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한국전력 전기사랑기자단 워크숍,

국내 유일 제주도 HVDC를 찾아서!





한국전력공사 전기사랑기자단 4기가 지난 629~30일까지 제주도로 워크숍을 다녀왔습니다. 제주도에서 한전과 관련된 시설들을 방문해 유익한 현장교육을 받을 수 있었는데요. 그중에서도 전기사랑기자단이 방문한 서제주 HVDC 변환소를 소개하고자 합니다!


▲다들 이렇게 진지하게 서제주 HVDC에 대한 설명을 들었습니다~ 

 

HVDC란 무엇인가?

 

▲서제주 HVDC 전경의 축소 모형이 있어서 더 쉽고 재미있게 설명을 들을 수 있었어요!


‘HVDC’‘High-Voltage Direct Current’의 약자입니다. 직역하면 고압직류송전이라는 뜻이죠. 고압직류송전은 발전소에서 생산된 교류전력을 직류로 변환해 필요한 곳까지 송전한 뒤에, 다시 교류로 바꾸어 수요자에게 공급하는 방식입니다.

 

일반적으로 우리나라는 송전 방식으로 교류송전을 채택하고 있습니다. 직류와 달리 교류는 변압기를 통한 승압 및 강압이 용이하기 때문입니다. 우리나라에서는 제주도부터 해남까지는 유일하게 고압직류송전을 사용하고 있는데요. 그 이유는 무엇일까요?

 

교류송전과 직류송전의 차이


▲창을 통해 HVDC 내부를 확인할 수 있었습니다!

 

우선 교류송전과 직류송전의 차이점에 주목할 필요가 있습니다. 이 두 가지 송전방식은 100년 전 에디슨과 테슬라의 논쟁으로부터 시작했을 정도로 역사가 매우 깊습니다.

 

교류송전의 대표적인 장점은 변압기를 통한 승-강압이 용이하고, 단거리 송전의 경우 투자비가 적게 든다는 것입니다. 단점은 장거리 송전 시에 무효전력 보상장치가 필요하고, 주파수가 다른 계통끼리 연결이 불가능하며, *페란티 현상이 발생한다는 것이죠.

 

*페란티 현상 : 수전단의 전압이 송전단보다 높아지는 현상으로 무부하(부하가 걸리지 않은 상태)나 경부하(작은 부하)시 선로의 정전용량에 의해 발생

 

직류송전의 경우 장점은 송전효율이 좋고, 안정도가 뛰어나며, 다른 주파수 교류계통간의 연결이 가능하다는 것입니다. 하지만 교류처럼 전류의 영점이 없으므로 직류 전류차단이 어렵고, 직류변환 후 승압 및 강압이 곤란합니다. 또 인버터 및 컨버터, 무효전력 공급 장치 등의 설치가 필요하며, 유지보수 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다.

 

HVDC 송전방식을 채택하게 된 이유


교류송전을 채택하는 이유는 전압의 승-강압이 용이하고, 비용 측면에서도 직류송전보다 낫기 때문입니다. 교류송전은 일반 가정에서 사용되는 전압이 220V이면, 전기의 손실을 줄이기 위해 전압을 높여서 송전하는 등의 이점이 있습니다. 직류송전에서는 전압 승-강압에 복잡한 기술이 필요하기에 대부분의 나라들이 지금도 교류송전을 채택하고 있는 것입니다.

 

하지만 장거리라면 어떨까요? 특히 해남에서 제주까지 바다 속을 지나는 경우 대지에 근접한 상태로 교류를 송전하게 되면 정전용량으로 인한 진상전류 (전압보다 위상이 앞서고 있는 전류) 문제가 발생하게 됩니다.

 

직류송전의 장점인 높은 송전효율과 안정도를 볼 때 ‘HVDC’ 기술은 대전력을 적은 손실로 장거리까지 송전할 수 있다는 장점을 가지고 있습니다. 물론 고압교류송전방식보다 초기 투자비가 크지만 장거리 송전일 겨우 경제성이 있기 때문에 해남-제주, 진도-제주 지역에서는 HVDC를 운영하고 있는 것입니다.

 

HVDC는 어떻게 해저를 통과하나요?


▲해저케이블의 실제 모습과 케이블 매설구간 단면도를 확인할 수 있었습니다.

 

2HVDC전남 진도군 임회면에서 제주시 해안동까지 설치되어 있습니다. 케이블 길이만 113km(해저 101km, 육지 12km)에 달하죠. 케이블 구간별 보호방식으로 진도연안 [매설 2m, U.P], 양식장 구간 [매설0.5m, W-Mat], 항로 구간 [매설 0.5m, A-Duct], 해협 구간 [매설3m], 해협(암반) 구간은 [Rock-berm], 제주 연안 [UP+Stoen-B] 등 다양한 매설방법을 이용해 각 구간을 연결하고 있습니다. 이런 매설방법은 바닥을 고르게 다져주기 때문에 해양 생태계에도 유익하다고 합니다.

 

이외에 케이블 감시 체계를 통해 진도 앞과 제주도 앞 30km는 각 변환소에서 레이더로 감시합니다. 추자도에서는 근방 60km를 레이더로 감시하죠. 또한 조업선박 및 순시선들이 매설된 케이블과 근접할 경우 경고하는 방식으로 보호하고 있습니다.


▲안전모가 잘 어울리는 전기사랑기자단이었습니다~


 하지만 HVDC 선로가 고장나면 어떻게 될까요? 이전의 HVDC는 고장 시에 큰 문제가 발생할 수 있었습니다. 하지만 20144월 이후로 상업운전 중인 제2 HVDC이중단국 도체귀로운전방식을 채택, 한 개의 케이블이 고장이 나도 양회선으로 운전이 가능하게 되었습니다. 또한 ESS(에너지 저장 시스템)와 PV(태양광), 풍력발전 시설이 잘 구비된 요즘에는 블랙아웃우려가 크지 않습니다.

 

그렇다고 하더라도 예상치 못한 경우를 대비해 실시간 모니터링과 더불어 적절한 전력소비 문화가 잘 조화를 이루어야 된다고 생각됩니다


전기사랑기자단이 보고 있는 것은?


▲바로 HVDC 옥외 설비! 비가 와서 자세히 볼 수 없는 것이 아쉬웠어요~

 

지금까지 HVDC에 관한 이야기를 해보았는데요. 워크숍에서 서제주 HVDC 관계자 분들이 잘 설명해 주신 덕분에 유익한 정보를 얻을 수 있다고 생각합니다


전기를 통해 육지와 제주도를 이어주고 있는 서제주 HVDC 변환소, 그리고 뛰어난 기술력으로 우리나라 구석구석에 전기를 공급하는 한전의 활약에 주목해 주세요!


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  • 보노보노 2017.07.13 10:36
    HVDC 기술이 정말 대단한것 같아요. 해남에서 제주까지 해저로 가다니~ 놀랍습니다. 저도 견학하고 싶어요!!!
  • 찹찹 2017.07.14 16:25
    고생하셨습니다~
  • 요쒜킷 2017.08.15 21:59
    유일한게 맞나요??
    진도에서 제주는 운영하고잇지 않은건가요??
    궁금해서 여쭤봅니다!ㅎㅎ
  • BlogIcon 한국전력 2017.08.16 11:22 신고
    기사에 써있듯이 해남-제주,진도-제주 운영하고 있습니다
  • 2018.04.29 17:29
    비밀댓글입니다

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