| 1. 배전설비 현황 |
| |
3사통합 당시의 배전설비는 공급능력을 상회하는 전력의 수요에 대비하기 위하여 고객의 중요도와 특성에 따라 공급대상별로 구분된 전용선과 주야간 공급용의 이른바 '특선' 및 야간에만 송전되는 일반선 등 여러 종류의 회선으로 구성되어 있었다. 이에 따라 주상변압기 및 저압선도 여러 단계로 설치되어 있어 복잡하고 기형적인 양상을 면치 못했다. 이렇듯 복잡한 배전설비와 절대공급량의 부족 때문에 빈번한 정전과 전압의 강하, 그리고 과다한 전력손실 등이 초래되었다.
1964년 4월 제한송전이 해제되면서 지금까지 제한송전에 따른 전용선, 특선 및 일반선 등 여러 단계의 배전선 망은 1루트 1회선 원칙으로 간소화되었다. 그리고 1965년 하반기에는 전등과 동력 공용방식이 채택되어 주상변압기와 일부 저압 배전선로도 정비되었다.
한편 1965년부터 농어촌전화사업이 본격적으로 추진됨에 따라 배전선로가 급속히 확장되었고, 3.3㎸ 배전전압으로는 늘어나는 수요를 감당할 수 없어 배전전압도 5.7㎸ 또는 6.6㎸로 승압되었다. 이렇게 1960년대 후반은 배전선로 정비, 저전압 보상, 손실감소 대책, 농어촌전화사업 등 배전업무가 가장 폭주한 시기이기도 했다.
<표 7-22> 배전설비 추이
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연도 l 구분 |
선로긍장(㎞) |
변압기 |
지지물 |
|
고압 |
저압 |
계 |
대수 |
용량(㎸A) |
기수 |
|
1961 |
5,478 |
3,694 |
9,171 |
52,967 |
649,491 |
182,198 |
|
1966 |
8,177 |
5,006 |
13,182 |
56,756 |
791,171 |
249,090 |
|
1971 |
18,985 |
12,703 |
31,688 |
80,127 |
1,753,030 |
521,066 |
|
1976 |
48,449 |
34,432 |
82,881 |
158,142 |
3,562,360 |
1,371,512 |
|
1981 |
72,943 |
56,259 |
129,201 |
228,345 |
7,508,528 |
2,141,551 |
|
1986 |
88,893 |
89,400 |
178,293 |
421,548 |
11,918,890 |
3,087,118 |
|
1991 |
113,208 |
130,493 |
243,701 |
669,175 |
21,522,863 |
4,198,152 |
|
1996 |
151,455 |
163,277 |
314,732 |
996,435 |
35,528,654 |
5,582,349 |
|
2000 |
170,691 |
180,573 |
351,264 |
1,308,947 |
57,178,373 |
6,439,229 | |
<표 7-23> 전압별 배전 회선수 추이
|
전압별l연도별
|
3.3㎸ |
5.7㎸ |
6.6㎸ |
11.4㎸ |
22.9㎸ |
계 |
|
1963 |
1,119 |
35 |
79 |
- |
- |
1,233 |
|
1966 |
845 |
57 |
103 |
1 |
7 |
1,016 |
|
1971 |
678 |
58 |
161 |
17 |
85 |
999 |
|
1976 |
378 |
44 |
411 |
36 |
311 |
1,180 |
|
1981 |
118 |
10 |
349 |
73 |
842 |
1,392 |
|
1986 |
5 |
2 |
228 |
105 |
1,652 |
1,992 |
|
1991 |
- |
- |
243 |
- |
2,886 |
3,129 |
|
1996 |
- |
- |
153 |
- |
4,222 |
4,375 |
|
2000 |
- |
- |
75 |
- |
5,228 |
5,303 | |
|
정보화와 산업의 고도화로 대표되는 현대사회는 사회발전에 따라 고품질의 전기를 요구하고 있다. 따라서 지속적인 전력사용량 증가로 고객과 가장 밀접한 관계를 갖고 있는 배전분야의 설비도 각종 요구를 만족시키기위한 양적 질적 증가를 계속하지 않을 수 없었다.
1961년 한전 창립 이후 주식회사 체제에서 공사 체제로 전환된 1981년까지 20년간 배전설비 연평균 증가율은 선로긍장 14.7％, 선로연장 11.8％, 지지물 13.4％, 변압기 대수 9.0％, 변압기 용량 13.3％였으며, 1981년 |
| 대비 2000 년 배전설비 연평균 증가율은 선로긍장 351,264C-㎞로 5.4％, 선로연장 935,846㎞로 5.7％, 지지물 6,439,229본으로 6.0％, 변압기 1,308,947대로 8.4％, 변압기 용량 57,178,373㎸A로 11.3％의 엄청난 증가율을 보여주고 있다. 이러한 증가추세는 전력수요의 안정이 예상되는 2010년까지 계속될 전망이다. | |
| |
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| 2. 배전설비의 변천 |
| |
가. 배전방식의 변천
배전선로의 계통구성 방식은 산업화의 발전과 함께 점증하는 공급신뢰도의 요구수준에 부합하기 위해서 수지상(樹枝狀) 방식에서 다중 연계방식(Loop), 그리고 네트워크 배전방식으로 발전해 왔다.
1960년대까지는 공급능력을 상회하는 수용전력을 공급하기 위하여 배전설비 확충에 주력해온 관계로 배전선로 계통구성도 방사식 수지상으로 구성했다. 수지상 배전방식은 변전소에서 공급지점을 향하여 한 방향으로 전력을 공급하는 가장 일반적이고 경제적인 방식이긴 하나 선로고장 및 정전 때에는 복구 때까지 전 구간이 정전되는 문제점이 있어 1964년 4월 1일 실시한 무제한 송전과 더불어 공급신뢰도 향상을 위한 배전방식 및 배전전압 체계의 재검토 필요성이 대두하게 되었다. 따라서 1960년대 후반부터는 고압 및 특고압선로의 계통구성을 Loop화하는 데 주력하여 공급신뢰도를 개선했으며, 1990년대에 들어 와서는 배전선로의 계통구성에 다분할 다연계(多分割 多連繫) 개념을 도입하여 선로고장 발생 때에도 정전구간을 최소화 할 수 있도록 배전계통을 구성했다.
또한 공급신뢰도가 특별히 요구되는 수용에 대한 계통구성 방식으로 1990년대 이전까지는 주로 주요 전원이 정전될 경우 예비전원으로 절체하여 공급하는 예비선 방식을 적용해 왔으나, 1995년에는 국가적 중요기관이나 고도의 공급신뢰도가 요구되는 수용을 위하여 스포트 네트워크 배전방식을 개발, 1996년부터 대전의 정부 제3청사부터 적용하기 시작했다. |
(1) 고압 배전선로의 Loop화
고압배전선로의 Loop화는 1964년의 무제한 송전과 더불어 기존의 수지상 배전선로에서 나타난 문제점을 보완하고 공급신뢰도를 제고하기 위하여 추진되었다. 따라서 이 시기부터 1회선 1연계(Loop) 원칙아래 배전선로의 정비가 강력히 추진되었고, 사업소에 배분되는 경상예산도 우선적으로 이 목적을 위하여 시행하도록 지시되었으며, 각종 계획공사 또한 이 원칙아래 계획되고 추진되었다. 따라서 1964년 11월에는 서울 명동에서의 고압 1회선 Loop화 공사를 시작으로 1965년 3월에는 세종로변전소와 을지로변전소간에도 2회선 연계공사를 시행했다.
<표 7-24> 선로구성 형태별 회선수 현황 (1980년 말 현재)
|
구분 |
수지상 선로 |
연계선로 |
합계 |
연계율(％) |
|
도시 |
272 |
309 |
581 |
53.2 |
|
농어촌 |
701 |
47 |
748 |
6.2 |
|
계 |
973 |
356 |
1,329 |
26.8 |
이러한 고압 배전선로의 Loop화 구성은 대도시를 중심으로 점차 확대 추진되어 1980년 말에는 26.3％의 연계율을 달성했는데, 당시의 선로구성 형태별 회선수 현황은 <표 7-24>와 같다.
(2) 전 배전선로 다중 Loop화
1980년대는 86 아시안게임과 88 올림픽대회의 유치와 더불어 우리나라의 경제가 급성장한 시기로 공급 신뢰도의 제고가 무엇보다 중요하게 되었다. 따라서 이제까지 시행해온 배전선로 간선간의 1회선 1연계만으로는 선로 고장 및 작업시 정전범위 축소에 한계가 있을 뿐 아니라 변전소 전원계통 및 주변압기 고장시 부하융통에 효과적 대응이 곤란하여 1981년 9월에 전 배전선로의 다중 Loop화 구성방안을 수립하여 추진하게 되었다. 무엇보다 이 시기에 기존 66㎸ 및 154㎸로 이원화 운영되던 배전용 변전소를 154㎸ 변전소로 단일화하는 정책이 결정되고, 주변압기 시설용량도 40㎹A에서 60㎹A로 대용량화 되었다. 그리고 옥내형 표준화변전소(GIS)가 건설되어 전원 측 및 주변압기 고장 정전범위가 광역화되고 GIS 변전소 고장시 복구에 장기간이 소요되어 이에 대한 배전대책이 필요하게 되었다.
1983년 10월 변전소 단위 Bank 사고와 배전선로 고장 및 작업시 부하전환 능력 확보를 위해 전 배전 선로의 Loop화를 전제로 한 부하절체 기준을 확립했다. 1985년 12월에는 수지상 선로를 1986년 말까지, 단일 Loop 선로는 1991년 말까지 문제점을 해소하고 1996년 말까지는 전 배전선로의 다중 Loop 구성을 완료토록 하는 배전선로 다중 Loop화 추진일정을 수립하여 시행했다.
<표 7-25> 배전선로 Tie-Line 구성 현황 (2000년 말 현재)
|
구 분 |
1연계 |
2연계 |
3연계 |
4연계 이상 |
계 |
|
회선수 |
173 |
439 |
1,960 |
2,928 |
5,500 |
또한 1991년 1월에는 지역별 정전관리 방안을 수립하여 전원측 사고시 서울중심부 및 직할시, 도청소재지는 전 Ban k부하를, 중소도시 지역은 Bank부하의 3/4을, 농어촌지역은 Bank부하의 1/2 를 배전선로로 전환할 수 있도록 연계력을 확보했다. 이와 같은 배전계통의 부하전환 능력 제고에 힘입어 공급신뢰도를 획기적으로 향상할 수 있게 되 었다. 2000년 말 고객 및 전용선로(29개)를 제외한 일반 배전선로의 연계현황은 <표 7-25>와 같다.
(3) 3분할 3연계 Tie-Line 구성
1984년 이후부터 공급능력 확충 및 부하전환을 위하여 인출 및 배전선로 간선에는 ACSR 160㎟ 전선을 사용하게 되었으며 이에 따라 배전선로 운전목표의 상향조정 필요성이 대두하게 되었다. 이전에는 전원측 사고시 부하전환에 대비하여 상시 운전부하는 7,000㎾, 비상시 부하는 14,000㎾로 운영해 왔으나, 1995년 2월부터 배전설비의 신증설 투자비를 절감하고 회선 이용률을 증대하기 위하여 전선의 열적허 |
 |
|
용전류, 전압강하, 비상시 부하전환 등 운전여건상 문제가 없는 선로에 한하여 상시 운전부하를 10,000㎾로 높여 운전하게 되었다.
이에 따라 비상시 배전선로의 부하전환 능력이 이전에 비해 1/3로 축소되어 비상시 고장회선의 모든 부하를 건전회선으로 일시에 전환할 수 없게 되었다. 따라서 도심지역의 경우 배전선로의 부하를 3등분하여 각각의 분할구간마다 배전선로 공사 연계선로를 구성, 부하를 전환하는 3분할 3연계 배전계통을 구성하게 되었다. 다만 야외지역인 경우에는 경과지 여건상 회선당 3연계 구성이 어려우며 전압강하 문제로 상시부하를 10,000㎾까지 운전하는 예가 드문 관계로 2분할 2연계로 계통을 구성하여 운전했다. |
(4) 네트워크 배전방식
네트워크 배전방식은 고도의 공급신뢰도를 요하는 중요 수용에 대한 계통구성 방식으로서 특고압 선로에 적용하는 스포트 네트워크 배전방식과 저압선로에 적용하는 레귤러 네트워크 배전방식 등이 있다.
스포트 네트워크 배전방식은 변전소에서 하나의 전기장소에 대하여 2회선 이상의 배전선로를 구성하여 공급하고, 각각의 배전선로에 시설된 수전용 네트워크 변압기의 2차측을 상시 병렬운전하는 방식으로서 1개 공급선로에서 고장이 발생시에도 무정전 전력공급이 가능한 방식이다. 그리고 레귤러 네트워크 배전방식은 여러 개의 배전선로에서 변압기를 병렬운전함으로써 공급선로 또는 변압기 고장발생시에도 무정전 전력공급이 가능한 방식이다.
