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전력산업을 바꿀 퀀텀점프 테크(3)Eco-Design 154kV 저손실 변압기개발, 전력기기 친환경 주도
전력기기친환경주도…PEI 지수 99.639% 목표
세계 최고 수준 손실저감 기술 개발 중
유희덕 기자    작성 : 2020년 03월 19일(목) 11:50    게시 : 2020년 03월 20일(금) 10:25
완성 조립품.
전력설비에도 친환경 바람이 빠르게 불고 있다. 2015년 발표된 신기후체제(파리협정)와 EU를 중심으로 전력기기도 효율과 환경기준이 규격에 반영되면서 국내도 친환경 전력기기 개발을 통해 관련 산업의 턴 어라운드가 빠르게 진행되고 있다.
한전 전력연구원이 개발한 ‘Eco-Design 154kV 저손실 변압기’는 이런 맥락에서 개발됐다고 보면 된다. 전력연구원은 친환경 변압기의 개발 효과를 극대화하기 위해 현재 설치 수량이 가장 많은 154kV급 변압기로 선정하고, PEI 지수 99.639% 달성을 효율 목표로 세계 최고 수준의 손실저감 기술을 개발 중이다.
이를 위해 전력용 변압기의 철심을 기존 일반 규소강판에서 자구미세화 규소강판으로 변경했으며, 철심을 Step-lap 방식으로 적층해 철손 사용을 줄였다.
또 광섬유 온도센서를 사용해 변압기의‘Hot-Spot 온도센싱’ 기술을 새로 적용, 이를 통해 향후 전력용 변압기의 열화수명 및 변압기 수명평가의 기반을 구축했다.
전력연구원이 개발한 ECO 1단계 변압기는 2019년 2월 이후 발주분부터 전사로 확대 적용하고 있으며, 이를 통해 기존대비 연간 2500만원(대당)의 손실비용 절감을 기대하고 있다.
최종 목표인 ECO 2단계 저손실 변압기는 2020년 7월까지 개발을 완료하고 2021년 이후 전 사업장으로 확대 적용할 계획이다. 현장에 적용되면 연간 손실금액 3700만원(대당)의 손실비용 절감을 기대할 수 있으며, 국내 운전 중인 154kV 변압기 약 2400대에 모두 적용되면 연간 884억원의 손실비용 절감과 42만8000t의 이산화탄소 발생량 감소를 기대할 수 있다.

◆친환경 기술로 안정적인 전력공급 가능
변전설비 예방진단 기술과 친환경 전력기기 개발은 안정적인 전력공급과 더불어 온실가스 저감 측면에서 눈에 보이는 성과뿐만 아니라 국가 경제와 국내외 환경보호에 크게 영향을 미친다.
향후 2~3년 내에 전력연구원의 ▲변전소 종합예방진단 시스템 ▲분로리액터 개폐용 차단기 ▲Eco II 단계 저손실 변압기 ▲Eco GIS 등 기술 개발 성과가 전사에 확대 적용되면, 고장 예방을 통한 공급 신뢰도 향상, 손실비용 감소, 온실가스 저감 등의 효과가 피부에 와닿을 것으로 예상된다.
전력연구원은 신규개발 설비의 성능을 확인할 수 있는 인프라인 변전설비 실증시험장을 2021년 구축해 국내 전력설비 기술력 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

◆실증시험장 구축 통해 미래 기술개발 앞장
전력연구원은 GIS, 변압기 등 노후 변전설비가 증가하고 사회적 파급효과가 큰 고장으로 인해 실증 요구와 신기술 적용 변전설비에 대한 개발수요가 지속적으로 발생할 것으로 예상된다. 이에 따라 변전설비 신뢰성 시험과 신기술 개발 등을 통해 변전설비 신뢰도를 높임으로써 ‘안정성, 효율성, 경제성’에 기반한 설비 운영을 목표로 연구 개발을 진행하고 있다.
전력설비에 대한 신뢰를 높이고 신제품의 개발에 대한 기술력 확보를 위해 구축하고 있는 곳이 실증시험장이다. 이곳에선 ▲장기 신뢰성 시험 ▲고장재현시험 ▲신기기 성능검증 신기술 개발 ▲예방진단시스템 시적용 및 성능향상 기술 개발 ▲고장 분석 및 대책 수립 등 실증시험 및 기술 개발이 이뤄진다.
실증시험장은 245kV 실증기기를 활용한 154kV 변전기기의 장기신뢰성 평가와 154kV급의 디지털 변전 및 예방진단시스템 실증, 23kV 변전배전 기기의 장기신뢰성 시험을 중심으로 최적 설계한 공사가 진행 중이다.
실증시험장 구축 및 실증시험 기술 개발이 완료되는 2021년부터는 변전기기의 신뢰성 향상은 물론 관련 제조, 시공업체의 기술력 향상에도 큰 도움이 될 전망이다.

용어설명 : PEI 지수(Peak Eficiency Index) : 피크효율지수, 변압기 전부하 효율을 부하손과 무부하손의 곱의 형태로 계산하는 새로운 효율 표시 방식


유희덕 기자 yuhd@electimes.com        유희덕 기자의 다른 기사 보기

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