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ⓒ 양은아

 

여러분, 길을 걸으실 때 이렇게 생긴 배전스테이션을 흔히 볼 수 있으셨죠? 그동안 인도에 설치되어 있던 이 회색 배전스테이션은 우리의 전력을 책임지지만, 길을 막거나 좁히는 장애물로도 인식됐습니다. 자동차가 이 배전스테이션에 들이받으며 잠깐의 정전사태가 벌어지기도 했고요.

 

이러한 문제를 해결하기 위해서는 지상의 대형 배전스테이션과 콤팩트 배전스테이션(CDS)에 기기를 모두 함께 설치해 공간을 마련하는 방법과 대도심지에서 지상 혹은 지하 건물에 기기를 설치하는 방법과 같은 다양한 대안들이 제시되었습니다. 그러나 설치비용이 20억 원이 넘어 부담이 있기도 하고, 적절한 건물을 찾아 확보하는 것도 어렵다는 단점이 있었죠. 그래서 떠오른 또 하나의 방법은 기기를 아예 지하로 옮기는 것이었습니다!

 

한국전력의 U-CDS

ⓒ 양은아

 

이 방법의 실현을 위해서 한국전력은 U-CDS라는 기술을 사용해왔습니다. U-CDS란, 지하형 콤팩트 배전스테이션(Underground Compact Distribution Substation)을 말하는데요. 본래의 콤팩트 배전스테이션(CDS)이 지하로 들어갔다고 생각하면 쉽습니다. 이는 기존의 보도 위에 설치된 지상기기들을 공유지, 녹지를 활용해 다양한 설치방식을 이용하는 기술로 해외에서도 도심지를 중심으로 이미 활발히 적용되어 있습니다. 그런데 기존의 U-CDS 시스템은 지상기기 시스템을 지중화하는 목적으로 개발되었기 때문에 향후 미래 신배전시스템에 확대 적용하기에는 한계가 있었어요.

 

현재 본사에서 추진하고 있는 미래 배전계통은 RMU(Ring Main Unit) 방식의 배전스테이션인데요. 이는 땅속 구간에 설치되어 최적의 설계를 통해 소형화를 실현한 유럽형 다회로 차단기를 말해요. 이러한 Ring 계통 구성은 기존 개폐기에 다수의 소량 변압기를 설치하는 방식과 달리 대용량 변압기에 각기 다른 차단장치를 설치하는 방식을 사용합니다. 이로써 다수의 변압기 설치로 인해 복잡했던 계통이 단순화되고 변압기 선로의 신뢰도도 높일 수 있죠.

 

그러나 이 배전스테이션을 위해서는 기존의 U-CDS에 비해 여러 조건들이 새로 필요했어요. 우선, 기존 1000kVA로 운영되는 U-CDS에서 더 나아가 계통 방식에 따라 최대 2000kVA 수준까지의 변압기가 운영되어야 합니다. 또한 RMU, 통신설비와 같은 설비들을 설치할 수 있도록 앞으로 개선될 모델에 대한 새로운 설계기준과 규격, 그리고 성능기준이 수립되어야 하죠. 이에 한전은 기존의 U-CDS에서 더 발전한, 미래 배전시스템에 적용할 수 있는 새로운 모델인 ‘신배전시스템 적용 U-CDS’ 표준모델 개발에 착수했답니다!

 

신배전시스템 적용 U-CDS

© 전력연구원

 

한전의 신배전시스템 적용 U-CDS는 내부 구성요소를 개발하는 기술로 지중형 기기의 성능을 향상시킵니다. 우선, 내부에 기존 설비를 사용한 U-CDS와 달리 새로 개발될 신배전시스템 적용 U-CDS는 신배전 계통의 기기를 적용하며, 내부의 단말장치도 통합되거나 더 작아질 계획입니다. 배전스테이션의 크기 자체도 기존의 소형(1000kVA) U-CDS에서 더 나아가 콤팩트, 소형, 중형 이렇게 다양해질 예정이고요.

 

이렇게 다양화되는 크기만큼 설치할 입지의 상황을 고려해 조건별로 구조물의 형상을 달리할 수 있는데요. 이로써 투박하던 외함을 좀 더 미학적으로 설계할 계획입니다. 또한, 지하로 들어가는 기기인 만큼 차량 및 지진하중을 견디는 동시에 변압기의 가장 중요한 성능 중 하나인 배열성능을 확보할 수 있도록 더 콤팩트하고 경량화된 기술을 개발하고 있습니다.

 

그리고 새로 만들어지는 기기인 만큼, 좀 더 스마트하면 정말 좋겠죠? 신배전시스템 적용 U-CDS에는 로컬 인텔리전스 시스템에 의해 기기를 제어하는 기능이 도입될 계획입니다. 이로써 고‧저압이 흐르는 배전스테이션의 설비 및 주변 환경을 더 정확히 감시하고, 그에 대한 정보능력을 지원할 수 있습니다. 또한, 지중용 배전기기와 설비의 최적인 설계를 이끌어내고 미래 전력기기 개발에 있어서도 새로운 기준이 될 수 있답니다.

 

그렇다면, 이렇게 발전된 새로운 U-CDS를 완벽히 옮기고 효율적으로 관리하는 것 또한 무엇보다 중요할 텐데요. 이를 위해 한국전력은 이 신배전시스템 적용 U-CDS에 차량으로 배전스테이션을 운반한 후, 당일 시공이 가능하도록 하는 시공기술을 개발해 적용할 예정입니다. 작업환경에 있어서는 새로운 U-CDS에 적합한 작업자 안전기준 및 규격을 개발해 수행하도록 함으로써 더욱 안전하게 관리해 나갈 수 있고요. 이처럼 더욱 발전된 기능과 설비가 적용되는 만큼 이용 효율성과 안정성이 보장되고, 수명 사이클이 크게 향상되어 그에 대한 비용 또한 훨씬 줄어든답니다.

 

이렇듯 지상기기 Zero화를 이끌어갈 ‘신배전시스템 적용 U-CDS’ 모델은 앞으로 전력기기 분야에 있어 많은 과제를 해결해 줄 뿐만 아니라 새로운 리더가 될 수도 있을 것으로 예상되는데요. 지상기기 Zero의 우리 도심, 이제 정말 머지않았습니다!

 

 

 


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