 설치 지침대로 연결하고 외부 기록 장치는 가장 빠른 계량 주기로 둔다. 판정은 EMI가 연계 기능의 상태 변화나 오동작을 일으키지 않는 것이며, 오동작에는 상태의 일시적·영구적 정지, EPS에서의 분리, MRA의 1.5배를 넘는 출력 변화가 포함되고, 3개 설정이 노출 뒤 바뀌지 않아야 한다.

서지 내량 시험(5.8.2)은 제조사가 명시한 보호 수준을 IEEE C62.41.2와 C37.90.1 가운데 제조사가 정한 표준에 따라 검증한다. 설치 지침이 외부 서지 억제기를 요구하면 그것을 설치한 채 시험한다. 제조사는 C62.41.2·C37.90.1의 위치 범주와 노출 수준을 명시한다. 통신·신호·제어 회로에는 C37.90.1의 절차를 적용하되 광통신과 서비스 인력만 접근하는 포트는 제외하고, 전력 회로에는 C62.41.2와 C62.45의 절차를 적용하며, 1,000 V 이하 장비는 C62.45에 따라 모든 정상 운전 모드에서 시험한다. 서지로 과전류 보호장치가 열리면 다음 서지 전에 재설정·교체하되, 사용자가 교체할 수 없는 퓨즈는 우회할 수 있고 우회할 수 없어 시험을 계속할 수 없으면 부적합의 증거다. 서지로 트립하면 다음 서지 전에 복귀해야 하고, 서지와 직접 관련된 이상을 검출해 보호 상태에 들어간 경우 전원 재투입이나 제조사가 정한 재설정을 허용하되 그 뒤에도 정상 운전하지 못하면 부적합이다. 판정 기준은 서지 뒤 연계 기능이 고장 나지 않고, 오동작하지 않고, 잘못된 정보를 내지 않는다는 조건이다. 잘못된 정보에는 표시 정보의 변화나 오류, 정상 통신의 상실, 통신 정보의 오류가 포함된다.

병렬장치 시험(5.8.3)은 EUT를 EPS와 병렬하는 비반도체 개폐장치에 적용하며 1,000 V 이하 EUT용이다. 계통 전압의 220퍼센트로 정격된 반도체 병렬장치는 면제되고, 1,000 V 초과는 IEEE C37.04-2018 표 6이나 C37.60-2012 표 2의 상용주파 절연 내력 정격과 C37.100.1-2018 7.3.7.2의 절차(건조 조건만)로 시험하며 발전기 차단기는 IEC/IEEE 62271-37-013을 따른다. 시험은 DER-EPS 병렬 단자 사이에 공칭 EPS 전압의 220퍼센트에 1,000 V를 더한 60 Hz 실효 전압을 0에서 올려 60초 이상 유지하는 것이며, 같거나 더 높은 전압의 다른 표준으로 이미 시험된 장치는 다시 하지 않아도 된다. 직류로 하면 공칭 교류 첨두값의 220퍼센트에 1,400 V를 더한 값이다. 판정 기준은 60초 동안 절연 파괴나 섬락이 없고 시험 뒤 절연 손상의 증거가 없다는 조건이다. 1547-2018 4.11.3의 220퍼센트 요구에 안전 여유 1,000 V를 더한 값이다.

직류 주입 시험(5.9)

이 시험은 직류 절연 상용주파 출력 변압기가 없는 인버터가 1547의 직류 주입 한계(정격 출력 전류의 0.5퍼센트)를 지키는지 검증한다. 그런 변압기가 있거나 설치 지침이 그런 변압기를 거쳐 연결하라고 하면 면제된다. 절차는 EUT를 연속 정격 출력 전류의 100퍼센트, 역률 1로 운전하며(출력 허용차 ±5퍼센트) 모든 상의 실효 전압, 실효 전류, 전류의 직류 성분을 1주기 이상 60주기 이하의 평균 창으로 재어 창의 역수 이상의 표본화율로 5분 동안 기록한다. 자료 분석은 5분 전체의 모든 표본으로 각 상의 평균 실효 전류가 목표의 5퍼센트 안, 평균 실효 전압이 공칭의 5퍼센트 안임을 확인하고, 직류 성분 크기의 절대값을 평균해 정격 출력 전류로 나눈 백분율을 상별로 기록한다. 시험 전원은 4.6.1을 만족하고 직류 오프셋이 무시할 만해야 한다. 판정은 계산된 백분율이 모두 한계 안인 것이며, 이 시험은 전류 왜곡 시험의 일부로 할 수 있다.