스포트 네트워크 배전방식은 1994년부터 외국의 운영사례 및 기술검토에 착수하여 1995년에 이의 기술 지침을 제정하고, 이를 전기공급규정 시행지침에 반영하여 본격적으로 시행하게 되었으며 1996년 대전의 정부 제3청사에 처음으로 스포트 네트워크 배전방식을 적용하기 시작했다. 다만 레귤러 네트워크 배전 방식은 전력회사에서 관련설비의 설치 및 운영을 모두 담당하는 관계로 투자비가 과다하게 소요될 뿐 아니라 공급지역도 저압계통으로 수전하는 수용밀집지역으로 한정되는 관계로 1998년의 기술검토 이후에도 실제 현장적용은 지연되고 있다. | |
나. 배전전압의 변천
우리나라 배전전압은 1917년 경성전기주식회사가 3,500V를 채택한 이래 표준으로 3.3㎸를 적용하여 6ㆍ25 동란 후까지 이어져 왔다. 1957년 3상4선식 5.7㎸를 공급하기 시작했으나 유도장해 등의 문제점으로 전기 3사 통합을 전후하여 6.6㎸ 비접지방식에 의한 승압이 모색되어 1970년을 전후하여 전력의 수요가 급증하면서 전국적으로 확대되었다. 1970년대 중반에 이르러서는 각종 차관으로 외자확보가 추진되면서 22.9㎸ 승압이 촉진되었다. 3.3㎸는 1989년에, 5.7㎸는 1988년에 승압이 완료되어 1989년부터는 배전전압이 6.6㎸와 22.9㎸로 단순화되었다. 특기할 것은 지역특성상 6.6㎸ 배전선이 상당기간 존재하게 될 곳이 2개 지역이 있다는 것이다.
첫째 지역은 서울 도심권으로 여기에는 우리 나라의 중추적인 통신시설이 집중되어 있어 중성선 다중접지식 배전으로는 그 유도장해를 대처하기 어려울 뿐만 아니라 승압시 고객수전설비 변경에 많은 비용이 수반되는 문제점이 있어 이 지역의 일반 배전은 6.6㎸를 존속시키고 늘어나는 고층건물에는 22㎸ 비접지방식으로 공급하게 되었다. 그러나 이 22㎸ 계통은 지락사고의 신속한 검출이 어려워 계통보호운영에 문제점이 있어 2001년부터 22.9㎸-y 배전방식으로 정비해 나갈 계획을 추진하고 있다.
둘째 지역은 제주도로서 이 지역은 다중접지방식 적용에 필요한 낮은 접지저항을 얻기 어렵다는 조사측정결과에 따라 6.6㎸로 계속 존속시켜 왔으나 늘어나는 수요에 효과적으로 대응하고 접지저감제 개발로 접지문제가 해결 되어 1990년 초부터 22.9㎸-y 승압에 착수하여 2001년까지 1차 배전전압 승압을 모두 완료할 계획이다. <표 7-26>은 전압별 배전 회선수의 변천을 보여주는 것이다.
<표 7-26> 전압별 배전 회선수 추이
|
전압별 l 연도별 |
3.3㎸ |
5.7㎸ |
6.6㎸ |
11.4㎸ |
22.9㎸-y |
22㎸-Δ |
계 |
|
1982 |
83 |
9 |
332 |
88 |
887 |
21 |
1,500 |
|
1986 |
5 |
2 |
228 |
105 |
1,537 |
115 |
1,992 |
|
1991 |
- |
- |
243 |
- |
2,789 |
97 |
3,129 |
|
1996 |
- |
- |
153 |
- |
4,127 |
95 |
4,375 |
|
2000 |
- |
- |
75 |
- |
5,151 |
77 |
5,303 |
다. 배전보호 방식의 변천 |
(1) 배전보호기기의 변천
<표 7-27> 자동재폐로 차단기 유형
|
장치명 |
유형 |
제작회사 |
분류 |
|
Recloser |
L |
M.E |
1상, 유압식 제어, 절연유 차단 |
|
R, W |
M.E |
3상, 유압식제어, 절연유 차단(11.4㎸용) |
|
RV, WV |
M.E |
3상, 유압식 제어, 절연유 차단 |
|
VWVE |
M.E |
3상, 전자식 제어, 진공차단 |
|
IJB-VE |
일진 |
3상, 전자식 제어, 진공차단 |
|
ESV |
W.H |
3상, 전자식 제어, 진공차단 |
|
KH-ESV |
건화 |
3상, 전자식 제어, 진공차단 | M.E : McGraw Edison 사, W.H : Westinghouse 사
전력난 시대에서 벗어나 무제한 송전시대를 맞으면서 기존의 배전선로였던 3.3㎸, 6.6㎸ 공급전압으로는 급증하는 수요에 비해 공급능력이 부족해지면서 배전선로를 3상 4선식 22.9㎸-y선로로 점차 승압시킴에 따라 장긍 장(長亘長), 대형 배전선로에 적합한 선로용 보호기기의 필요성이 대두되었다.
배전선로 전압이 3.3㎸였던 시절에는 선로의 일정구간 또는 분기점에 수동조작형 유입개폐기가 사용되었다. 6.6㎸전압으로 승압되면서 1964년에 6.9㎸용 개폐기로 고장구간 자동검출 분리개폐기를 도입하여 청량리 및 세종로변전소 관내 배전선로의 수지상 선로와 루프 선로에서 각각 시험 사용했다.
1971년에는 7.2㎸ 자동 OS(Auto-Section Switch)가 도입됨으로써 선로의 단락 혹은 지락고장을 자동적으로 검출하여 차단할 수 있게 되었으며, 절연변압기의 2차측 고압선로분기점 및 고압고객 인입구 등에 설치했다. 1973년에는 1회선 루프식 개폐기 10조와 2회선 루프식 개폐기 20조를 전국에 설치했으나 22.9㎸전압으로의 승압 등으로 소기의 성과를 거두지는 못했다.
오늘날 배전선로의 주전압인 22.9㎸-y선로에서는 다양한 보호기기가 설치되고 있다. 1966년에는 이상적인 전류 감지식 과전류 보호기기로서 유압식 제어방식이며 절연유 차단방식인 유압식 Recloser를 미국 맥그로우 에디슨(McGraw Edison)사로부터 3대를 도입, 설치했다. 그러나 배전선로를 보다 효율적으로 운영할 목적으로 맥그로우 에디슨사와 웨스팅하우스사의 전자식 제품을 도입했으며, 1980년대 초에는 전자식을 국산화한 일진전기, 건화전기 제품을 사용했다.
전자식 리크로저의 등장과 함께 외국산(M.E제) 제품인 유압식 리크로저는 1980년 이후 생산이 중단되면서 대부분이 노후화 했고, 지락고장 검출장치가 부착되지 않았거나 작은 지락고장을 감지하지 못하는 등 리크로저로서의 기능이 미흡해지면서 1996년에 자동재폐로(再閉路)차단기로서의 역할을 전자식 리크로저에게 물려주게 되었다.
<표 7-28> 자동재폐로 차단기 운용계획
|
구 분 |
R/C 운용 |
시방서 운용 |
| ∼1999 |
전자식(일진, 건화형) |
전자식 |
| 시범사용(Micom제어, SF6가스절연) |
별도 |
| 2000∼2001 |
전자식(일진, 건화형) |
전자식 |
| 디지털형(Micom제어, SF6가스절연) |
디지털용 |
| 자동화형 |
자동화형 |
| 2002 이후 |
자동화형 |
자동화형 |
한편 기술의 발달과 더불어 전자식 리크로저보다 성능이 월등히 우수한 기기 개발을 계속한 결과 1995년 11월에 Micom제어 리크로저가 일진전기에 의해 개발되었고, 1998년 5월에는 SF6가스절연 리크로저(인텍전자)의 개발에 성공하여 시범사용을 거쳐 Digital Recloser라 명명하고 2000년 3월부터 기존전자식 리크로저와 병행하여 운용토록 했다.
|
그러나 이 디지털 리크로저는 자동화 운전의 필수요건인 원격제어가 곤란하였고 배전자동화의 확대 추진과 배전선로 운전용량 상향 조정 등 계통운영 여건변화에 적절한 대응이 어려웠다. 따라서 2000년 1월 자동운전선로의 보호협조 체제를 정립하고 원격운전이 가능한 자동화 리크로저 규격을 확정하여 개발을 추진한 결과 2001년 1월부터 본격 운영하게 되었다.
배전선로의 자동화와 더불어 기존의 전자식 및 디지털 리크로저는 원격운전이 가능한 자동화용으로 개조하여 운용하고 있다. 이러한 자동재폐로 차단기는 자동구간개폐기(Sectionalizer)와 선로용 휴즈 및 배전용 변전소에 설치된 보호계전기와 협조하여 운영되고 있다.
한편 1970년에 도입하여 설치된 자동구간개폐기는 자동재폐로 차단기와 협조하여 운영되면서 선로구분개폐 자동화에 기여했으며, 1974년에는 기존의 자동 재폐로 차단기의 단점을 보완한 자동루프스위치가 도입되어 설치되었고, 자동부하전환개폐기(Auto Load Transfer Switch)가 도입되어 중요부하에 대해서는 주전원(主電 |
|
 |
源)이 정전되더라도 즉시 예비전원으로 자동 전환하여 공급할 수 있도록 했다.
1995년에는 고장구간 자동검출 개폐기(FAS Switch)를 개발 운영함으로써 고장구간의 최소화가 가능하게 했다. 또한 고객의 구내 고장이 배전선로에 파급되는 것을 예방하기 위하여 자동고장구간개폐기(ASS)가 운전되고 있다.
(2) 보호방식의 변천 | |
(가) 비접지계통 배전선 보호방식[3.3㎸, 6.6㎸ D/L(22㎸ 선로 포함)]
①단락보호
비접지계통은 거의 대부분의 선로가 방사상으로 되어 있어, 단락보호에는 과부하 보호를 겸해서 과전류계전방식을 사용했다. 과전류계전기에는 유도형과 플런저형이 있었으나 계전기의 동작책무가 다양하게 요구되자 주로 유도형을 사용했다. 계전기 동작시 차단기의 차단방식에는 직류트립방식과 교류트립방식, 또는 정류기를 통하여 콘덴사(2,000μF 정도)에 충전하여 계전기 동작시 방전전류로 차단시키는 콘덴사트립방식을 사용하기도 했다.
②지락보호
비접지계통의 지락보호는 지락전류가 매우 적기 때문에 보호계전방식도 다소 복잡하여 배전선의 규모와 회선수에 따라 다르게 적용되었다. 한전에서는 배전선의 지락고장 때 나타나는 영상전압과 영상전류의 곱에 의하여 동작되는 방향지락계전기가 주로 사용되었다. 영상전압은 GPT(접지전압변성기)로부터 검출되고, 영상전류는 ZCT(영상전류변성기)로부터 검출되며 오동작을 방지하기 위해 방향지락계전기에서 차단기의 Trip Coil에 공급되는 DC전원은 대개 OVGR(지락관전압 계전기)를 거쳐 공급했다.
③고압자동구분 차단장치
고압배전선로의 분기 또는 인입선 지점의 주상에 설치하는 이 보호장치는 지락보호만 하도록 설계된 것과 단락, 지락보호를 함께 하도록 설계된 2가지 유형이 있었다. 기계적으로는 유입차단 부분, Trip용 전자 코일, 과전류 트립장치, 지락보호 계전기 등으로 구성되며 부하전류를 개폐할 수 있다.
과전류 트립장치의 탭은 50, 75, 100, 150, 200A의 5종이 있으며, 탭 정정은 일반적으로 정격전류의 100％이상에서 시행했다.
(나) 다중접지계통 보호계전방식[22.9㎸-y(11.4㎸-y 선로 포함)]
다중접지 방식은 고저압 혼촉시의 전위상승을 억제하는 방식으로 한전의 대표적인 배전방식이다. 전원의 중성점 및 주상변압기의 1, 2차가 공통의 중성선으로 여러 곳에 직접 접지되어 있으므로 1선 지락고장 또는 고저압 혼촉고장시에 단락전류에 상당하는 큰 전류가 흐르므로 1선 지락고장시에도 거의 과전류 보호계전기로 검출이 용이하여 배전선로의 Line Fuse, 리크로저, Sectionalizer 등의 과전류 보호장치와 변전소 계전기기와의 상호 보호 협조에 편리하다. | |
(3) 배전 보호협조
최근에 와서는 배전선로가 날로 대용량화, 복잡화하고 있어 고장의 검출과 각종 보호기기간의 보호협조가 더욱 어려워 지고 있을 뿐만 아니라 배전자동화시스템의 도입으로 보다 다양한 기능을 요구하고 있다. 그러나 배전보 호협조의 기본원칙은 전위 보호장치는 부하측 고장발생시 후비 보호장치가 동작하기 전에 고장을 제거해야 한다. 그리고 일시고장시에는 정전구간을 최소화하고 순간고장시에는 확실한 재폐로 동작에 의하여 순간고장이 제거될 수 있는 기회를 제공하여 정전시간을 최소화해야 하며, 보호장치는 항상 후비 및 전위 보호장치와의 보호협조를 유지하도록 되어 있다.
