배전기자재 품질향상워크숍 지상중계

배전기자재 품질향상워크숍 지상중계한전, 중전기업체 대상 품질.하자관리 강화대책 제시

한전은 8일 전력연구원 대강당에서 배전기자재품질향상워크숍을 개최했다.

작년에 이어 두 번째로 열리는 이번 워크숍에서는 주요 구매 자재에 대한 품질 및 하자관리 대책들이 제시돼, 400여명의 중전기업체 관계자들이 대강당을 가득 채울 정도 비상한 관심을 모았다.

최원수 한전 배전처장이 배전기자재 품질향상 워크숍 개회사를 통해, 중전기 품질향상의 중요성을 강조하고 있다.

이번 워크숍에서는 기자재 납품업체에 대한 품질관리 강화 방침이란 규제적인 측면과 함께 중소기업에 대한 각종 지원 방침도 함께 제시됐다.

이번 워크숍의 대상 품목은 변압기, 개폐기, 전력량계, 전선 등 한전의 4개 핵심 구매 기자재였다. 4개 품목별로 ▲국내외 기술개발 동향 ▲납품검사현황 및 품질향상방안 ▲기자재 품질개선 우수사례  등 3개 주제로 발표됐다.

또 이에 앞서 한전은 전체 기자재를 대상으로 한 ‘배전 기자재 품질향상 추진방안’을 발표, 주목을 끌었다.

이번에 발표된 주요 내용을 정리했다.

■ 배전기자재 품질향상 추진방안 <한전 배전품질팀 정낙헌 과장>

 

배전기자재 품질관리는 ▲상시품질관리 활동 강화 ▲품질향상을 위한 제도 마련 ▲지입 자재 품질관리 ▲ERP 품질관리 시스템 구축 등 4개 축으로 진행된다.

품질관리 세부 추진내용으로는, 상시 품질관리활동 강화의 기본 방향은 상시품질모니터링 결과를 품질등급제, 성능확인시험, 수시점검대상 선정에 반영하는 것이다.

품질등급제는 지난 3월부터 시행하고 있는데 품목별, 업체별로 각각 3개 등급으로 구분해 등급에 따라 차등 관리하는 제도다. 이를 통해 기자재관련 정전건수를 20% 줄이는 효과를 거뒀다.

앞으로, 품질등급제와 연계해 내년 중에 품질미흡등급업체는 의무적으로 싱글PPM 품질혁신교육을 수강토록 예정이다.

이와 관련 한전은 지난 7월 중소기업청, 대한상공회의소, 법무부와 공동으로 싱글PPM 품질혁신 지원사업 협약을 체결했다.

95, 94년부터 각각 실시하고 있는 성능확인시험과 수시점검도 지속적으로 시행할 것이다.

또 지난 10월부터 시행중인 ERP 품질관리 시스템을 활용해 품질협업 시스템을 확대 운영해 나갈 계획이다. 특히 품질 미흡업체 진단지도 대상 선정 및 공급업체 평가에 이를 적극 반영할 계획이다.

또, 배전기자재 하자처리 정확도 향상 및 Call-Back제도 확대적용을 위한 사전조치로서 구매오더번호관리를 시행, 기자재 추적성을 확보할 계획이다. 번호는 주문번호 10자리와 품목번호 5자리 등 15자리로 구성되며 이 제도는 내년 3,4월경 적용할 예정이다.

또 내년 하반기 중에 확대 적용하는 Call-Back제도와 관련, 대상기자재를 현수애자, 계기류에서 구매오더번호 적용 33개 품목으로 확대할 방침이다. 또 하자기간내 일정 누적기준 하자율 초과시 콜백하던 것을 Lot(1회 납품수량)당 누적기준 하자율 초과시 콜백하는 것으로 기간과 기준을 확대할 예정이다.

또, 지난 10월 개정된 하자관리지침에 따라 하자처리 부서간 업무를 명확히 해 나갈 방침이다. 이 지침과 관련, 15일 이내 하자확인 불응시 하자인정으로 간주하는 조항이 신설됐다.

또 변압기, 개폐기 등 주요 배전기자재 5개 그룹별로 구성된 품질향상실무협의회도 지속 운영할 예정이다.