비의도적 단독운전 시험(5.10)

5.10.1은 방법을 넷으로 나눈다. 균형 발전-부하 시험(5.10.2)은 어떤 EUT에나 쓸 수 있다. 전력선 전도 허가 신호를 쓰는 EUT는 5.10.3을, 허가 하드웨어 입력을 가진 EUT는 5.10.4를, 역전력 또는 최소 수입 전력 보호는 5.10.5를 따른다. 여러 방법을 지원하면 각각 시험한다. 직접 전송 차단이나 무선·이동통신 채널 같은 다른 방법은 형식시험의 범위 밖이다. 완전 적합은 5.10.2 또는 5.10.5의 판정을 만족할 때이고, 5.10.3과 5.10.4는 형식시험에 없는 추가 장비나 EPS 쪽 설비가 필요하므로 부분 적합에 그친다. 시험 시간을 줄이기 위해 2.5초보다 긴 기본 시간 설정은 2.5초까지 낮출 수 있고 진입 지연은 편한 값으로 둘 수 있다.

균형 발전-부하 시험(5.10.2)

이 시험은 유효·무효전력이 모두 균형을 이룬 섬을 통제된 환경에서 만들어 DER가 1547대로 가압을 멈추고 트립하는지 검증한다. 하나의 EUT를 여러 출력 수준과 계통 지원 기능의 조합에서 시험한다. 전력 하드웨어 인 더 루프(PHIL)로 할 때는 시험 전원, S3, S1, 공진 부하 뱅크가 모의 부분이 되고 전력 증폭기를 통해 EUT와 접속된다.

회로 구성의 세부는 접지와 중성선에 관한 것이 많다. EUT 설치 지침이 중성선이 있는 서비스 접속을 허용하면 중성선을 저항 부하에 연결하고, 중성선 없는 접속만 허용하면 EUT와 RLC 부하에 중성선을 연결할 필요가 없으며, 유도·용량 부하의 중성선 연결은 선택이다. EUT가 정격된 접속 형식에 접지 중성선이 포함되면 시험 전원도 접지 중성선을 포함해야 한다. 단상에서는 콘덴서와 인덕터를 선간 또는 선-중성점에, 저항은 각 선에서 중성점으로 연결한다. 중성선 연결은 S3·S2의 동작에 영향받지 않아야 하고, S2와 S3는 연동 다극이며, 부하와 전원의 접지는 S3 위치에 영향받지 않아야 한다. 각주 49는 실제 태양광 대신 전자식 태양광 시뮬레이터를 쓰는 것이 통례라고 적는다. 시험 전원 전압은 EUT 공칭 ±5퍼센트로, 실제 지역 계통에서도 시험할 수 있게 넓은 허용차를 두었다.

EUT 설정에서는 표 12의 지령형 유효전력 모드를 쓴다. 추적형은 입력 전원의 전력을 조정해 원하는 출력을 만들고, 지령형은 EUT에 출력을 지령하되 입력 전원이 시험 중 출력 증가에 대비해 125퍼센트 이상을 낼 수 있어야 한다. 시험은 카테고리에 따라 표 13 또는 표 14의 각 사례에서 한다. 출력은 p.u.로 ±0.05의 허용차이며 발전기 부호 규약이다. 카테고리 A 장비는 사례 7A·8A와 volt-watt가 요구되지 않지만 지원하면 포함한다.