<표 7-29> 배전선로 보호기기 설치 현황 (2000년 12월 말 현재)
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구 분 |
ALTS |
R/C |
S/E |
Loop SW |
FAS |
ASS |
COS |
합계 |
|
대 수 |
347 |
4,236 |
940 |
13 |
789 |
2,464 |
28,699 |
37,488 |
(4) 보호협조 검토 프로그램
1994년 12월 배전분야 종사자, 특히 보호협조 담당자를 지원하기 위해 보호협조 프로그램(KEDPRO 1.0)이 개발되었다. 이 프로그램은 22.9㎸-y 다중접지 배전선로에서 선로보호를 위하여 설치하는 배전선로 보호장치(Relay, Recloser, Sectionalizer, Fuse)간, 배전선로 보호장치와 고객 Relay 및 ASS간의 가장 적합한 보호협조 결과를 얻기 위한 것으로서 UNIX라는 환경에서 사용되는 C Language(TURBO-C) 를 사용했으며, KSSM 한글모드를 사용하여 구성했다.
특히 CAD 기능이 있어 Mouse로 배전선로 계통도를 직접 그리고 입력자료를 넣어 저장할 수 있도록 구성하였고, 모든 메뉴의 호출은 Pull Down Menu 방식을 채택해 사용자가 프로그램 운영에 관한 학습의 필요성을 최소화하도록 했으며, 정정결과를 수작업 과정 없이 사용자와 결재권자의 검토가 가능하도록 결재양식으로 출력되게 함으로써 보호협조 검토를 간편하고 용이하게 수행할 수 있게 되었다.
<표 7-30> KEDPRO 2.0 프로그램 DATA 출력 내용
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DATA명 |
축적량 |
비고 |
|
Type |
특성곡선 |
|
Analog |
Digitial |
계 |
|
Relay |
S/S |
9 |
5 |
4 |
9 |
본사에서 추가 및 수정가능 |
|
고객 |
240 |
26 |
5 |
31 |
|
자동재폐로차단기 |
6 |
76 |
82 |
158 |
〃 |
|
휴즈 |
16종 |
〃 |
|
전선임피던스 |
26종 |
〃 |
|
자동구간개폐기 |
5종 |
〃 |
|
FAS |
2종 |
〃 |
|
S/S 모선 임피던스 |
전국S/S M. Tr:1,269개 |
지사에서 추가 및 수정가능 |
1994년 KEDPRO 1.0이 개발되어 보호협조 업무에 유용하게 사용되어 왔으나 급변하는 PC운영환경과 디지털 리크로저 등 신형 보호기기의 대거 등장, 반도체와 통신 등 첨단산업화에 따른 고품질에 대한 욕구 등으로 새로운 프로그램 개발이 절실히 요구되었다. 따라서 이러한 요구에 부응함과 동시에 배전분야 직원이면 누구든지 쉽고 재미있게 사용 할 수 있어야 한다는 취지아래 1999년 10월에 KEDPRO 2.0이 다시 개발되었다.
이 프로그램은 최신의 WINDOWS환경으로서 기존 KEDPRO 1.0의 문제점을 획기적으로 개선 보완하여 변전소에서부터 고객구내 기기에 이르기까지 보호협조와 관련된 전국의 모든 데이터를 내장함으로써 디지털R/C, 자동화R/C Ry 등 최신형 기기를 총망라하여 정정할 수 있다. 또한 단일 화면에서 특성곡선의 비교가 가능하고, 실선로의 보호기기 간 동작시간을 시뮬레이션하여 검토의 적정성 여부를 검증할 수 있으며, 사용자 편의를 위하여 보호협조 관련용어를 포함한 도움말 기능을 대폭 강화한 최신형으로서 2000년 1월부터 전국 사업소에서 유용하게 사용되고 있다. | | |
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| 3. 배전기자재 개발 및 개선 |
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가. 지지물
<표 7-31> 배전용 강관전주의 종류 및 구성
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전주길이 |
설계하중 |
구성 |
기초방식 |
|
6m |
85㎏ |
6.4mx1조 |
강관근입 |
|
8m |
100㎏ |
3.0mx1조,5.0mx1조 |
〃 |
|
9m |
200㎏ |
2.5mx3조,1.8mx1조 |
강관기초 |
|
11m |
300㎏ |
3.0mx3조,2.1mx1조 |
강관기초 |
|
14m |
500㎏ |
3.0mx4조,2.7mx1조 |
〃 |
|
14m |
700㎏ |
3.0mx4조,2.7mx1조 |
〃 |
|
18m |
1,100㎏ |
6.0mx3조 |
콘크리트기초 |
|
20m |
1,800㎏ |
5.0mx4조 |
〃 |
1980년대 후반부터는 종래의 콘크리트 전주보다 설계하중이 700㎏ 정도 증가한 중하중용 콘크리트 전주를 개발하여 변전소 인출주(引出柱), 부하밀집지역, 태풍피해 예상지역 등 큰 설계하중을 필요로 하는 개소에 적용하게 되었으며, 1998년에는 대용량 배전방식의 확대 시행에 따라 설계하중을 1,000㎏ 증대시킨 고강도 콘크리트 전주의 필요성이 대두됨으로써 이를 중소기업 협력연구과제로 선정, 개발했다.
또한 산악지, 경사지 등 전주의 운반 및 설치가 곤란한 장소에서 사용하기 위해 사용하던 강관조립주를 대신하여 강관을 주재로 하는 조립식 강관전주를 개발하여 사용했으며, 기초부(基礎部)의 부식을 방지하기 위하여 콘크리트 기초부와 강관부로 구성된 복합전주를 한때 사용하기도 했으나 중량 과다 등의 사유로 사용을 중지했다. 1995년에는 그 동안 용도 및 길이 등에 따라 조립식 강관전주, 인입용전주, 소형 강관전주, 강관철주 등으로 구분하여 사용하던 것을 배전용 강관전주로 명칭 및 구매시방서를 일원화하고, 볼트조임에 의한 플렌지방식으로 되어 있던 강관조립방식을 작업효율 증대와 미관 개선을 위하여 축관 및 확관기술을 적용한 슬립조인트 끼움방식으로 개선함으로써 시공시간의 단축 및 원가 절감의 효과를 함께 거두었다.
도심지 및 관광지 등 주변경관과의 조화를 위하여 컬러전주의 개발을 추진하여 갈색과 녹색계통의 컬러 콘크리트 전주와 컬러 강관전주를 개발, 1999년부터 시범적으로 사용하고 있다.
나. 애자류
1980년대 이후부터는 국산 라인포스트 애자를 사용하였으며 1990년대 초부터 염진해 지역에는 연면누설거리를 증대하고 애자 날개의 형상을 변경한 내염형 라인포스트애자를 개발하여 사용했다. EPDM과 실리콘 같은 폴리머 신소재를 적용하여 1999년 말부터 건설한 수직배열 배전장주의 시범선로에 클램프형의 폴리머 라인포스트 애자를 개발하여 적용했다. 수직장주용 폴리머 라인포스트 애자는 1980년대 초부터 국산 191mm 볼소켓형 현수애자를 사용하고 있으며 내염대책의 일환으로 254mm 현수애자를 과전파괴하중(課電破壞荷重) 7,000㎏으로 개발하여 내염용으로 사용하고 있다.
그러나 국산 현수애자의 품질 미흡으로 배전선로 고장이 빈발하여 공급신뢰도 향상에 막대한 지장을 초래하게 됨으로써 수 차례에 걸쳐 시험규격을 강화하는 등 규격개정을 도모했다. 그리고 1990년대 초에는 장간형 현수애 자를 개발하여 사용하기도 했으나 중량이 무거운 문제점 등으로 이를 확대 사용하지는 않고 있다. 또한 배전용 현수애자 품질향상 대책의 일환으로 1994년부터 1998년까지 외국의 우수품질 애자제조업체로부터 191mm 현수애자와 폴리머현수애자를 외자로 구입하여 국산 현수애자를 대체하여 사용했다.
<표 7-32> 현수애자 품질개선을 위한 규격개선
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일자 |
개정내용 |
개정목적 |
|
규격 제정
(1975. 12. 12) |
ㅇ규격:ANSI C29.2-1971
ㅇ시험항목
- 인정시험:전파장해전압시험 등 10개 항목
- 검수시험:외관검사 등 10개 항목 |
ㅇ초기 규격 제정 |
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1차 개정
(1984. 3. 28) |
ㅇ시험방법 변경
- 절연유시험, 상용주파전압시험, 냉열시험
ㅇ인공오손시험 신설
ㅇ경년변화시험 신설
ㅇ과전파괴하중시험 허용정수 추가 |
ㅇ성능향상을 위한 시험 추가
ㅇ경년변화특성 및 내오손 성능 보완 |
|
2차 개정
(1989. 12. 7) |
ㅇ오토클리브시험 신설(인정시험)
ㅇ검수시험항목 3개 추가
- 섬락시험, 인장내하중, 경년변화시험
ㅇ시험방법 변경
-항목별 독립시험방법(ANSI)→ 구룹별 중첩시험방법(IEC) |
ㅇ불량원인규명결과 및 품질향상대책 반영 |
|
3차 개정
(1991. 7. 13) |
ㅇ발췌시료수 변경
- 납품수량에 따라 시료수 증가
ㅇ표시 및 포장방법 개선
- 제조년월,제조자명 또는 약호표기 |
ㅇ생산 품질관리활동 강화 방안 반영
-검수시험시료수 보완
-포장방법 개선 |
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4차 개정
(1994. 12. 2) |
ㅇ포장방법 변경
- 6각상자→4각 상자형 |
ㅇ운송,상하차간 충격으로 인한 파손방지 |
|
5차 개정 (1996. 3. 13)
※시행(1997. 1. 1) |
ㅇ경년변화 시험강화
- 냉열시험,흡습시험 강화
ㅇ애자설계 및 재질향상을 위한 시험 항목추가
- 급준파시험 및 내아크 시험
- 시멘트팽창도시험 및 애자련 인공오손시험 |
ㅇ설치후 일정기간 경과 제품에 대한 시험강화
ㅇALUMINA자기제 현수애자섬락에 대한 열적내구성 확인
ㅇ현수애자의 내오손 특성 확인 |
1995년부터 국산 폴리머 현수애자의 개발을 추진하여 1998년부터 실선로에서 2년간의 시험사용을 완료하고 1999년부터 단계적으로 사용을 확대하고 있다. 최초 개발당시에는 EPDM 고무를 사용한 제품으로 시방서가 작성되었으나 실리콘 등 신소재 폴리머재질의 애자가 계속 개발됨에 따라 현재는 재질 구분을 삭제하고 성능위주로 구매시방서를 개정하여 운영하고 있다.
다. 전선 및 케이블류
가공전선로용 전선은 1980년대 후반부터 기존 ACSR 절연전선의 아연도강선을 알루미늄 피복강선으로 변경하고 알루미 늄 도체 구성을 원형으로 압축한 SB(Smooth Body) 형태로 함으로써 전력손실 감소와 내부식 성능을 향상시켰다. 그리고 전력손실을 감소시킨 알루미늄 피복강심 알루미늄 절연전선(ACSR/ AW-OC)과 저손실형 알루미늄 피복강심 알루미늄연선을 개발했다. Cable Head 리드선 및 절연화지역 기기 리드선 절연을 위하여 소선과 소선간에 도전성 수밀용콤파운드를 충전(充塡)한 특고압 수밀형 동절연전 선을 개발하여 사용하게 되었다. 대용량 배전방식용으로 ACSR/AW-OC 240㎟ 전선을 개발하여 사용하고 있으며, 앞으로는 동일단면적으로 허용용량을 30％이상 증대시킨 고용량 절연전선을 개발하여 사용할 계획이다.
<표 7-33> 난연성 전력케이블의 난연성능
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난연특성 |
성능 |
|
난연성 |
산소지수:30 이상, IEEE383 수직Tray불꽃시험 통과 |
|
무독성 |
염소가스 발생량:0.5％ 이하 |
|
저부식성 |
PH:4.3 이상, 전도도:10㎲/㎟ |
|
저연성 |
연기밀도:150 이하 |
지중배전선로에 사용하는 22.9㎸ 동심(銅芯)중성선 전력케이블은 도체 및 중성선을 통하여 수분이 침투 하는 것을 예방하기 위하여 중성선 차수형(遮水型)으로 변경한 후 도체수밀형(導體水密型)의 22.9㎸ 수밀형 전력케이블을 1990년대 초부터 개발 사용하여 입상케이블 등에 제한적으로 사용하다가 1999년부터는 기존의 차수형 케이블을 대체하기에 이르렀다.
또한 공동구, 전력구 등에서 화재 발생시 화재의 확산을 최소화하기 위해 연소시에 독성 및 부식가스의 발생과 발연량을 최소화하고 진화작업에 장해가 되지 않도록 하기 위한 대책을 추진한 결과 케이블 외피를 무독성의 난연(難燃) 폴리올레핀을 사용한 22.9㎸ 난연성 전력케이블(FR CNCO-W)을 최초로 개발하여 사용함으로써 난연도료, 테이프 등에 의존하던 기존의 방재방식에 혁신을 가져왔다.
라. 완금류 및 금구류
1990년대 중반 가공지선 지지용으로 종래 완금 조립방식에 의하던 것을 작업효율을 증대시키고 미관을 향상시킨 가공지선 지지대를 개발하여 장주미화와 시공편의성 증대에 기여하게 되었다. 1990년대 중반에 들어 강관을 사용한 슬림형 가공지선 지지대를 개발하여 미관 개선과 함께 가격을 절감시켜 경제성을 제고했다. 최근에는 편출장주개소(便出裝柱個所)의 내뢰(耐雷) 보호범위를 확대하고 미관을 개선하기 위한 편출형 가공지선지지대를 개발하여 필요개소에 사용하고 있다.
