SF6 대체한 친환경 전력기자재 개발 박차

‘친환경’은 사실 전력기자재를 운영하는 한전 입장에서 부담일 수밖에 없는 이슈다.

환경 친화적인 전력기기 개발은 그만큼 많은 예산과 시간을 필요로 하기 때문이다.

대표적인 온실가스인 SF6의 경우만 해도 뛰어난 절연성능과 차단능력으로 30여년 넘게 주요 전력기자재의 절연매질 가스로 활용돼 왔다.

그러나 최근 지구온난화 문제로 대체가스 도입 필요성이 제기되면서 관련연구가 활발히 진행 중이다.

이에 한전도 우리나라의 온실가스 감축목표에 맞춰 SF6를 대신할 수 있는 친환경 전력기자재 개발에 투자를 아끼지 않고 있다.

대표적인 예가 바로 친환경 가스절연 개폐기·차단기다. SF6대신 드라이에어 등 친환경가스를 활용하는 이들 제품은 다양한 IoT센서를 탑재해 온라인 감시도 가능하다.

배전급 개폐기의 경우 현재 비츠로테크(가공용)와 인텍전기전자(지상용)가 각각 제품을 개발하고 있다.

지하매립형 지중기기도 기존 지중기기의 설치방식 한계를 극복하고, 환경 친화적인 설비로 변화하기 위해 개발되고 있다.

‘지하매입형 에폭시절연 다회로 차단기’의 경우 4회로(1·2차단형), 3회로(1·2차단형) 등 4개 품목이 개발되며, 인공지능 스마트 LV 절체시스템은 지하매입형 기기와 세트를 이뤄 공급용량 내 중요부하 순위에 따라 자동으로 절체 하는 기능을 수행한다.

미세먼지 정화기능 부착 전력기자재는 최근 대기오염이 확산되면서 관심을 끌고 있는 것으로, 한전은 전주 표면이나 지상기기 외함 등에 부착해 공기정화와 전력생산을 동시에 할 수 있는 전력기자재 개발을 장기과제로 추진하고 있다.

이 외에 나노소재 코어 무손실 변압기는 와전류 손실저감이 가능한 나노결정형 연자성 신소재코어를 적용해 비용절감과 전력공급 효율성을 높일 수 있는 제품이다.

또 용량 증대 신케이블은 동일직경 대비 저항이 20% 적고, 인장력이 향상된 신소재를 적용해 송전용량과 손실감소를 개선한 제품이다.

전력량 자동조절 변압기는 변압기 전력량 조절기술(CVR)을 도입해 과부하에 도달하면 전압을 자동으로 조정, 과부하를 해소하고 운영자에 통보할 수 있는 기술이다.

셀프 ‘에너지 하베스팅’ 전력기자재는 태양에너지, 인체의 운동에너지 등 버려지는 에너지를 전기에너지로 재활용하는 ‘에너지 하베스팅’ 기술을 활용, 설비진동, 압력 등 물리적 현상을 이용한 자체 발전으로 IoT센서, 기기전원 가동용 전력을 생산할 수 있다.

배전기자재에 광전, 압전, 열전소자를 결합해 전선의 진동이나 태양광·열에너지 등을 수집, 전력을 생산하는 식이다.

전력기술이 발전하면서 주요 기능이 결합된 새로운 형태의 복합기능 배전기기도 탄생할 전망이다.

한전은 개폐기능뿐만 아니라 피뢰기능, 변압기능, 필터기능, 센싱기능, 제어기능, 통신기능 등이 결합된 배전용 온라인 복합기를 중기과제로 추진할 예정이다. 전력전자소자의 기술발전 등을 통해 소형화·통합화가 가능하다는 게 한전 판단이다.

기존 폭발형 COS의 차단성능, 작업성 등을 획기적으로 개선한 밀폐형 스위치 타입 COS도 개발된다. 이 제품은 고속도 차단(0.5사이클)에 퓨즈교환이 불필요하고, 3상 동시개방이 가능한 제품이다.

복합소호형 콤팩트 개폐기는 기존 SF6 소호방식의 환경·물리적 제약을 해소하기 위해 개발하는 것으로, 차단 시 발생한 열에 의한 압력으로 아크소호가 발생하면 복합소호(압력, 가스절연)와 분사 가스량 감소로 기기소형화를 실현할 수 있다.

회로확장이 가능한 모듈형 배전기기는 모듈형 개폐기를 통해 혼잡 장주를 해소하고, 설비운영의 효율성을 높일 것으로 전망되며, 멀티 용량 변압기는 부하상황에 따라 자동으로 운전모드(저부하, 중부하, 고부하)를 변경해 변압기 고장예방과 수명을 연장할 수 있는 기술이다.