사례	PEUT	QEUT	무효전력 모드	VW	FW	PR+PL+PC	QC	QL	QF
1B	1.00	0.00	일정 역률 1.00	기본값	기본​	−1.00	1.00	−1.00	1.00
2B	0.50	0.00	일정 역률 1.00	기본값	기본​	−0.50	0.50	−0.50	1.00
3B	0.90	−0.44	일정 역률 −0.90	꺼짐	최소 공격	−0.90	0.90	−0.46	1.00
4B	0.90	0.44	일정 역률 0.90	꺼짐	최소 공격	−0.90	0.46	−0.90	1.00
5B	1.00	0.00	volt-var 최대 공격(응답 1 s)	최대 공격	최대 공격	−1.00	1.00	−1.00	1.00
6B	0.50	0.00	volt-var 기본(응답 10 s)	최대 공격	최대 공격	−0.50	0.50	−0.50	1.00
7B	0.50	0.00	watt-var 기본	해당 없음	최대 공격	−0.50	0.50	−0.50	1.00
8B	1.00	0.00	watt-var 최대 공격	해당 없음	최대 공격	−1.00	1.00	−1.00	1.00
9B	0.50	−0.44	일정 무효전력 −0.44	해당 없음	최대 공격	−0.50	0.50	−0.06	1.00
10B	0.50	0.44	일정 무효전력 0.44	해당 없음	최대 공격	−0.50	0.06	−0.50	1.00

표 2. 카테고리 B 균형 부하 단독운전 시험 행렬(표 14). 값은 EUT kVA 정격 기준 p.u.이고 Q_F는 실효 품질계수다. 카테고리 A(표 13)는 무효전력 흡수가 0.25이고 역률이 −0.96이며 9A·10A의 P_EUT가 0.90·0.50, Q_L이 −0.65·−0.50인 점이 다르다.

이 행렬은 단독운전 검출이 계통 지원 기능이 켜진 상태에서도 작동해야 한다는 요구를 담고 있다. 표 15의 트립 설정은 허용 범위에서 공칭에서 가장 멀고 가장 긴 클리어링 시간(OV1 1.2 p.u. 13초, UV1 0 p.u. 21초 또는 카테고리 III 50초, 주파수 66·50 Hz 1,000초)으로 두어 전압·주파수 트립이 단독운전 클리어링에 기여하지 못하게 한다. 표 16의 volt-watt 최대 공격 설정은 V1 1.05 p.u.와 V2 1.06 p.u.에 P2 0.2 p.u.와 응답 0.5 s이며 P2를 0이 아닌 작은 값으로 둔 것은 단독운전 검출로 멈춘 것인지 volt-watt로 출력이 0이 된 것인지 구별하기 위해서다. 표 17의 volt-var 최대 공격 설정은 V1 0.98, V2 1.00, V3 1.00, V4 1.02 p.u.(불감대 없음)에 응답 1초이고, 자율 V_Ref 조정은 가장 빠른 시정수가 300초라 켜지 않는다. 표 18의 watt-var 최대 공격 설정은 P1 0.2, P2 0.8(A) 또는 0.9(B), P3 0.9(A) 또는 1.0(B), Q1·Q2 0.44, Q3 −0.25(A) 또는 −0.44(B)다. 표 19의 드룹은 최소 공격이 불감대 1.0 Hz, 드룹 0.05, 응답 10초, 기본이 0.036 Hz, 0.05, 5초, 최대 공격이 0.017 Hz, 0.03(카테고리 III는 0.02), 1초(III는 0.2초)다. 가장 공격적인 설정은 섬 안에서 전압과 주파수를 안정시키는 방향으로 작용하므로 검출을 가장 어렵게 만든다.