까치 등 조류로 인한 선로고장을 최소화하기 위해 많은 노력을 기울여 왔으며, 현행 내장용 겹완금(腕金)개소의 구조 및 형상을 개선하여 조류의 집 조성이 불가능한 새로운 구조의 조류고장 방지용 단일형 내장완금과 완금으로부터 충전부를 이격시키기 위한 연장용 볼쐐클, 그리고 라인포스트애자 3호핀 등 다양한 기자재를 개발하여 사용하고 있다.
특히 90년대에는 시공의 간편화로 공량 감소 및 시공품질의 확보를 위하여 지속적인 노력을 기울여 온 결과 기존의 기자재를 획기적으로 개선할 수 있었다. 전선 바인드의 불편함을 해소하기 위한 정형바인드, 저압 절연전선 접속시 피복 제거, 절연보강 및 방수작업이 필요 없는 저압관통형 절연콘넥터, 볼트조임이 필요 없이 간단하게 취부가 가능한 쐐기형 인장크램프, 근가매설을 위한 굴착작업이 필요 없는 타입식 지선앵커, 지선과 지선롯드간 권부접속을 간편화한 지선홀더, 저압인입선 고정시 바인드가 필요 없는 DV애자 등이 있다.
마. 피뢰기류
<표 7-34> 피뢰기의 특성 및 성능 비교
|
항목 |
전력용피뢰기
(18㎸ 2.5kA) |
폴리머피뢰기
(18㎸ 5.0kA) |
|
구조 |
하우징 |
자기 (Porcelain) |
폴리머재질
(EPDM, Silicon, EVA 등) |
|
행거재질 |
금속 |
FRP |
|
누설거리 ㎜ |
약 320 |
645 이상 |
|
정격전압 ㎸ |
18 |
18 |
|
최대연속운전전압
㎸(MCOV) |
15.3 |
15.3 |
|
공칭방전전류 ㎄ |
2.5 |
5.0 |
|
대전류방전내량 ㎄ |
25 |
65 |
|
장시간방전특성 |
50A/500㎲ |
75A/1,000㎲ |
|
고장전류내력 |
- |
10kA/10cycles |
|
제한전압
(㎸) |
급준파충격 |
- |
66 |
|
뇌임펄스 |
65 |
60 |
|
내오손도 [ESDD] ㎎/㎠ |
- |
0.5 |
배전선로용 피뢰기는 1980년대에 직렬갭형 피뢰기를 국산 개발하여 사용했고 1987년에 산화금속물 소자를 사용한 갭 레스형 피뢰기를 국산 개발하여 사용해 왔으며, 1992년부터는 갭레스형 피뢰기로 사용을 단일화하여 사용했다. 그러나 자기재 하우징을 사용 하는 피뢰기의 단점인 기밀성능의 미흡과 내부 고장시 폭발에 의한 파편 비산 등의 문제점을 해소하기 위하여 폴리머재질의 하우징을 사용, 내오손성능을 대폭 향상시키고 서어지전류의 방 전내량(放電耐量)을 증대시켜 신뢰성을 향상시킨 배전용 폴리머피뢰기를 1999년에 처음으로 개발, 확대 사용하기에 이르렀다. 특히 폴리머피뢰기는 고장전류 통전시에도 폭발에 의한 부품의 비산이 없도록 그 성능을 규정하여 일반인의 안전을 도모했으며 고장전류내력시험을 통하여 그 성능을 검증했다.
2000년도부터 오손등급 등 설치환경에 따라 전력용 피뢰기와 폴리머피뢰기를 구분하여 사용해 왔는데, 앞으로도 신뢰성이 우수한 폴리머피뢰기로 전환할 계획이다.
바. 배전용 변압기
배전용 변압기는 전체 배전손실 중 약 30％ 이상을 점유하는 기기로서 1990년대 초기부터 손실 절감을 위하여 다각적인 노력을 기울여 왔다. 배전용 변압기의 철심 재료로 1985년부터 G9급을 사용해 왔으나, 1993년도에 무부하(無負荷) 손실 특성이 우수한 G6급(PH6) 철심이 개발됨으로써 1996년도부터 G6급 철심을 사용하는 저손실형 주상변압기를 본격적으로 사용하게 되었다.
또한 무부하 손실을 획기적으로 저감할 수 있는 아몰퍼스형 철심이 미국의 Allied Signal사에 의해 개발되었으며 1997년에는 아몰퍼스 주상변압기가 개발되어 사용하기 시작했다. 저손실형 주상변압기는 기존 G9급 변압기에 비하여 무부하 손실을 약 15％, 아몰퍼스 주상변압기는 약 75％ 정도를 절감하는 효과를 가져왔다.
그러나 G6급 철심은 국내에서 생산하는 철심의 수급한계가 있어 배전용 변압기를 전량 G6급 변압기로 구매할 경우 철심의 일정 부분을 외국에서 수입하지 않을 수 없었다. 그렇게 될 경우 변압기의 제조원가 상승을 초래할 우려가 있고, 외국에서 전량 수입하는 아몰퍼스형 철심은 기존 변압기에 비하여 구매원가가 30％ 이상 높아 경제성 논란의 소지도 있어 이러한 문제가 배전용 변압기의 저손실화를 추진하는 데 장애가 되어 왔다.
따라서 2000년대 초까지 G9급, G6급 및 아몰퍼스 철심이 혼용되어 왔으나, 국내 G6급 철심 생산설비의 증설 등 저손실형 철심 수급여건이 개선되고 있어, 이미 사용하던 G9급 철심 변압기는 점진적으로 G6급, 아몰퍼스형 등 저손실형 변압기로 대체 사용될 전망이다.
<표 7-35> 주상변압기의 무부하손실 특성
|
정격용량
(㎸A) |
일반형
(G9급, W) |
저손실형
(G6급, W) |
아몰퍼스
(W) |
|
10 |
41 |
35 |
- |
|
20 |
77 |
66 |
- |
|
30 |
100 |
86 |
28 |
|
50 |
149 |
127 |
38 |
|
75 |
206 |
176 |
52 |
|
100 |
245 |
209 |
62 |
변압기의 과부하에 의한 소손과 유분출(油噴出) 고장을 방지하기 위하여 1991년도부터 변압기 2차측에 온도센서와 차단기를 내장한 자기진단형 주상변압기를 사용하게 되었다. 일반적으로 변압기 1차측 보호장치로 COS를 사용하고 있으나, 이는 소전류에 의한 장시간 과부하 영역에서는 실질적으로 변압기를 보호하지 못하여 변압기의 열화를 촉진함으로써 소손되는 문제점이 있었다. 또한 개방형으로 완전 절연화가 불가능하여 조류, 오염, 염해 등에 의한 고장을 예방하기가 어려움에 따라 1997년도에 한전의 중소기업 지원제도에 의하여 1차측에 유입차단기, 피뢰기 및 한류(限流)휴즈를 내장한 보호장치 내장형 주상변압기와 지상변압기를 개발했다.
보호장치 내장형 변압기는 변압기 내부고장 및 과부하, 부하측 단락 및 지락고장의 경우 1차 차단기가 우선 동작하고, 차단기의 차단용량을 초과하는 큰 고장전류는 한류휴즈로 완벽히 차단할 수 있는 특성을 가지고 있으며, 낙뢰 등 과전압이 칩입할 경우에는 피뢰기가 동작하여 주상변압기를 완전히 보호할 수 있는 변압기라 할 수 있다. 특히 1차 붓싱을 에폭시 붓싱과 EPDM 날개, 또는 에폭시 붓싱과 접속재를 조합하여 사용할 수 있어 일반 배전선로 뿐만 아니라 가공케이블 배전방식에도 적용하고 있다.
배전용 변압기의 1차 정격전압을 12,600V와 13,200V로 혼용하여 탭(Tap)전압은 전압강하 5％ 이내 지역에 13,200V로 운영하는 등 배전선로의 공칭(共稱)전압과 변압기의 정격전압이 서로 달라 운용상의 혼란이 있었으나, 1999년도에 1차 정격전압을 단상은 13,200V, 3상의 경우에는 22,900V로 통일했다.
2차 정격전압은 단상의 경우 460/230V와 230/115V로 이원화하여 운영했으나, 460/230V 전압은 1차 배전선로 승압 초기와 농어촌 지역의 2차 전압강하 보상을 목적으로 단상 3선식 460/230V 결선방식에 주로 사용했다. 그러나 현재 단상 3선식 460/230V 결선방식이 1∼2％ 내외로서 적용실적이 미미하고, 오결선(誤結線) 등으로 인한 이상전압이 빈번히 발생하며, 단상 2선식 220V 결선방식 등에 460/230V 규격을 잘못 적용하는 등의 문제점이 있어 460/230V 규격을 삭제하고 230/115V로 단일화했다. 앞으로 2차 전압 승압사업이 완료되어 단상 3선식 110V/220V 공급방식이 폐지될 경우 변압기의 2차 정격전압은 230V로 단일화 될 전망이다.
1992년도에는 주상변압기 1차 붓싱의 내오손(耐汚損) 특성을 강화한 주상변압기용 내염형 붓싱을 개발하여 일단접지 주상변압기에 적용, 염해지역 등에 사용했으며, 1997년도 이후에는 아몰퍼스, 저손실형 및 자기진단형 주상변압기의 구매시방서에 내염형 붓싱 규격을 제정하여 운영했다.
1997년도에는 저압 공급범위 확대를 위한 배전용 변압기의 대용량화를 추진하여 주상변압기는 기존 100㎸A에서 150㎸A로, 지상변압기는 3상 300㎸A에서 500㎸A로 용량을 증대하여 사용하기 시작했으며, 주상변압기의 대용량화에 대비, 중하중용 행거밴드를 개발하여 사용하고 있다. 1998년도에는 난연성 절연유를 사용하는 지상설치형 변압기를 개발하여 유분출에 따른 고장에 의하여 화재발생이 우려되는 지역에 주로 사용하고 있으며, 1999년도에는 권선(捲線)의 절연물 종류를 기존 A종(105℃)에서 H종(180℃) 절연재로 변경하고, 난연성 절연유(실리콘)를 사용하는 소형 경량화 변압기를 시범적으로 사용하고 있다.
앞으로는 변압기의 제작기술 향상으로 저손실화, 경량화, 대용량화가 실현되고, 절연유 분출고장에 의한 화재예방을 위하여 난연성 절연유입 변압기의 사용이 증가하며, 자체 보호기능 강화를 위한 차단기, 피뢰기 등이 내장된 변압기의 내부식성을 향상하기 위하여 스테인레스 외함을 사용하는 변압기와 가스절연 변압기 및 건식 변압기 등 다양한 변압기가 개발되어 사용될 전망이다.
사. 개폐기 및 차단기류
22.9㎸ 배전방식 적용과 함께 배전선로용 개폐기로 기중부하개폐기(Interrupter Switch)를 사용하여 왔으나, 배전선로의 설치 여건상 진동, 이물질의 부착 등으로 인하여 설치 후 일정기간이 경과하면 조작이 되지 않는 등 구조적인 결함이 있었다.
1980년대 후반 기존 기중부하개폐기의 문제점을 보완하고 동작 신뢰도를 높이기 위하여 가공용 SF6 가스절연 부하개폐기를 개발했다. 가스절연 부하개폐기는 개폐부를 스테인레스 외함으로 밀폐하고 조작부가 간단하며 구출선을 절연한 몰드콘 방식을 적용하여, 외물접촉이 우려되는 곳과 내오손 지역 등에 사용하기 시작했으며, 1990년 대 후반부터는 기중부하개폐기를 전면 대체하여 사용했다.
한편 가공선로의 지중화사업과 함께 전량 수입에 의존하던 지중용 가스절연 부하개폐기는 1980년대 초반에 국산화를 추진하여 1980년대 후반부터는 전량 국산화 제품을 사용하게 되었다.
가스절연 부하개폐기의 국산화와 함께 수용가 책임분계점에 사용하고 있었던 유입형 고장구간 자동개폐기를 대체할 수 있는 가스절연 고장구간 자동개폐기가 1994년도에 개발되어 유입형과 병행하여 사용하기 시작했으며, 1995년도에는 개폐기를 전동으로 조작할 수 있는 제어함조작형 가스절연 부하개폐기를 개발하여 승주에 의한 개폐 조작의 불편함을 해소하고 배전자동화 대비 기능도 구비했다.
또한 1996년에는 고장구간을 분리하고 건전구간의 부하를 타 배전선로로 전환하여 송전할 수 있는 고장 구간 자동검출 개폐기(FAS)를 개발하여 사용했으며, 1997년도에는 배전선로의 대용량화 추진과 더불어 정격전류 630A 규격의 개폐기를 개발하여 사용하기 시작했다.
1990년대 말 배전선로의 자동화와 관련한 10여년에 걸친 연구개발이 완료되어 서울지역본부 강동지점에 배전자동화 시스템이 설치되고, 배전선로 자동화 사업이 본격적으로 추진되었다. 이에 따라 1997년도에는 기존 제어함조작형 개폐기에 전압 및 전류 계측, 고장검출 기능 등과 배전자동화 시스템 연계기능을 보완하여 사용했고, 지중용의 경우에도 배전자동화용 가스절연 부하개폐기를 새로 개발하여 사용했다.
