메가시티로 성장 중인 페루의 수도 리마(Lima)에는 비 내리는 일이 잦지 않다. 이것은 결과적으로 만성적인 물 부족 현상을 초래한다. 이러한 이유로 다양한 취수원에서는 영구적이며 현대화된 식수 공급시설 구축을 위해 ‘Liwa’ 프로젝트가  시작됐다. 개별 가구에 안정적인 식수 공급을 위해 독일 기술이 채택됐다.

페루의 수도 리마는 보다 향상된 상수 공급 및 처리시설을 개발, 계획 및 구현하는 목표를 최우선으로 추구하고 있다. 이미 1차적으로 수립된 약 800만 가구분의 식수공급 안정화 대책이 실행되고 있다. 지멘스는 페루 국영 상수공급회사 Sedapal (Servicio de Agua Potable y Alcantaril lado de Lima-Per)이 추진한 펌프장 건설에 있어 중요한 역할을 담당했다. 독일 최대 전기전자 그룹인 지멘스가 공개입찰에서 드라이브 및 제어 테크놀로지 일체의 공급자로 선정돼 계약을 체결했다. 이러한 업체선정에 작용한 핵심적인 근거는 시설구축에 필요한 모든 제품을 공급할 수 있는 지멘스의 역량 때문으로, 덕분에 사용자가 인터페이스 문제를 고민할 필요없이 업체가 해결하도록 위임할 수 있었다.

소프트스타터 적용, 상하수도 시설 개선

지멘스가 공급범위 일체에 대한 포괄적 제품보증을 보장하는 이유도 바로 이 때문이다. 이 또한 페루 정부로 대표되는 고객 입장에서도 시설관리상 상당한 편의를 의미한다. 뿐만 아니라, 지멘스는 설치 모니터링을 담당해 발주자의 귀중한 시간을 절약해준다. 그 수치만 봐도 인상적인데, 이는 지멘스 A&D CD(저전압 제어 및 배전) 사업부가 안드리나 지역 최고의 계약순위를 달리고 있음을 입증한다. 116대의 소프트스타터를 비롯해, 회로 차단기 482대 및 접촉기 562대가 페루에 공급됐다.

설비의 미래 보장성을 확보하는 한편 PROFIBUS를 통한 각종 시스템 통신능력을 증진하고자, 통신능력을 겸비한 인터페이스로 시설 개장이 가능한 지멘스 Sirius 3RW44 소프트스타터 제품이 채택됐다. 이 저전압 스위치 장치들은 고도의 기능성과 광범위한 진단옵션을 제공하는 한편, 시중의 동급 제품에 비해 콤팩트한 소형화 디자인을 구현하고 있다.

예를 들어, 이들 제품은 기동시 조절 가능한 스타팅 전류 한계치의 선택기능을 제공하거나, 파라미터 설정이 가능한 토크 제어방식을 지원해 매우 완만하고 안정정인 펌프 가동이 가능하다. 시동 단계에서 해당 스타터는 내장 전력 반도체(사이리스터)를 이용한 위상제어를 통해 모터의 단말 전압을 제어한다. 조절형 램프(가속) 기능을 구비해, 모터 내부에서 생성되는 토크가 프로그램 설정된 시동단계부터 토크 끝까지 파라미터로 설정 가능한 범위 내에서 선형으로 비례 상승하도록 해준다. 한편, 소프트스타터에 내장된 사이리스터에 과전류가 흐르는 현상을 방지하기 위해, 고속 Sitor 반도체 퓨즈가 권장된다.

Liwa 프로젝트의 경우, 이 퓨즈들은 접촉기 상부에 설치됐다. 이러한 유형의 보호회로는 절연 지점을 가시적으로 볼 수 있는 장점을 제공하는데, 이는 펌프장 유지보수에 중요한 요소라 할 수 있다. 이로써 정비담당 직원이 해당 장치에 통합된 과부하 보호기능을 걱정할 필요없이 퓨즈를 홀더에서 수동으로 제거할 수 있다. 사실, 모든 정비 기술자들이 제어 전문가는 아니기 때문이다.