절차 c)에서는 각 사례마다 균형 부하를 만든다. S3에서 잰 각 상의 유효·무효전력이 EUT 정격의 2퍼센트 미만이 되도록 RLC를 조정하되, |P_S3| = |P_EUT + P_R + P_C + P_L| ≤ 0.02 p.u.와 |Q_S3| = |Q_EUT + Q_R + Q_C + Q_L| ≤ 0.02 p.u.를 만족해야 한다. 다상 전압은 서로 5퍼센트 안에서 평형이어야 하고, EUT 출력이 표의 값에서 0.05 p.u. 안에 머무는 한 전원 전압·주파수와 EUT 출력을 조정할 수 있다. d)에서는 시험 장치가 섬을 유지할 수 있는지 확인한다. 단독운전 보호를 끄고 어느 한 사례에서 S3를 열어 10초 뒤에도 섬이 가압되어 있으면 장치가 검증된 것이며 섬의 전압·주파수를 기록한다. e)의 클리어링 시간 시험에서는 보호를 켜고 각 사례에서 S3를 열어 순시 전압과 EUT 전류가 0.05 p.u. 아래로 떨어져 머물 때까지의 시간을 잰다. 그리고 무효 부하(용량성 또는 유도성)를 초기 균형값의 95퍼센트에서 105퍼센트까지 1퍼센트 간격으로 바꾸며 반복하고, 양 끝에서 클리어링 시간이 아직 늘고 있으면 줄어들기 시작할 때까지 1퍼센트씩 더 나간다. S3 개방 뒤 섬 주파수가 전원 기본파 위로 오른 경우와 아래로 내린 경우가 각각 3회 이상 나타나면 나머지 단계를 생략할 수 있다. 가장 긴 클리어링 시간 3개가 나온 설정에서 2회씩 추가 시험하고, 그 셋이 연속하지 않으면 그 사이의 모든 설정에서도 추가한다.

요구(5.10.2.3)는 다음과 같다. 매 시험의 클리어링 시간을 기록한다. 시험 전 각 상 전압은 정격의 5퍼센트 안이어야 한다. 시험 전원의 전압 THD는 5퍼센트 이하, 개별 고조파 3퍼센트 이하이고, 제조사와 시험기관은 섬 검출에 불리하게 작용하는 전압·고조파의 최악 조건을 한계 안에서 함께 정한다. S3를 흐르는 상별 유효·무효전력은 정상 상태에서 0.02 p.u. 미만이고 기본파 성분으로 잰다. 각주 61은 일부 단독운전 방지 알고리즘이 S3의 기본파 전류·전력을 흔들어 주기 단위로는 2퍼센트를 맞출 수 없으므로 여러 주기 평균을 쓸 수 있다고 한다. EUT의 P·Q와 C·L 부하의 Q는 표 값의 0.05 p.u. 안이어야 하고, 저항·유도 부하의 전류 TRD는 S3 개방 전 5퍼센트를 넘지 않아야 하며, 단독운전 클리어링 시간 설정이 조정 가능하면 최대·최소를 시험한다(각주 63은 조건부 연장 클리어링 시간을 든다). PHIL을 쓰려면 50 µs 이하의 시간 간격을 가진 전자기 과도 방식 실시간 시뮬레이션, 리액턴스 대 저항비 20 이상의 인덕터, 시뮬레이터 거동 검증(0.90·1.05 p.u.와 58.7·61.0 Hz의 네 점에서 10초 섬 관측), 800 Hz 이상(정보가 없으면 1.5 kHz 이상)의 고조파 합성 능력 또는 20 Hz~1.5 kHz 임피던스 측정 검증, 그리고 모의 RLC 전압과 EUT 단자 전압 사이의 평균 지연 200 µs 미만이 요구된다. 판정(5.10.2.4)은 기록된 모든 클리어링 시간이 1547-2018 8.1의 요구(2초) 미만이라는 조건이다. 주석은 시뮬레이터가 이산 소자 RLC 특성을 재현함이 검증되면 전력전자식 RLC 부하를 시험기관 재량으로 쓸 수 있고, 변압기의 유효·무효전력 소비는 유도 부하의 일부로 본다고 한다.