보호기기로는 자동개폐로차단기(Recloser)와 자동구간개폐기(Sectionalizer) 선로용 Fuse, 루프스위치, 자동부하전화개폐기(ALTS), 고장구간자동개폐기(ASS) 등이 있다.
22.9㎸ 배전선로의 운전 초기 대표적인 보호기기로 유압식 리크로저를 사용해 왔으나, 절연유 열화, 주기적인 운전점검에 의한 부속품의 교환 등 운전상의 문제점이 있어, 이를 해소하기 위하여 1983년 이후 미국의 기술도입으로 진공차단 유(油) 절연방식의 전자식 리크로저를 개발하여 사용해 왔다.
1997년에는 디지털 제어기술의 발전과 함께 시간-전류의 특성곡선을 다양하게 사용할 수 있고, 동작이력, 고장전류, 부하전류 등 리크로저의 운전정보를 저장하는 기능을 가진 디지털 제어 리크로저가 개발되었고, 조작기구가 간단하여 기계적 내구성이 향상된 Magnetic Actuator 조작방식을 채용한 SF6 가스절연 리크로저가 개발되어 시범사용을 거쳐 사용하고 있다.
배전자동화 사업 추진시 전자식 리크로저는 제어함을 개조하여 최소한의 제어 및 감시기능을 시스템에 연계하였으나, 다양한 제어, 감시 및 측정기능의 구현을 위하여 배전자동화용 리크로저를 개발하여 2001년도부터 사용하고 있다.
앞으로는 디지털 제어방식의 배전자동화용 리크로저 사용이 일반화되고, 폴리머 소재기술의 발달과 함께 폴리머 절연방식을 채용한 리크로저와 SF6 가스 차단방식의 리크로저, 그리고 조작기구가 간단하여 기계적 내구성이 향상된 리크로저 등 다양한 형태의 리크로저가 개발될 전망이다.
한편 지중배전선로에는 고장시 정전구간을 최소화할 목적으로 외국의 기술도입에 의하여 개발한 지중선로 고장차단기가 1994년도부터 사용되었으며, 2000년도에는 배전자동화 시스템 연계기능이 부가되고 개폐기와 차단기가 조합된 형태의 지중선로 다회로 차단기가 개발되어 사용되고 있다.
22.9㎸ 배전선로의 대표적인 변압기 보호장치인 특고압 컷아우트 스위치(COS)로 125㎸ BIL급을 사용해 왔으며, 오손지역에 사용할 경우에는 절연 보강을 위하여 COS에 내오손 결합애자를 덧붙였다. 1995년도에는 기존 COS에 비하여 내오손 특성이 향상된 150㎸ BIL급 특고압 컷아우트 스위치를 개발했으며, 이는 내오손 결합애자 시공을 생략할 수 있어 시공이 간편할 뿐만 아니라 장주를 간소화할 수 있었다 . 그러나 150㎸ BIL급 COS에 사용하는 자기재(瓷器材) 애자는 중량이 과다하고 파손 등 취급상의 문제점이 있어, 고분자 화합물의 기술개발과 함께 1998년부터 폴리머 COS를 개발하여 2001년도부터 사용할 전망이다. 폴리머 COS는 자기재에 비하여 경량화 할 수 있고, 충격에 강하여 취급이 용이한 특성을 가지고 있다.
국내 특고압 COS 제조업체별로 제품규격이 달라 휴즈홀더(Fuse Holder)를 서로 바꾸어 사용할 수 없어, 배전선로의 휴즈홀더 고장시 활선작업으로 본체까지 교환하여야 하는 등 운용상의 문제점이 있었다. 150㎸ BIL COS는 1995년도 개발 당시부터 휴즈홀더를 표준화했으며, 125㎸ BIL COS는 1999년도 한전에 등록된 10개 제조업체의 제작도면을 표준화하고 성능시험과정을 거쳐 2000년도부터 표준화 제품이 사용되고 있다.
한편 전력용 기자재의 국산화 촉진과 국제경쟁력 제고를 위하여 1977년도부터 국산화추진규정과 국산화추진업무취급요령을 제정하여 운영했고, 1995년 이후에는 기자재개발추진규정으로 개정하여 제조업체의 개발대상품목 신규지정 요청제도를 마련했다.
아. 배전기자재 중소기업 기술지원 |
(1) 지원배경
정부에서는 '신경제 5개년 계획(1993∼1997)', '벤처기업 육성에 관한 특별조치법(유효기간 : 1997. 10. 1∼2007. 12. 31)'제정 등의 다양한 중소기업기술지원 제도를 통해 경제의 활력 제고와 고비용 저효율 산업구조 정착에 역점을 두기 시작했다. 한전에서도 정부의 중소기업 지원육성 정책에 따라 1993년 6월부터 본사에 중소기업기술지원팀을 두고 전국 161개 사업장에 기술지원센터 및 상담창구를 설치하여 중소기업 기술지원사업을 전개하기 시작했다.
배전설비를 구성하는 배전기자재의 품질은 전력의 안정적 공급과 전기품질을 결정하는 중요한 요소로서, 고객의 일상생활에 직접적인 영향을 미치므로 회사의 축적된 기술을 중소제조업체에게 이전하고 중소기업의 다양한 아이디어 반영과 기술지원을 통하여 새로운 기자재 개발 및 성능을 개선시켜 공급신뢰도 향상에 많은 기여를 하게 되었다.
(2) 지원목적
한전이 중소기업을 지원하는 근본 목적은 기술수준이 상대적으로 취약한 중소기업에게 한전의 보유기술을 무상으로 제공하고 연구개발을 지원함으로써 협력중소기업의 기술자생력을 배양하는 한편 지금까지 생산·판매와 구매ㆍ사용의 일반적 수직관계에서 탈피, 기술공조와 기술공존, 그리고 기술공영의 동반자적 협력체제를 구축함으로써 중소기업과 더불어 발전하고 함께 성장하는 새로운 공유가치를 창조하고자 하는 것이다. 그리고 연구개발자금을 지원하여 우수한 전력용 기자재를 개발토록 하여 전기품질의 고도화와 전력원가의 절감을 기하고, 신기술ㆍ신공법 개발과 우수한 인력을 양성함으로써 시공품질의 선진화를 도모하여 결국 기술지원의 효과가 국가발전과 국민생활의 편익의 증진으로 연결되는 데 있다.
<표 7-36> 배전분야 중소기업 지원실적
|
구분 |
협력연구개발과제 |
간이연구개발과제 |
합계 |
|
업체수 |
건수 |
금액(억원) |
업체수 |
건수 |
금액(억원) |
업체수 |
건수 |
금액(억원) |
|
1994 |
12 |
15 |
34.0 |
7 |
8 |
2.2 |
19 |
23 |
36.2 |
|
1995 |
2 |
2 |
5.9 |
7 |
12 |
3.3 |
9 |
4 |
9.2 |
|
1996 |
6 |
8 |
12.8 |
6 |
14 |
4.0 |
12 |
22 |
16.8 |
|
1997 |
6 |
6 |
9.6 |
5 |
6 |
1.8 |
11 |
22 |
11.4 |
|
1998 |
3 |
3 |
3.5 |
5 |
9 |
2.4 |
8 |
12 |
5.9 |
|
1999 |
17 |
19 |
30.7 |
11 |
13 |
3.4 |
28 |
32 |
34.1 |
|
2000 |
7 |
7 |
10.4 |
5 |
6 |
1.7 |
12 |
13 |
12.1 |
|
합계 |
53 |
60 |
106.9 |
46 |
68 |
18.8 |
99 |
128 |
125.7 |
(3) 지원대상
중소기업기술지원 대상업체는 기술지원 초기에는 전력용 기자재를 생산하는 중소제조업체를 대상으로 했으나 1998년부터는 전력산업분야의 중소제조기업 및 예비창업자와 전기공사업체, 전력산업분야의 중소기업 관련협회 및 조합 등의 부설연구소 등을 대상으로 2007년까지 10년간 지원할 예정이다. 자체 연구능력을 보유하지 못한 기업은 특정연구기관, 국공립연구기관 및 대학과 공동으로 참여가 가능하게 했다.
(4) 지원규모
1993년부터 2000년까지 협력과제는 60건에 106억9,000만원, 간이과제는 68건에 18억8,000만원 등 총 125억7,000만원을 지원하고 있는데 전사 대비 배전분야 지원금액 비율은 약 25％에 이르고 있다.
(5) 지원성과
협력과제로 개발 성공한 31개 과제 중 23건, 간이과제로 개발 성공한 54건 중 35건을 활용하여 총 70％정도 활용하고 있으며, 현재 22개 과제를 활용할 것을 추진 중에 있다.
시사용 및 확대구매로 약 100억원 정도 구매하여 중소기업의 경영에 크게 기여하고 있으며, 수입대체효과 및 국산기술력 향상에 이바지하여 국가경쟁력 제고의 효과를 거두었다. 또한 신기자재 개발 및 기자재의 성능 향상으로 배전선로 고장 감소 및 작업성 향상, 그리고 수명 연장 등으로 신뢰도 향상에도 크게 기여했다. | | |
| |
|
|
| 4. 배전손실 개선 |
| |
| 가. 배전손실 변동추이 |
(1) 1980년대 이전
6ㆍ25 동란 중에 입은 송배전설비의 심각한 피해와 전력 거래체제의 미비로 전기 3사 통합 당시인 1961년도의 송배전손실률은 29.4％에 이르렀다. 이중 배전손실률이 18.2％였으며, 송변전손실률은 11.2％였다. 배전손실에 있어서는 선로, 기기 손실이 7.3％인 반면, 도전과 기타 손실률이 10.9％로서 현재의 상식으로는 이해하기 어려우나, 거래용 계기를 전량 외국으로부터 수입에 의존하였던 당시에 정액등 고객이 종량등 고객보다 많았던 상황을 감안하면 이해할 수 있다.
그러나 1960년대와 1970년대에 들어 손실방지활동을 강력히 추진한 결과 통합당시 30％에 육박하던 송배전손실률도 1980년에 이르러서는 6.69％(배전손실률 2.77％)로 크게 개선되어 선진국과 비슷한 수준에 놓이게 되었는데, 여기에는 도전방지 등 전력거래체제를 개선한데 힘입은 바가 크다.
<표 7-37> 3사 통합 후 1980년까지의 연도별 손실현황 (단위:㎿h, ％)
|
연도별 |
송전단전력량 |
송변전손실 |
배전손실 |
합계 |
|
손실량 |
손실률 |
손실량 |
손실률 |
손실량 |
손실률 |
|
1961 |
1,683,584 |
188,330 |
11.18 |
305,868 |
18.17 |
494,198 |
29.35 |
|
1966 |
3,672,542 |
392,340 |
10.68 |
271,720 |
7.40 |
664,060 |
18.08 |
|
1971 |
10,028,273 |
584,479 |
5.83 |
560,202 |
5.59 |
1,144,681 |
11.42 |
|
1976 |
21,918,897 |
1,225,106 |
5.59 |
1,073,495 |
4.90 |
2,298,601 |
10.49 |
|
1980 |
35,082,857 |
1,377,284 |
3.92 |
971,155 |
2.77 |
2,348,439 |
6.69 |
(2) 1980년대
1980년대의 배전손실률 추이는 그 이전과는 많은 차이를 보였다. 60년대, 70년대에 손실개선 효과의 많은 부분을 차지하였던 도전이 전력거래체제의 확립으로 크게 감소하여 도전방지를 통한 손실감소 효과는 한계에 도달했다. 이 기간 중의 손실경감은 1차 및 2차 배전전압의 승압과 배전설비 확충 및 노후설비의 교체 등 배전설비의 개선에 의한 바가 크다.
<표 7-38> 1980년대 손실률 변동 추이 (단위:㎿h, ％)
|
연도별 |
송전단전력량 |
송변전손실 |
배전손실 |
합계 |
|
손실량 |
손실률 |
손실량 |
손실률 |
손실량 |
손실률 |
|
1981 |
37,950,201 |
1,497,037 |
3.95 |
1,028,709 |
2.71 |
2,525,746 |
6.66 |
|
1983 |
45,494,797 |
1,654,124 |
3.64 |
1,220,288 |
2.68 |
2,874,412 |
6.32 |
|
1985 |
53,908,278 |
1,774,207 |
3.29 |
1,401,975 |
2.60 |
3,176,183 |
5.89 |
|
1987 |
68,274,720 |
2,454,190 |
3.59 |
1,651,446 |
2.42 |
4,105,636 |
6.01 |
|
1989 |
87,512,175 |
2,992,296 |
3.42 |
2,328,018 |
2.66 |
5,320,313 |
6.08 |
|
1990 |
100,002,741 |
3,241,555 |
3.24 |
2,377,894 |
2.38 |
5,619,450 |
5.62 | 외국의 송배전손실률(1990년) - 일본:5.7％, 대만:6.5％, 미국:6.4％, 프랑스:7.5％, 영국:8.1％, 독일:4.3％
(3) 1990년대
1980년대에 송배전손실률이 5％대에 진입한 이래 90년대에도 설비개선 등에 힘입어 꾸준히 개선되었지만 감소의 폭은 크게 줄어들었으며, 설비투자에 비례하여 손실률이 더 이상 큰 폭으로 감소하기 어려운 한계범위 내에서 소폭 등락하는 현상을 나타냈다. 그러나 90년대 말에는 경기침체로 판매량이 급감하고, 직거래 고객 점유비의 증가로 손실률도 크게 줄어드는 현상을 보였으나 이는 일시적인 현상으로서 판매량이 증가하면 손실률도 다시 일정수준으로 올라갈 것으로 예측되고 있다. | |
나. 손실방지활동 추진실적 |
(1) 도전방지
1960년대와 1970년대에는 전력손실 방지를 위하여 전직원의 도전방지원화, 도전적발 실적의 사업소 내부평가 반영, 도전 적발시 장려금 지급 및 실적관리의 전산화 등 강력한 도전방지 활동을 벌인 결과 도전ㆍ기타 손실률이 10％대에서 1％대로 크게 감소하는 효과를 거두었다. 이처럼 도전손실 자체는 크게 줄어들었으나 도전방지 활동은 전력손실 감소는 물론 공급질서의 확립, 배전설비의 보호, 안전사고 예방이라는 측면에서 꼭 필요하다는 판단 아래 도전 적발시의 장려금 지급 등 손방활동이 계속 시행되었다.