또 배전용 변압기에 대한 효율평가 구매제도를 내년부터 도입할 예정이다. 변압기 단체수의계약 만료에 대비해 가격 이외에 철손, 동손 등 에너지 절감 비용을 고려한 구매제도를 도입한다는 것이다. 
 

 

■ 전력량계 기술발전 방향 <한전 전력연구원 김의열 과장>

우리나라에는 작년말 현재 저압 전력량계 1678만5008대(기계식 99.2%, 전자식 0.8%)와 고압 전력량계 12만6381대(기계식 0.8%, 전자식 99.2%)가 부설되어 있다.

관련 규격을 보면, 산자부가 국제기준에 적합하도록 전자파영향을 강화한 기술기준을 2004년 공포했으며 국제 추세에 맞춰 EMC에 대한 내성을 강화하고자 KS규격을 IEC 기준으로 전환하고 있다. 한전은 지난해 전자식전력량계 규격을 표준화한 바 있다.

전력량계 시장규모를 보면, 세계 계량기 총수는 약 20억대며 이 가운데 자동식 전자계량기는 12.5%정도을 점하며 연간 3.7%의 성장률을 보이고 있다.

국내 전력량계 시장은 두가지로 구분된다. 첫째 한전 및 발전회사 등 전력공급사와 고객간의 거래용 전력량계의 시장규모가 연간 신규 90~100만대, 수리 재검정 약 100만대 수준이다. 둘째, 아파트 등 개별 전력요금 부과용 전력량계(민수시장)이 연간 약 50만대로 추정된다.

전력량계의 신기술 동향을 보면, 먼저 Smart Meter(지능형 전력량계)가 늘어날 전망이다. 이 계기는 테이터의 계량, 저장기능을 이용해 다양한 요금제 구현과 원경망을 이용한 정보 제공이 가능하다. 스마트미터는 앞으로 에너지절감정책과 전력공급자측의 운영효율 향상을 위해 필요성이 더욱 부각되는 한편 전기요금을 다양하게 조정할 수 있어 수요자의 요구를 효율적으로 반영할 수 있을 것으로 기대된다. 또 고객에게는 사용정보를 즉각 획득할 수 있다.

또 선불형 전력량계 보급도 확대될 전망이다.

전자식전력량계를 활용한 고장관리도 상용화될 것이다. 현재의 배전자동화시스템은 고장구간을 알수 있지만 정확한 고장점을 파악하기는 불가능하다.

또 전력량계의 청구 및 보급절차, 창고관리에 전자태그(RFID)가 한층 적용될 전망이다.

전력량계의 발전방향을 단계적으로 보면, 지금까지는 계량기술 선진화(전자식 도입), 규격표준화(H/W 및 S/W 단일화), 품질향상(신뢰성 내구성 향상)으로 진행됐지만 앞으로는 수익과 서비스를 증대하는 부가가치창출 방향으로 옮아갈 전망이다.

전자식전력량계 부가기능 사례로는 탄력적 요금제 시행, 전자식S/W 기능의 원격제어, 수요관리 기능, 전력사용이력 데이터 취득, 누진요금제 경보신호, 전력품질 모니터링, 다중전원 종합계량 기능, 비기술적손실 정보제공 등을 들 수 있다.

이와함께 제품 신뢰도 향상을 위해 한전 전력연구원에 실증시험장을 내년중에 구축할 예정이며, 이를 통해 사전 성능평가와 사후품질관리를 철저히 할 계획이다.

 

 

■ 개폐기 납품검사 현황 및 품질향상 대책 <한전 품질검사소 이상헌 과장>

배전선로에 설치된 개폐기 운전현황을 보면, 10월말 현재 가공개폐기가 8만7979대로 70%를 점유하고 있으며 수동형지상개폐기가 3만979대로 24%, 자동형지상개폐기가 3069대로 2%, 리크로져가 5166대로 4%, 다회로차단기가 436대로 0.3%를 점유하고 있다.