다른 세 방법(5.10.3~5.10.5)

전력선 전도 허가 신호 시험(5.10.3)은 전력선에 실린 허가 신호가 있어야 DER가 운전하고, 선로가 끊겨 신호가 사라지면 8.1의 시간 안에 멈추는 방식을 검증한다. 그림 8의 회로에서 연동 스위치 S_P와 감쇠기가 재폐로기·구분개폐기·단로기를 흉내 내고, 신호 발생기가 전원 쪽에 허가 신호 P를 넣는다. 신호가 있을 때의 수신 수준을 ON, 감쇠로 EUT가 멈추는 수준을 OFF로 기록하고, S_P를 열어 트립까지의 시간을 재며, 닫으면 4.10의 방법으로 재투입됨을 확인한다. 4회 반복하며 한 번이라도 실패하면 전체 실패다. 허가 신호는 운전 조건과 무관하므로 출력·기능 조합에서 반복하지 않고, 표 13·14의 어느 조건이든 쓸 수 있다. ON·OFF 수준과 최대 클리어링 시간은 EUT 문서와 함께 제공해야 하며, 이 시험만으로는 부분 적합이다.

허가 하드웨어 입력 시험(5.10.4)은 접점 폐로나 TTL 신호 같은 하드웨어 입력으로 운전 허가를 받는 EUT용이다. 섬을 검출해 그 신호를 만드는 별도 장비(직접 전송 차단 등)는 형식시험에 포함되지 않는다. 시험은 진입 지연을 10초 이상, 램프와 무작위 지연을 1초로 줄여 할 수 있고, 입력을 비허가 상태로 바꾼 뒤 가압 중지·트립까지의 시간을 재며, 비허가 상태에서 전원을 떼었다 붙여도 진입 시도가 없음을 확인하고, 허가 상태로 되돌리면 진입함을 확인하기를 3회 한다. 판정은 클리어링 시간이 8.1의 요구를 넘지 않고 비허가 상태에서 진입 시도가 없다는 조건이다. DER 평가 때는 이 클리어링 시간에 하드웨어 입력에 연결되는 장비의 검출 시간을 더해야 완전 적합이 된다.

역전력 또는 최소 수입 전력 보호(5.10.5)는 PoC와 PCC 사이에서 계통으로부터의 수입 전력이 문턱 아래로 떨어지거나 역전되면 DER를 분리하는 방식이다. 크기 시험(5.10.5.2)은 부록 A.5의 전류 램프로 EUT가 설정의 MRA 안에서 트립하는지 5회 보고, 표 7의 무효전력 주입과 흡수 능력에서 각각, 조정 가능한 설정의 최소·최대에서, 상별 제어 시스템은 상별로 반복한다. 시간 시험(5.10.5.3)은 부록 A.6의 전류 계단으로 클리어링 시간의 정확도를 5회 재고, 설정의 최소·최대에서 반복한다. 이 기능을 단독운전 보호로 쓰려면 8.1의 클리어링 시간 안에 동작하도록 설정해야 한다.

개방상 시험(5.11)

이 시험은 PoC에서 한 상이 끊어졌을 때 DER가 가압을 멈추는지 검증한다. 각주 78은 상의 상실이 흔한 계통 사건이라고 적는다. 단상 2선 DER는 a)~e)만, 다상과 단상 3선 DER는 f)까지 한다. 절연 변압기가 필요하면 변압기를 포함해 시험하고 개방상은 변압기의 계통 쪽에 건다. 중성선에 전류를 흘리거나 받을 수 없는 단상 2선·분상 EUT는 5.17.2의 부하 차단 과전압 시험(무부하) 자료로 이 시험을 대신할 수 있다. 각주 79가 설명하듯 그런 EUT에서는 한 상을 여는 것이 두 선을 모두 여는 것과 같기 때문이다.