<표 7-39> 1990년대 손실률 변동 추이 (단위:㎿h, ％)
|
연도별 |
송전단전력량 |
송변전손실 |
배전손실 |
합계 |
|
손실량 |
손실률 |
손실량 |
손실률 |
손실량 |
손실률 |
|
1991 |
110,571,199 |
3,493,017 |
3.16 |
2,704,159 |
2.44 |
6,197,176 |
5.60 |
|
1993 |
135,272,537 |
4,320,073 |
3.19 |
3,218,541 |
2.38 |
7,538,614 |
5.57 |
|
1995 |
172,693,293 |
5,786,564 |
3.35 |
3,636,435 |
2.11 |
9,422,999 |
5.46 |
|
1997 |
211,028,738 |
6,391,185 |
3.03 |
3,853,926 |
1.83 |
10,245,111 |
4.85 |
|
1998 |
203,430,303 |
6,542,246 |
3.22 |
3,417,718 |
1.68 |
9,959,965 |
4.90 |
|
1999 |
225,802,022 |
7,282,498 |
3.23 |
3,997,622 |
1.80 |
11,280,111 |
5.00 |
|
2000 |
251,953,275 |
7,492,963 |
2.97 |
4,378,227 |
1.79 |
11,871,191 |
4.71 | 외국의 송배전손실률(1996년) - 일본:5.3％, 대만:6.1％, 미국:5.4％, 프랑스:7.4％, 영국:8.8％, 독일:5.0％
<표 7-40> 연도별 장려금제도 변천
|
기간별 |
장려금 지급률 |
노력도에 의한 배분율 |
|
조사자 |
해결자 |
수금자 |
|
1973. 5 이전 |
ㅇ일률적 적용 ○추징액의 30％ |
50％ |
41％(경비20％) |
9％ |
|
1973. 5∼1975. 10 |
ㅇ체감제 ○추징금의 처음 100만원까지 25％, 다음 400만원 까지 20％,
다음 500만원까지 15％, 1000만원 초과시 10％ |
50％ |
41％(경비20％) |
10％ |
|
1975. 11∼1977. 3 |
○체감제 이원화 ○1차측 도전 추징금의 처음 100만원까지 25％,
다음 400만원까지 20％, 다음 500만원까지 15％,
1000만원 초과시 10％ ○2차측 위약:추징금 입금액의 10％ |
60％ |
30％ |
10％ |
|
1975. 3∼1978. 7 |
ㅇ일괄 체감제 이원화 ○1차측 도전 추징금의 1만원 이하일 때 100％,
5만원 이하일 때 50％, 10만원 이하일 때 35％, 50만원 이하일 때 20％,
50만원 초과시 15％ ○2차측 위약 : 추징금액의 5％ |
70％ |
21％ |
9％ |
|
1978. 8∼1981. 12 |
ㅇ누진체감제 이원화 ○1차측 도전 처음 1만원까지 추징금의 100％,
다음 4만원까지 추징금의 30％, 다음 5만원까지 추징금의 15％,
10만원 초과분 10％ ○2차측 위약:추징금 입금액의 5％ |
100％ |
0 |
0 |
|
1982. 1∼1998. 6 |
ㅇ계기1차측 도전 및 무단사용 처음 1만원까지 위약금의 100％,
다음 4만원까지 위약금의 30％, 다음 5만원까지 위약금의 15％,
10만원 초과분 위약금의 10％ ○2차측 위약:위약금의 5％ |
100％(50％) |
-(40％) |
-(10％) |
|
1998. 7∼1999. 11 |
ㅇ위약추징금의 50％(상한금액:2천만원) |
100％(50％) |
-(40％) |
-(10％) |
|
1999. 12∼2000. 3 현재 |
ㅇ외부인 정보제공시 - 도전:위약추징금의 50％,
계약위반:위약추징금의 25％ ○직원 정보제공 또는 직접적발시
- 도전:위약추징금의 30％, 계약위반:위약추징금의 15％ |
100％
(50％)
- |
-(40％)
((90％)) |
-
(10％)
((10％)) | 1982년 1월 1일부터 현재까지의 위약금 배분은 직원이 아닌 자(위탁원 포함)가 정보를 제공한 때를 기준으로 한 배분율임. ( )내는 직원(별정직 포함)이 정보를 제공한때, (( ))는 직원이 직접 적발시의 배분율임.
(2) 저손실기자재 보급확대 | |
(가) 저손실 변압기 보급
배전선로 전력손실 중 변압기가 차지하는 점유비가 약 30％로서 가장 많은 부분을 차지하고 있어 변압기 손실감소는 배전손실 감소대책의 중요한 비중을 차지하고 있다. 이러한 변압기 손실은 정격부하시 철손(鐵損)과 동손(銅損)의 비가 1:4정도로 구성되어 있으며, 철손은 변압기에 전압이 인가됨으로써 발생하는 부하와 관계없는 일정한 손실인 반면, 동손은 변압기 부하전류의 제곱에 비례하여 발생하는 관계로 피크시에는 손실전력의 2/3를 점유하고 있다. 따라서 변압기 설계시에는 변압기의 부하율을 고려하여 철손과 동손의 배분을 적절히 할 필요가 있으며, 손실감소 측면에서는 철손의 감소가 동손의 감소보다 더욱 경제성이 있는 것으로 보고 있다. 따라서 한전에서는 손실감소 측면과 경제성 측면에서 동손의 감소보다는 철손의 감소방향으로 변압기를 개발해 왔다.
<표 7-41> 주상변압기 운전현황
|
구 분 |
일반형
(G9급) |
저손실
(G6급) |
아몰퍼스 |
기 타 |
계 |
|
대 수 |
1,004,083 |
59,492 |
9,520 |
32,864 |
1,105,959 |
|
점유비 |
90.8％ |
5.4％ |
0.9％ |
3.0％ |
100％ |
철심단면(鐵心斷面)을 증가시켜 자속밀도(磁束密度)를 저감하면 전체의 철손을 감소시킬 수 있다는 점을 이용하여 G9급 철심을 개발, 1985년부터 과거의 G10급 철심을 대체했다. 1993년에는 G9급 보다 철손을 약 15％ 저감할 수 있는 G6급 철심을 개발, 1996년부터 사용하고 있는데, 1999년 현재에는 전체 변압기 신규보급량의 약 10％를 점하고 있다. 그러나 G6급 철심의 전면 확대는 포항제철의 G6급 철심생산설비 증설이 완료되는 2002년 이후에나 가능할 것으로 예측된다.
한편 변압기 철손을 감소시킴으로써 고효율화를 도모하기 위해서는 높은 투자율과 전기저항을 가지면서도 낮은 히스테리시스손(損)을 갖는 소재개발이 끊임없이 요구되어 왔는데, 이러한 요구에 부합되는 재료가 아몰퍼스 합금이다. 아몰퍼스 금속은 니켈 등의 금속에 붕소 등의 비금속을 함유한 용융금속(熔融金屬)을 급속 냉각하여 비결정으로 만드는 것으로서 기존의 규소강판에 비하여 철손을 약 75％ 정도 감소시킨 것이다.
한전은 1984년 효성중공업과 공동으로 10㎸A 용량의 아몰퍼스 변압기를 시험 제작한 이래 다년간의 시험사용을 거쳐 1998년부터 연간 4000여대 정도를 구입하고 있는데, 앞으로 아몰퍼스 변압기의 경제성을 계속 검토하여 보급할 예정이다.
(나) 저손실 전선
현재 가공배전선로는 대부분 ACSR계열을 사용하고 있다. ACSR전선은 사용전류가 늘어나고 열화현상의 발생으로 단선의 원인이 되는 등 안정된 전력공급에 차질이 초래되고 있다. 이에 따라 ACSR 및 ACSR-OC전선의 단점을 보강할 수 있는 전선을 연구한 결과 ACSR 지지부인 아연도금강선을 AI |
 |
|
피복강선으로 대체함으로써 내부식성(耐腐蝕性)이 향상되며 전기저항이 감소되고 단위길이 당 중량도 감소하는 ACSR / AW-OC 전선을 개발했다.
ACSR/AW-OC의 구조는 중심의 강심선에 Al 피복을 한 단선 구조이며, Al 도체의 소선은 Smooth Body 형으로 ACSR-OC 전선과 비교하여 전기저항이 낮고 중량 및 부식속도도 감소하여 수명이 연장되었다. 또한 가격면에서는 거의 동일하면서도 전기저항 감소에 따라 전력손실을 2∼5％ 정도 감소시킬 수 있었다. 1993년부터 신설개소에 사용되었는데 1999년 현재에는 신설전선의 약 60∼70％가 ACSR/AW-OC 전선으로 시공되고 있다.
| | |
| |
|
|
| 5. 1차 배전전압의 승압 |
| |
가. 5.7㎸ 배전전압의 승압
우리나라 배전전압은 1917년 경성전기주식회사가 3,500V를 채택한 이래 표준으로 3.3㎸를 적용하여 6ㆍ25 동란후까지 이어져 왔다. 그후 전재복구로 전력수요가 계속 증가함에 따라 발전 및 송배전설비의 용량부족으로 심한 전압강하와 과다한 전력 손실이 발생하여 설비보강이 시급했다. 따라서 당시 가장 경제적인 설비보강 방안을 검토한 결과 미국 등 선진국에서 사용하는 3상4선식(중성선다중접지)으로 승압하면 3.3㎸의 기존기자재를 이용하면서 같은 전선으로 1.7∼2.9배의 설비용량을 증가시킬 수 있는 이점이 있으므로 5.7㎸ 배전방식을 채택하기로 결정하였다.
이 3상4선식 5.7㎸ 배전승압은 1957년 11월 20일에 준공된 오미산리변전소의 강화배전선을 시초로 마전변전소 등에 확대 적용했다. 그러나 이방식은 통신선의 유도장애와 선로보호상의 문제점이 지적되어 1960년 1월 24일 남부산변전소 관내에서는 3상4선식 5.7㎸ 저압측 다중접지방식을 채택함으로써 3 상4선식 고압중성선 다중접지방식의 문제점을 해결했다. 이 승압방식은 1962년 대구시내의 신암변전소 관내까지 확대되어 1965년 현재 5.7㎸ 배전선은 전국에서 70개선에 이르렀다. 그러나 이 승압방식 역시 중성선의 2중가설에 따른 문제점 및 유도장해 등의 폐단이 야기되어 6.6㎸ 비접지방식으로 승압방침이 변경되었다. 이 5.7㎸승압방식은 그 뒤 6.6㎸, 11.4㎸ 및 22.9㎸ 승압에서 발생하는 기자재의 활용방침에 따라서 1981년말 현재 전국에 10개 선로가 남아 있었다. 그러다가 3.3㎸는 1989년에, 5.7㎸는 1988년에 승압이 완료됨으로써 1989년부터는 배전전압이 6.6㎸와 22.9㎸로 단순화되었다.
나. 6.6㎸ 배전전압의 승압
6.6㎸ 배전은 1938년 압록강수력의 공사용 동력선으로 사용된 것이 처음이고, 일제말엽에는 인천변전소에서 장거리에 위치한 한국화약의 전용선에 시행하는 등 1961년 당시 이러한 특정지역용 7개 배전선이 있었다. 그 뒤 5.7㎸ 배전방식이 지닌 문제점 때문에 승압이 벽에 부딪치게 되자 전기 3사 통합을 전후하여 6.6㎸ 비접지방식에 의한 승압이 모색되었다. 특히 1962년 제1차 전원개발 5개년계획을 수립하면서 장차 배전전압을 5.7㎸, 6.6㎸, 11.4㎸ 및 13.8㎸로 승압하는데 대처하기 위하여 배전용 변압기의 2차측 최고 탭을 13.8㎸∼6.9㎸ 또는 6.9㎸∼3.45㎸로 하고, 주상변압기를 3.3㎸ 및 6.6㎸의 2중권선용으로 하는 등 모든 배전용 자재와 기기를 6.8㎸급으로 사용키로 결정함에 따라 이 때부터 필요한 배전전압의 승압은 6.6㎸ 비접지방식을 적용하게 되었다.