개폐기에 대한 연도별 시험검사 불합격률을 보면, 2003년 2.6%, 2004년 4.2%, 2005년 2.8%에서 2006년 1~9월에는 1.2%를 기록했다. 또 불합격 건수로는 2003년 9건(전체 시험건수 351건), 2004년 14건(332), 2005년 8건(288), 2006년 1~9월 4건(346)으로 나타났다. 2006년 9월 기준으로 3개년 평균(10.3건)에 비해 21% 감소한 실적이다.

불합격 유형을 보면, 가공개폐기는 압력저하표시, 상용주파 내전압 시험에서 전체의 60%를 점유했다. 항목별로는 압력저하 표시 36%, 구조외관 16%, 상용주파 내전압시험 12%, 가스방출동작시험 8%, 수량부족 8%, 충격내전압시험 4%, 가스누설 4%, 개폐동작시험 12% 등으로 나타났다.

연도별로는 2003년에 5건, 2004년 12건, 2005년 5건, 2006년 1~9월 3건이 발생했다.

전반적으로 가공개폐기의 품질이 크게 향상되었으나, 불합격 유형을 볼 때 제조업체의 지속적인 공정 및 품질관리가 요구된다. 

지상개폐기는 구조외관 및 부분방전시험 불합격이 전체의 73%를 차지했다. 구조외관이 46%, 부분방전 27%, 가스방출동작 9%, 가스누설 9%, 수량부족 9% 등이었다.

연도별로는 2003년이 4건, 2004년 3건, 2005년 3건, 2006년1~9월 1건이 발생했다.

2002년 구조 및 외관 13건, 상용주파내전압 3건, 충격내전압 2건 등 과거 개발 승인도면 불일치 등의 사요로 인한 불합격건이 다수 발생했으나 현재는 전반적으로 품질이 크게 향상되었다.

이와함께, 납품시험검사 불합격 원인을 분석하면, 첫째 제조업체의 제작공정 및 품질관리가 소홀한 점을 지적할 수 있다. 외관 및 구조의 불량원인 대부분이 제작시 공정관리가 미흡하기 때문에 발생한다. 당초 제조업체별로 승인된 제작도면 불일치 건도 다수 발생했다.

둘째, 저급 원자재를 사용하거나 일부 부품의 수입검사가 부적절한 것도 지적된다. 원자재 특성 미달 및 업체 자체 수입품 성능검증 시스템이 미흡하다. 규정된 전기특성 불만족 및 일부 부품의 동작 결함이 나타나고 있다.

셋째, 제조업체간 부품호환이 곤란할 정도로 기술정보 공유가 미흡한 것도 문제다. 일부 부품의 성능검증 미흡에 따른 기술적 노하우가 미흡하며 제조업체간 기술정보 공유를 위한 공감대 마인드가 부족한 실정이다.

이를 해결하기 위해서는 먼저, 기자재 제작 공정관리 및 완제품 품질관리가 철저해야 한다. 일부 부품에 대한 자체 수입검사 등 품질관리 마인드를 높여야 한다. 둘째, 부품 호환사용 및 개발 승인도면 변경시 절차를 준수해야 한다. 승인도면 설계변경시 사전 검토 및 재인정시험에 절처를 기해야 한다. 셋째, 불합리한 검수시험 항목 개정 등 구매규격 개선에 함께 나섬으로써 납품자재 시험업무 과다로 인한 품질저하 요인을 사전에 제거해야 한다.

넷째, 주기인정시험 적기 시행은 물론 성능확인검사에 적극 협조해 줄 것을 당부한다. 공인기관 시험일수를 감안해 납품 검사일정에 차질이 없도록 사전에 예방해야 한다.

 

 

■ 알루미늄 평각선 주상변압기 개발 <KP일렉트릭 정원창 상무.연구소장>

 

알루미늄 평각선 주상변압기는 알루미늄 환선을 권선작업 직전에 평각선으로 변환해 권선하는 것이 특징이다. 이를 통해 도체 점적율을 높여 권선의 콤팩트화를 실현했다. 또 단락기계력에 대한 내력증대 및 권선의 냉각 효과를 증대했다.