절차는 각 비접지 상의 개별 단로기를 거쳐 EUT를 시험 전원에 연결하고, 정격 출력 전류의 5퍼센트 또는 EUT의 최소 출력 전류 정격 가운데 큰 쪽에서 운전하며 한 상 단로기를 열어 클리어링 시간을 기록하기를 5회, 나머지 상마다 반복한다. 판정은 단로기가 열린 뒤 1547-2018 6.2.2의 시간(2.0초) 안에 시험 전원에 연결된 모든 출력 단자의 가압을 멈춘다는 조건이다. 주석의 주의 사항은 철공진이다. 절연 변압기를 거쳐 연결된 다상 EUT에서 한두 상을 열고 EUT가 가압을 멈추면 변압기가 한두 상만으로 가압되어 철공진의 조건 하나가 만들어지고, 철공진 과전압은 공칭의 수 배에 이를 수 있으므로 변압기 정격의 몇 퍼센트 정도의 작은 저항 부하를 더해 피할 수 있다. Y-델타나 Y-Y 변압기의 견고 접지 Y 권선을 쓰는 DER는 경부하 시 개방상에도 전전압이 나타나 트립 뒤 다시 진입을 시도할 수 있다. 낮은 출력에서 시험하는 이유가 여기에 있다. 출력이 작을수록 끊어진 상의 전압이 다른 상에서 유기되어 개방상 검출이 어렵다.

전류 왜곡 시험(5.12)

이 시험은 정상 운전 조건에서 DER의 고조파, 간고조파, 총 정격전류 왜곡(TRD)을 잰다. 5.12.1은 평형 형식시험 조건에서의 측정이며 모든 현장 조건에서의 적합을 보증하지 않는다고 미리 밝힌다. 계통의 전압 왜곡, 기본파 전압 불평형(역상 전압), 특히 직렬 공진이 있는 경우 시험 전원과 다른 계통 고조파 임피던스 때문에 현장의 왜곡이 시험값을 넘을 수 있다. 각주 82는 전압원 인버터와 회전기가 여러 고조파 주파수에서 고조파 임피던스 뒤의 고조파 전압원(테브난 등가)으로 가장 잘 특성화되므로, 고조파 전류는 EUT와 계통, 변압기 등 개재 부품이 이루는 회로의 각 고조파 총 임피던스와 외부 고조파 전압원의 존재에 달려 있다고 설명한다. DER의 적합은 계통 전압 왜곡이 일으킨 고조파 전류를 뺀다. 부하 뱅크를 쓰면 역률 1에는 저항만, 지상에는 저항과 병렬 인덕터, 진상에는 저항과 병렬 콘덴서만 쓰고, 인덕터 가지의 X/R은 기본파에서 10을 넘어야 한다.

외부 전원 없이 운전할 수 없는 DER의 시험(5.12.2)은 절연 변압기가 필요하면 그것을 포함하고, 측정점은 변압기의 전원 쪽 접속점이다. 시험 전원과 병렬로 부하 뱅크를 연결하되 전력을 흡수하는 계통 시뮬레이터를 쓰면 부하 뱅크는 선택이다. EUT를 정상 운전 온도에서 표 20의 네 조건, 곧 최대 주입 역률의 정격 kVA(최소 정격 직류 전압), 역률 1·공칭 직류 전압·정격 유효전력 100퍼센트, 최대 흡수 역률의 정격 kVA(최대 정격 직류 전압), 제조사가 TRD 최대라고 밝힌 피상전력 수준에서 운전하며 상별로 TRD와 1~50차 개별 고조파·간고조파 부분군의 실효값을 기록한다. 요구(5.12.2.3)에서 전원의 출력 임피던스는 EUT 정격 기준 기본파에서 0.05 p.u. 미만이고 주로 유도성이어야 하며, 시험 중 EUT 단자의 추가 고조파 전압은 0.05·h·I(h)를 넘으면 안 된다. 입력 전원의 전압·주파수가 출력 품질에 영향을 주면 가장 불리한 입력에서 시험한다. 전원은 EUT에 의존하거나 EUT의 고조파에 맞춰 파형을 보정하는 알고리즘을 쓰면 안 되고, EUT를 붙인 정격 운전에서 짝수·홀수·간고조파를 포함한 THD가 3.0퍼센트 미만이어야 하며, EUT 없이 표 21·22의 전압 고조파 한계를 넘지 않아야 한다.