그러나 제1차 5개년계획기간 중에 11.4㎸ 또는 22.9㎸ 승압이 거론되면서 6.6㎸승압은 재승압의 우려가 있다하여 활발히 추진되지 못했다. 그러다가 1970년을 전후하여 전력수요가 급증하고 농어촌전화사업이 확대되는 반면에, 22.9㎸ 승압을 위한 송배전공사의 외자확보계획이 뒤따르지 못하자 6.6㎸ 승압은 전국적인 규모로 추진되기에 이르렀다.
1970년대 중반에 이르러서는 미국 AID 1,2차 재정차관, 서독 KFW 1,2,3차 재정차관, ADB 1,2차 차관 및 상업차 관사업이 활발하게 이루어지면서 154/22.9㎸ 배전용 변전소가 전국적으로 확대되어 재래의 22㎸ 송전선을 22.9㎸ 배전선화하는 22.9㎸ 승압이 촉진되었다. 따라서 6.6㎸ 배전선로수는 1978년의 최고 500회선을 고비로 하여 일부 선로가 재승압됨으로써 1981년말 현재의 6.6㎸ 배전선로수는 349회선으로 줄었다. 그 후 22.9㎸ 승압이 촉진되면서 1989년부터는 배전전압이 6.6㎸와 22.9㎸로 단순화했다.
다. 11.4㎸ 배전전압 승압
1차 AID 차관사업의 추진을 위한 자재사양 작성 및 공사의 종합감리에 대한 기술용역 계약이 1965년 3월 14일 한전과 미국의 Bums & Roe사 사이에 이루어져 구체적으로 승압지역 및 적용전압을 검토하였다. 즉 영등포, 안양, 부산지역 및 포천지역에 대하여 향후 15년간 연부하 증가율이 10％로 계속 증가할 것으로 가정할 때 5개 종류의 배전전압에 대한 장기적인 경제적 타당성을 검토한 결과 다음과 같이 결정했했다.
첫째, 기설 22㎸-△송전선의 배전선화 가능지역은 22.9㎸-y 방식을 적용한다.
둘째, 기설 6.6㎸ 배전구역은 11.4㎸-y 방식을 적용한다.
셋째, 11.4㎸ 또는 22.9㎸-y 승압공사 시행으로 철거될 3.3㎸ 주상변압기를 활용하기 위하여 5.7㎸ 배전방식을 존속시킨다.
넷째, 11.4㎸ 또는 22.9㎸-y 배전방식 적용에 따르는 통신유도장애 대책은 계속 연구 검토한다.
<표 7-42> 연도별 배전전압별 회선수 및 승압용량
|
연도 l 선로수 |
고압배전 |
특고압배전 |
합계 |
22.9㎸승압용량
(㎸A) |
|
3.3㎸ |
5.7㎸ |
6.6㎸ |
11.4㎸ |
22.9㎸ |
|
|
1981 |
118 |
10 |
349 |
73 |
842 |
1,392 |
65,025 |
|
1982 |
83 |
9 |
332 |
88 |
988 |
1,500 |
101,200 |
|
1983 |
52 |
5 |
315 |
110 |
1,104 |
1,586 |
101,188 |
|
1984 |
35 |
2 |
282 |
116 |
1,274 |
1,709 |
107,602 |
|
1985 |
26 |
2 |
262 |
118 |
1,401 |
1,809 |
228,000 |
|
1986 |
5 |
2 |
228 |
105 |
1,652 |
1,992 |
370,000 |
|
1987 |
1 |
6 |
222 |
72 |
1,857 |
2,158 |
389,000 |
|
1988 |
1 |
|
243 |
46 |
2,057 |
2,347 |
294,000 |
|
1989 |
|
|
247 |
|
2,312 |
2,559 |
394,000 |
|
1990 |
|
|
240 |
|
2,595 |
2,835 |
193,000 |
|
1991 |
|
|
243 |
|
2,886 |
3,129 |
82,000 |
|
1992 |
|
|
219 |
|
3,233 |
3,452 |
117,000 |
|
1993 |
|
|
172 |
|
3,149 |
3,321 |
85,000 |
|
1994 |
|
|
155 |
|
3,343 |
3,498 |
133,000 |
|
1995 |
|
|
143 |
|
3,552 |
3,695 |
133,200 |
|
1996 |
|
|
130 |
|
3,789 |
3,919 |
161,900 |
|
1997 |
|
|
107 |
|
4,132 |
4,239 |
114,500 |
|
1998 |
|
|
91 |
|
4,344 |
4,435 |
46,700 |
|
1999 |
|
|
67 |
|
4,479 |
4,546 |
93,200 |
|
2000 |
|
|
75 |
|
5,151 |
5,226 |
144,800 |
<표 7-43> 3.3, 6.6/22.9㎸-y 승압실적
|
시행연도 |
승압용량(㎸A) |
소요예산(백만원) |
시행연도 |
승압용량(㎸A) |
소요예산(백만원) |
비고 |
|
1965 |
40 |
9 |
1983 |
101,188 |
14,202 |
|
|
1966 |
6,000 |
149 |
1984 |
107,602 |
15,828 |
|
|
1967 |
26,050 |
167 |
1985 |
181,730 |
15,158 |
|
|
1968 |
24,100 |
381 |
1986 |
48,139 |
9,769 |
|
|
1969 |
16,670 |
367 |
1987 |
- |
- |
|
|
1970 |
42,750 |
889 |
1988 |
28,000 |
2,450 |
|
|
1971 |
61,800 |
910 |
1989 |
92,170 |
6,538 |
|
|
1972 |
64,140 |
1,178 |
1990 |
193,028 |
8,819 |
일반지역 제외
승압완료 |
|
1973 |
89,500 |
1,868 |
1991 |
82,168 |
9,860 |
|
1974 |
112,807 |
3,020 |
1992 |
116,573 |
14,032 |
|
|
1975 |
173,237 |
7,630 |
1993 |
90,022 |
15,140 |
1988 서울중심부 착수 |
|
1976 |
184,612 |
12,484 |
1994 |
133,000 |
11,070 |
|
1977 |
212,200 |
11,574 |
1995 |
133,200 |
11,771 |
|
|
1978 |
120,412 |
6,481 |
1996 |
161,900 |
14,295 |
|
|
1979 |
115,235 |
6,728 |
1997 |
114,500 |
12,434 |
1991 제주착수 |
|
1980 |
67,620 |
7,145 |
1998 |
46,700 |
6,574 |
|
|
1981 |
65,025 |
8,964 |
1999 |
93,200 |
11,580 |
|
|
1982 |
101,200 |
13,008 |
2000 |
144,800 |
15,498 |
|
이와 같은 결과에 따라서 1차 AID차관사업의 외자사양을 결정하였는데, 오류동변전소 관내(영등포지구 포함 39.7㎞, 1968년 4월 준공)와 안양변전소 관내(18.6㎞, 1968년 준공)는 11.4㎸-y 방식을 적용했다. 이밖에도 부산과 포천, 일동, 이동지구에는 11.4㎸를 적용했다.
라. 22.9㎸ 승압의 확대
<표 7-44> 11.4/22.9㎸-y 승압실적
|
집행연도 |
승압용량(㎹A) |
예산(백만원) |
비 고 |
|
1985 |
46 |
814 |
부산착수 |
|
1986 |
322 |
6,067 |
의정부, 동두천 착수 |
|
1987 |
389 |
8,865 |
동두천 완료 |
|
1988 |
266 |
5,277 |
의정부 완료 |
|
1989 |
302 |
4,804 |
부산완료→전국완료 |
|
합 계 |
1,325 |
25,827 |
|
AID 공사시행에 앞서 시험배전으로 대구지점 관내 약목변전소의 22㎸-△ 계통에 접지용 변압기를 설치하고, 기존 22㎸ 송전선 일부구간을 배전선화하여 1965년 10월 인근 4개 부락을 22.9㎸-y 방식으로 배전하면서 연구 조사한 결과 성공을 하기에 이르렀다. 한전은 이 밖에도 1966년부터 수복지구와 신설지구인 고성, 양구 및 문산지구에 22.9㎸를 적용함과 동시에 1968 년에는 오산지역에 22.9㎸-y 모의 배전선 건설을 시작하여 1969년 11월 12일에 준공하였으며 1970년말까지 문제점 파악을 위한 시험을 시행하고, 1971년부터 실계통에서 운전했다.
그리고 1974년에 23㎸급의 국산애자를 사용함에 따라 22.9㎸ 승압공사는 더욱 강력하게 추진되었다. 즉 연간 22.9㎸ 승압용량을 보면, 1973년 이전에는 10만㎸A 미만이던 것이 1974년에는 11만2,000㎸A, 1975년에 17만3,000㎸A, 1976년에 18만4,000㎸A, 그리고 1977에는 21만2,000㎸A로 대폭 증가추세를 나타냈는데 2000년 말 현재의 22.9㎸ 승압용량 누계는 3,350㎹A이다.
이와 같이 22.9㎸지역의 확대과정에서 특히 공업단지와 농어촌전화지역 등 신설지구에 22.9㎸배전방식을 적용해 나감으로써 특별고압배전의 비중이 점차 커짐과 동시에 3,3㎸ 및 5.7㎸ 배전은 무시될 정도로 낮은 수준에 이르렀다.
<표 7-45> 고객 수전설비 승압보상지침 비교
|
구분 |
22.9(11.4)㎸-y 승압지침 |
11.4/22.9㎸-y 승압지침 |
서울중심부22.9㎸-y 승압지침 |
|
시행일 |
1973. 1. 25 |
1984. 12. 1 |
1988. 3. 5 |
|
승압방법 |
ㅇ절연변압기 설치 |
ㅇ수전설비 교체
ㅇ절연변압기 설치 |
ㅇ수전설비 교체
ㅇ절연변압기 설치 |
|
신설수용 |
ㅇ1972. 11. 1 이후 접수분
- 승압시 수용가부담으로 수전설비 변경시설
- 수급계약서에 명기
- 겸용설비 권장 |
ㅇ1984. 12. 1 이후 접수분
- 승압대비 수전설비 의무화
ㆍ겸용변압기 및 23㎸급 개폐기 및 차단기 사용
- MOF
ㆍ신설시:수용가부담 시설
ㆍ승압시:당사에서 교체시설 |
1988. 3. 5 이후 접수분
- 승압대비 수전설비 의무화
ㆍ겸용변압기 및 23㎸급 개폐기 및 차단기사용
- MOF
ㆍ신설시:당사부담 시설
ㆍ승압시:수용가에서 교체시설 기설수용 |
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기설수용 |
ㅇ1972.11.1이후 증설수용
- 승압시 수용가부담으로 수전설비 변경
- 수급계약서에 명기
- 겸용설비 권장 |
ㅇ1984. 12. 1 이후 증설수용
- 승압대비 수전설비로 교체
ㆍ겸용변압기 및 23㎸급 개폐기 및 차단기 사용
- MOF
ㆍ신설시:수용가부담 시설
ㆍ승압시:당사에서 교체시설 |
ㅇ1988. 3. 5 이후 접수분
- 기술적, 경제적으로 가능한 승압대비 시설
- 승압시 대비설비는 당사에서 교체시설 |
ㅇ승압공사로 절연변압기를 설치해준
수용가의 증설
- 변압기 용량범위내 수용은 그대로 공급
- 용량초과시 수용가부담으로 절연변압기 교체설치
- 별도 BANK로 증설시는 기설변압기는
유상임대 |
ㅇ승압공사로 절연변압기를 설치해준
수용가의 증설 |
ㅇ승압공사로 절연변압기를 설치해준
수용가의 증설 |
당초 Bums & Roe사와 적용전압을 검토할 당시 기존의 6.6㎸ 배전지역은 11.4㎸로 승압한다는 방침이었다. 그러나 전력수요의 증가에 따라서 부산지역에 실시하였던 11.4㎸ 배전방식이 부적당하다는 것이 판명됨으로써 그 이후부터의 배전전압은 22.9㎸ 승압으로 단일화 했다. 22.9㎸ 승압사업의 추진과정에서는 통신선의 유도장해를 비롯하여 안전을 위한 이격거리의 유지, 접지저항의 저감문제, 승압에 따른 수용가 설비부담의 증가 등 많은 문제점이 제기되었다. 그러나 한전은 많은 예산과 노력을 들여서 이러한 문제 등을 해결하고 승압사업을 추진했다.
1965년 경북 약목변전소 관내 22㎸ 송전선로를 22.9㎸-y 배전전압으로 시범승압을 시행한 이래 1969년부터 6.6㎸의 22.9㎸-y 승압이 본격적으로 추진되었다. 이때 서울중심부 및 제주지역은 1974년에 승압대상에서 제외했다. 서울중심부는 통신선 유도장애, 승압용 절연변압기 설치장소 확보난 등의 문제로, 그리고 제주지역은 지질의 특성상 다중접지계통에 적합한 낮은 접지저항 확보가 곤란하여 제외한 것이다. 그 이후 1979년에 통신선유도장애와 도심과밀에 따른 승압공사 시행상의 애로로 인하여 서울중심부에 대한 승압보류를 다시 결정하였으나 서울중심부, 제주지역 및 도서지역을 제외한 전지역은 1986년에 22.9㎸-y로 승압이 완료되었으며 곧 이어 1989년에는 11.4㎸ 공급지역도 모두 22.9㎸-y로 승압이 완료되었다.