즉, 변압기 권선으로 현행 구리(동) 환선을 사용하던 것으로 알루미늄으로 교체하고, 이와 함께 도전률 저하를 보완하기 위해 알루미늄의 두께를 높이는 대신 알루미늄 환선을 평각선 형태로 변형함으로써 권선 사이를 최소화해 전체 권선 부피를 동일하게 유지했다는 것이다.

이번 개발은 변압기 소재의 국제적 가격 상승 때문이 배경이 됐다. 변압기 재료비 가운데 구리가 차지하는 비율은 44.8%며 최근 3년간 국제 구리 값이 146.0%나 상승했다.

미국, 일본 등 선진국에서도 1,2차 도체를 알루미늄으로 사용하는 주상변압기를 생산하고 있다.

이번 신개발품은 주상변압기의 가격경쟁력을 한층 높일 것이다.

이 제품은 지난 6, 9월 2건의 특허를 출원했으며 지난 9월 15일 ‘1Φ 100kVA’급 1대에 대한 한국전기연구원 개발시험을 완료했다. 또 현재 육군 00부대에 설치돼 운전중이다.

개발품은 국내 최초로 알루미늄도체를 사용한 주상변압기란 점에서 신규성을, 주상·일반·유입 변압기 적용이 가능하다는 점에서 현장적용성을, 변압기 권선부피에 변화가 없다는 점에서 진보성을 각각 획득하고 있다.

이와 관련, 알루미늄의 도전율은 구리의 60% 수준이다. 낮은 도전율로 인해 도체단면적 증가가 불가피하며 이에 따라 체적 증가 요인이 발생한다. 이를 평간선 구조로 보완한다는 것이 기술적 핵심이다.

5.0Φ급을 기준으로 했을 때 동환선은 전체면적 100㎟, 도체면적 78.5㎟, 손실공간 21.5㎟, 도체점적율 78.5%인데 반해, 알루미늄 평각선은 전체면적 84㎟, 도체면적 78.5㎟, 손실공간 5.5㎟, 도체점적율 93.4%이다.

개발과정을 보면, 먼저 알루미늄 평각선으로 변형 가능한 알루미늄 환선을 소재업체와 공동개발했으며 이어 권선시 평각선으로 변형가능한 권선기를 권선기제조업체와 공동개발한데 이어 최종적으로 케이피일렉트릭이 이를 이용해 저가의 콤팩트형 주상변압기를 개발했다.

이번 신제품에 대한 전기연구원 시험 결과(단상 1000kVA 기준)를 보면, 효율이 98.69%로서 기존 제품의 98.74%과 비슷한 수준을 유지했다. 특히 무부하손실은 196W로 기존 제품의 204W보다 좋았다.

이와 함께 평각선 변환 권선기는 주상변압기 뿐 아니라 구리 환선을 알루미늄 평각선으로 대체해 적용할 수 있는 분야에 폭넓게 활용할 수 있다.

이 제품은 기술적 파급효과도 크다.

절연지 표면에 닿은 면적을 증가시킴으로서 단락 기계력에 대한 내력을 높일 수 있다. 또 권선 내부의 순환덕트로 흐르는 냉각오일과 접촉면적이 증가함으로써 환선과 비교할 경우 약 1.2℃의 냉각효과가 있다. 또 중간절연지와 도체의 접촉이 면접촉이기 때문에 중간절연효과 증가로 인해 중간절연지의 매수를 줄일 수 있다.

이와 함께 경제적 파급효과도 크다.

변압기 전체 재료비의 10%를 줄일 수 있다. 한전 주상변압기 구매액으로 환산하면 연간 약 150억원의 예산 절감이 기대된다.

주상변압기는 물론 일반 배전변압기 생산에 활용할 수 있으며 실제 유입배전변압기 1차, 2차 도체로 적용, 양산중이다.

이 제품은 ‘콤팩트 경량 변압기’란 이름으로 6월 특허를 출원했다. 이 특허는 알루미늄 환선을 권선기에서 권선작업 직전에 타원형 또는 평각선으로 변환해 권선작업을 수행하는 것이다.

또 ‘원형 알루미늄 코일의 각형 압연 권선장치 및 이 장치에 의해 제조된 콤팩트형 경량 변압기’란 이름으로 9월 특허를 출원했다.