홀수 차수 h	h < 11	11 ≤ h < 17	17 ≤ h < 23	23 ≤ h < 35	35 ≤ h < 50
시험 전원 전압 고조파 한계(%)	2.0	1.0	0.75	0.3	0.15

표 3. 시험 전원의 최대 홀수 고조파 전압 왜곡(표 21). 기본파 전압 진폭 대비 백분율.

짝수 차수 h	h = 2	h = 4	h = 6	8 ≤ h < 50
시험 전원 전압 고조파 한계(%)	0.5	1.0	1.5	표 21의 해당 구간 값

표 4. 시험 전원의 최대 짝수 고조파 전압 왜곡(표 22).

이 전압 한계는 1547-2018 표 26·27의 전류 한계의 절반이다. 전원이 깨끗해야 EUT의 고조파 전류를 EUT 탓으로 돌릴 수 있기 때문이다. 측정 장비는 IEC 61000-4-30 A급이어야 한다. 판정(5.12.2.4)은 TRD, 1~50차 개별 고조파, 개별 간고조파 성분이 1547-2018 7.3의 한계를 넘지 않는 것이며 다상 EUT는 상마다 만족해야 한다. 주석은 측정값이 한계를 넘으면 EUT 없이 전원을 부하 뱅크에 같은 출력으로 운전해 전원이 왜곡의 원인이 아닌지 확인하고, 그렇다면 더 낮은 왜곡의 전원이 필요할 수 있다고 한다. 외부 전원 없이 운전할 수 있는 DER(자여자 유도발전기, 동기발전기)의 시험(5.12.3)은 부하 뱅크에 직접 연결해 표 23의 같은 네 조건에서 재는 대체 방법이다.

결론 — 붙고 떨어지는 조건은 경계값에서, 계통 지원 기능을 켠 채 증명한다

3부의 시험들을 한 문장으로 묶으면 '진입과 분리의 조건을 문턱 바로 안팎의 값으로 확인하고, 단독운전 검출은 검출을 가장 어렵게 만드는 부하 균형과 제어 설정에서 확인한다'가 된다. 진입 시험은 전압 또는 주파수를 MRA의 2배만큼 범위 밖과 안에 두고, 타이머 재시작과 램프 규칙, 무작위 지연의 분포까지 본다. 단독운전 시험은 2003년판의 품질계수 1.0 RLC 회로를 유지하되, volt-var·watt-var·드룹의 가장 공격적인 설정과 10개 출력 조합을 더하고, 무효 부하를 1퍼센트씩 훑어 최악점을 찾는다. 전류 왜곡 시험은 전원의 고조파를 전류 한계의 절반 이하로 묶어 원인을 EUT로 한정한다.

이 시험들이 답하지 않는 것도 5.10.1과 5.12.1이 스스로 적는다. 여러 DER의 검출 방법이 같은 계통에서 서로 어떻게 작용하는지는 형식시험 밖이고, 현장의 전압 왜곡과 공진에서의 고조파는 시험값과 다를 수 있다. 허가 신호와 하드웨어 입력 방식은 시험만으로는 부분 적합이어서 사업자의 DER 평가가 완전 적합을 판정해야 한다. 이 지점들이 6부에서 볼 설계 평가와 커미셔닝의 몫으로 넘어간다.

4부는 5.13~5.15와 5.17~5.19로 간다. 유효전력 제한, 일정 역률·volt-var·watt-var·일정 무효전력·volt-watt의 전압 조정 시험, 주파수 드룹 시험, 지락 과전압과 부하 차단 과전압 시험, 고장전류 시험, 설정 유지 시험이 그 내용이다.