소프트스타터, 비상상황 알림

아울러 페루의 프로젝트 매니저가 3RW44 소프트스타터를 선정한 결정요인에는 이 장치가 지닌 진단 옵션도 포함된다. 예를 들어, 펌프 공회전이나 과열로 인해 해당 모터의 전류가 상승할 경우, 즉각 파라미터 조절 한계치가 장치 디스플레이에 표시됨은 물론, 소프트스타터상의 플로팅 접촉기를 통해 경고가 발령돼 부가적인 PROFIBUS 모듈을 사용한 상위 제어장치에서 평가를 수행할 수도 있다.

일반적으로 모든 공통 전류와 전압 및 전력값 역시 백라이트 조명과 문자 표시를 사용한 4라인 디스플레이에서 판독할 수 있다. 투명성 향상을 위해, 가장 중요한 수치들이 펌프 제어장치 캐비닛 도어상의 조명 디스플레이로 전송 및 표시된다. 이로써 유지보수 담당 직원이 순회하며 해당 시스템의 정상 가동여부를 점검할 수 있는 것이다. 이와 동시에 해당 수치 값들은 중앙 제어실로 전송돼, PROFIBUS DP 기반의 원격 진단을 통해 개별 취수 펌프장을 제어하게 된다.

비교적 작은 펌프 드라이브의 경우 고전적인 스타-델타 회로가 선호되며, 지멘스가 개발한 3RT 접촉기가 여기에 투입됐다. 여기서도 이들 장치의 안전 여력이 기존에 출시된 여타 제품에 비해 한층 더 뛰어나기 때문이다. 또한 특정 응용분야의 경우, 높은 빈도의 스위치 개폐에도 접촉부가 녹아붙지 않는 장점을 보여 접촉기의 특별한 품질을 입증했다.

취수 펌프장의 단락이나 과부하 보호는 지멘스가 개발한 Sentron 3VL 몰드케이스 차단기가 담당한다. 이들 차단기는 16 내지 1,600A 전력범위용으로 출시된 제품으로, 최대 100kA의 단락 전류를 차단할 수 있다. 따라서 제품의 품질이 최상의 기대치에 부응하는 셈이다. 리마 상수처리장 확장 및 현대화를 위한 Liwa 프로젝트 범위에 포함된 취수장 설비공사를 위해, 지멘스는 일체의 드라이브 및 제어 테크놀로지를 공급했다. 신뢰성이 확보된 기존의 안정적인 스위칭 기술 적용에 역점을 두는 것은 시설계획에서 결정적인 측면이라 하겠다. 이는 현장 정비 요원의 유지보수 부담을 덜어주는 동시에, 간편한 예비부품 재고관리를 위한 기반을 구축한다.

펌프 제어기능은 모든 설비의 기능 및 진단의 핵심으로, 지능형 소프트스타터 테크놀로지를 적용해 구현됐다. 이는 운영 인원의 시스템 원격 제어 및 진단을 용이하게 한다. 종국적으로, 현대화된 취수 펌프장은 연간 2.1%에 달하는 페루 수도의 인구증가율을 감안할 때 도시의 식수공급 측면에서 특히 엄청난 과제와 수준 높은 기대치를 충족해야 한다.

고사양 소프트스타터

Sirius 3RW44가 공칭속도에 도달할 경우 내장된 기계식 접촉기의 접점을 닫는 점은 펌프 모터의 에너지 및 열 밸런스 관점에서 흥미로운 측면이다. 이러한 우회장치는 이후에 사이리스터로 전류가 흐르는 것을 방지해 전력손실을 사전에 차단한다. 또한 이 장치는 인사이드-델타 회로 옵션을 내장해, 제품 규격 측면에서도 절약 가능성을 실현할 수 있다. 다시 말해, 삼상 비동기식 모터 제품들은 연쇄 요소(0.58×INom)만큼 감소된 전류부하만 부담하면 그만이기 때문이다. 이는 동일한 정격 전력에 보다 작은 규격에 저렴한 비용의 제품을 선택할 수 있는 장점을 내포하는 셈이다. 단지 3개 대신 6개 회선을 라우팅하는 추가비용만 부담하면 그만이다. 하지만 이들 회선은 직경이 훨씬 작기 때문에 배선이 보다 손쉽게 해결된다.

고사양 응용기기용으로 개발된 소프트스타터 제품들은 과부하 보호기능을 표준사양으로 장치에 내장하고 있어, 별도의 모터 보호 과부하 릴레이에 부착 소요되는 비용을 절약해준다. 한편 과전류 방지를 위한 추가적인 보호기능을 위해, 고속 Sitor 반도체 퓨즈를 상단에 설치할 수 있다.

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