전국적인 6.6/22.9㎸-y 승압사업(1965∼1986) 시행과정에서 도시과밀로 인한 통신선 유도장애 및 절연변압기 설치공간 확보곤란으로 승압을 유보하였던 서울중심부 지역의 6.6㎸ 선로에 대한 22.9㎸-y 승압 필요성 및 가능성 기술용역검토(1986. 8∼1987. 7) 결과 2000년대에 급증하는 부하에 대처키 위하여는 22.9㎸- y 승압이 불가피하다는 결론을 얻었다.
이에 따라 1988년 2월에 '서울중심부 승압 장기계획'을 확정하고 제1차년도 22.9㎸-y 승압을 착수함으로써 우리나라 배전전압을 22.9㎸-y로 단일화 시키는 큰 걸음을 내딛게 되었다.
서울중심부에 6.6㎸ 배전선로의 승압은 1988년 착수 이래 2000년 말 현재 81.0％의 승압률을 보이고 있다. 총대상 고압수용가 589호중 440호를 승압 완료하였으며, 총대상변압기 용량 424㎹A중 2000년 말 현재 343.4㎹A를 승압했다.
제주도의 배전전압은 1970년대 3.3㎸에서 6.6㎸로 승압을 한 이래 화산지대인 화강암토질로 다중접지 계통에 필요한 저저항을 얻기 어렵다는 사유로 전국적인 22.9㎸-y 승압과정에서 제외한바 있는데 1986년 9월 한전 연구개발위원회에서 제주도 배전전압의 승압검토를 기술용역과제로 선정하여 1987년 8월 기술검토에 착수, 1989년 2월에 완료했다. 이에 따라 승압시행계획을 1990년 12월 19일에 확정, 1991년부터 승압을 착수했다.
제주지역의 22.9㎸-y 승압은 1991년부터 착수해 2000년 말 현재 93.6％의 승압실적을 나타내고 있고, 2000년 말 현재 고압수용가 614호중 561호, 변압기 888㎹A중 831㎹A를 승압 완료했다. 이때까지 소요된 총예산은 793억원이었다.
<표 7-46> 2000년까지의 제주지역 22.9㎸-y 승압 추진현황
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구분 |
연도별 세부 추진계획대 실적 |
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1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
|
배전선로(D/L) |
4 |
4 |
7 |
0 |
5 |
7 |
11 |
7 |
1 |
5 |
|
선로긍장(C-㎞) |
24 |
129 |
260 |
311 |
477 |
279 |
652 |
101 |
329 |
292 |
|
변압기(㎹A) |
7.3 |
63.7 |
64.7 |
124.5 |
115.3 |
119.2 |
74.6 |
25.7 |
63.6 |
134 |
|
고압호수(호) |
9 |
63 |
112 |
77 |
76 |
60 |
59 |
19 |
41 |
45 |
|
투자비
(억원) |
설비비 |
18 |
51 |
88 |
78 |
80 |
84 |
62 |
33 |
145 |
65 |
|
보상비 |
1 |
9 |
14 |
11 |
10 |
17 |
11 |
3 |
4.7 |
8.5 |
|
계 |
19 |
60 |
102 |
89 |
90 |
101 |
73 |
36 |
149.7 |
73.5 |
|
승압율(％) |
1.0 |
6.0 |
14.8 |
31.7 |
47.4 |
63.5 |
73.7 |
77.2 |
87.4 |
93.6 | 승압율(％):변압기용량(수용가설비 제외) 점유율로 산정. 변압기는 지중변압기 포함 | |
| |
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| 6. 220V 승압사업 |
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| 가. 220V 승압의 필요성 |
(1) 사회적 배경
한전에서 2차 배전전압의 승압을 검토하게 된 것은 1963년 이후부터이다. 당시의 전력사정은 전력 3사의 통합에 이어 제1차 전원개발 5개년 계획에 의한 발전설비의 증가로 전력제한이 해결되고, 전력수요가 점차 증가하기 시작함에 따라 이러한 부하증가에 대처하고 고객에게 양질의 전기를 공급하기 위하여 전력공급방식 및 공급전압에 대한 새로운 검토가 진행되었다
1차 배전전압으로는 종래의 3.3㎸방식을 지양하여 22.9㎸-y 방식의 채택이 검토되었고, 이와 동시에 2차 배전전압이 전등 100V, 동력 200V로는 장차 예상되는 활발한 신규수용의 개발에 많은 투자비가 소요될 것으로 예상되어 경제적인 공급설비를 확보하기 위한 방안으로 2차 배전전압 승압이 필요하다는 결론을 얻었다. 또한 2차 배전전압은 IEC(International Electrotechnical Committee)의 표준전압과도 일치되지 않으므로 국산 전기기기의 국제표준화를 위해서도 2차 배전전압의 승압은 유리하다고 검토되었다
또한 1963년 한국의 자원개발에 수반한 농어촌전화(電化)의 가능성을 조사하기 위하여 내한한 아시아극 동경제위원회(ECAFE : Economic Commission For Asia and the Far East)의 조사단은 1964년 당시 전화율(電化率)이 12％인 농촌지역의 전화방안을 검토하는 보고서에서 한국의 2차 배전전압이 국제표준보다 낮은 전압을 채택하고 있음에 따른 배전설비 투자비의 증가 및 시설운영의 비효율성을 지적하였으며, ECAFE 지역 이외의 대부분 나라도 220/380V에서 240/415V 범위내의 높은 2차 배전전압을 사용함으로써 경제적으로 매우 유리한 입장에 있음을 상기시키고 한국에서도 새로운 전화(電化)계획을 수립할 때에 전반적으로 당시보다 높은 2차 배전전압을 채택하도록 강력히 권장했다.
이러한 결론에 따라 국내 전기학계를 비롯한 관련기관에 의견을 조회하고 미국의 기술용역기관인 EBASCO SERVICE사에 2차 배전전압 승압에 대한 검토를 의뢰한 결과 이에 대한 보고서가 제출되었다. 이 보고서는 220/380V 승압에 대한 연구를 권장하고 이 승압연구에 있어서는 현재 저압 110V에서도 안전규정이 220V 때와 같이 중요하다는 사실을 고려에 넣어 시행되어야 하며 1차 배전전압 승압시에 2차 배전전압을 동시에 승압하는 것이 가장 경제적일 것으로 지적되었다.
(2) 승압의 경제성
승압의 경제성은 크게 한전측과 고객측으로 구분할 수 있다. 한전측으로서는 저압설비의 투자비를 절감하고 전력손실을 감소시켜 전력판매원가를 절감시키며, 전압강하 및 전압변동률을 감소시켜 고객에게 양질의 전기를 공급하는데 있다. 그리고 고객은 큰 용량의 기기를 옥내배선의 보강없이 편리하게 사용할 수 있는 공급능력 증대에 있으며 나아가 자원빈국인 우리나라로서는 동(銅)과 같은 귀중한 자원 및 에너지의 절감을 기할 수 있다. | |
나. 연대별 주요 추진실적 |
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(가) 신배전전압에 대한 의견 조회
한전은 1964년 8월 20일 신설지역에 대한 승압전압의 결정에 앞서 대한전기학회, 대한전기공사협회, 이천전기, 금성사 등에 의견을 조회했다. 그 결과 대한전기학회는 첫째, 제시된 220/380V는 안전대책상의 문제 때문에 채택이 곤란(당시 국내에서는 누전차단기가 개발되어 있지 않음은 물론이고, 도입한 실적도 없었음)하고 둘째, 대안으로서 120/208V 3상 4선식을 권장하며 셋째, 2차 배전전압 승압은 중대한 문제이므로 연구조사전문위원회의 구성을 요망한다고 했고 대한전기공사협회는 첫째, 안전대책상의 문제점을 해소하고, 220/380V를 채택할 것과 둘째, 실내공사는 시공상 큰 애로점이 없다는 의견을 제시했다.
(나) 시험공급
1963년 ECAFE의 승압권유 및 EBASCO사의 보고서에 따라 1965년 7월부터 12월 사이에 시험적으로 신설지역인 경북 칠곡군 212호, 선산군 109호를 비롯하여 1966년에는 강원도 고성, 양구, 인제, 서울 화곡동 지역에 대하여 상공부의 허가를 얻어 220V로 시험공급을 시행했다.
(다) 추진기구 결성
상공부장관의 자문에 응하여 배전방식·배전전압·승압에 따르는 제반 기술적 문제와 기타 상공부장관이 요청하는 사항을 조사, 연구 심의하여 상공부장관에게 건의하도록 하기 위하여 1967년 3월 27일 |
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상공시 책자문위원회에 배전방식(전압)개선부문위원회를 발족했다.
또한 상공부에 배전방식개선부문위원회가 발족됨에 따라 한전승압위원회가 구성되었다. 그리고 1967년 9월 26일의 제1차 회의에서 신축하는 사옥 건물의 옥내배선은 220/380V로 하고 기존 사옥 건물의 100/200V 옥내배선은 점차적으로 220/380V로 개편하며 220/380V 시험공급 이래 가전기기 보급현황조사, 보상방안, 보상비, 전화(電化)수요호수조사, 승압실시요령(안), 수용가 전기요금 할인방안 등을 검토할 것을 의결했다. |
(라) 승압전압의 결정
신설의 경우에 일정 기간 부하증가에 따른 실시 과정을 고려하여 배전방식별 경제성 계산을 전자계산기를 이용하여 실시했으며 이때 검토 대상이 된 배전방식은 100/200V(종래방식), 220/380V(3상4선식 등동공용방식), 240/415V(3상4선식 등동공용방식), 277/480V(3상4 선식 등동공용방식)으로 검토했는데 결과적으로 220/380V 3상4선식 등동공용방식(전등, 동력 공용방식)은 선진 외국에서도 가장 널리 이용되고 있는 방식으로서 가장 유리한 것으로 나타났다.
(마) 안전대책연구
1968년 11월 28일 열린 배전방식(전압)개선부문위원회는 제3차 회의에서 승압안전대책은 별도로 연구 기관에 용역토록 결정했다. 이에 따라 서울공대 응용과학연구소는 1969년 9월 30일 220/380V 안전대책에 관한 연구용역보고서를 제출했다. 보고서는 ①절대적인 안전도를 가진다는 것은 어려운 것이지만 고감도(30㎃)동작 고장전류보호개폐기법이 거의 절대적인 안전도에 가까운 방법이다. ②동작전류 30㎃, 동작시간 30msec의 고감도보호개폐기의 적용에 따른 보호범위는 300㎃, 30msec의 것보다 보호범위가 넓으며, 전선 또는 구조물의 유전부에 인체가 접촉하는 경우에도 감전예방이 가능하다. ③고저압혼촉(混觸) 또는 뇌격에 의한 2차측의 전압상승이 650V를 초과하면 감전예방이 보장되지 않는다. ④감도보호 개폐기(30㎃, 30ms)를 적용할 경우에는 전용접지선과 150Ω이하의 접지공사를 생략하여도 무방하다는 내용이었다. | |
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(가) 상공부의 농어촌 신규고객 220V 공급 승인
1970년 4월 18일 상공부와 한전의 합동회의에서는 승압기간별 경제성을 비교한 결과 승압기간을 15년으로 설정하는 것이 유리하다는데 의견을 같이 했다. 상공부는 상공시책자문위원회내에 배전방식개선전문위원회를 두고 개선안에 대한 심의결과를 건의 받아 1971년 5월 신규의 집단수용 및 농어촌전화촉진법에 의한 농어촌고객을 220V/380V로 공급할 것을 승인했다.
따라서 농어촌전화촉진법에 의하여 전기가 가설되는 전국의 농어촌고객과 기타 농어촌지역과 도시지역에서 변대를 신설하여 공급하는 고객에 대해서는 220/380V로 공급키로 결정했다. 한편, 기설 농어촌전화사업에 의하여 220V로 공급되고 있는 지역과 근접된 농촌지역부터 소규모로 승압을 시행하여 왔다. 그리고 기설 동력고객의 380V 승압은 신ㆍ증설시에 승압전압으로 공급토록 했다.
(나) 겸용기기 생산촉구 및 개발비용 지급
2차 배전전압 승압기간 중 수용가의 전기기기 사용상의 불편해소와 승압공사시 기기보상비를 절감키 위하여 가정용 전기기기에 대하여 일정기간 동안 현재의 전압과 승압전압에서 함께 사용할 수 있는 겸용기기의 개발이 시급함에 따라 배전방식개선부문위원회에서는 1970년 9월 30일 전기용품 제조면허 등에 관한 시행규칙개정(안)을 마련했다.
승압보상비의 절감과 고객의 기기사용 불편의 근본적 해소, 겸용기기 개발 촉진과 220V 승압인식 촉구 를 목적으로 한전에서는 가전기기 생산업체에게 100/200V 겸용 및 220V 전용기기의 가격차액에 대하여 1973년 5월 14일 보상비를 지급하는 한편 한전이 지정한 지역에서 업체별 책임 아래 판매토록 했고, 100V용과 같은 가격으로 판매 보급했다.
(다) 220V 가전기기 KS규격 제정
1972년 12월 5일 농어촌고객과 신규집단 고객에 대해서는 220/380V로 공급토록 확정됨에 따라 220V 가전기기의 생산보급 촉진과 조속한 KS규격 제정을 위하여 한전에서는 대한전기학회에 220V 가전기기 규격개정을 용역하여 전기다리미 외 24개 품목에 대하여 규격개정 용역을 1973년 12월 27일 완료했다.
(라) 100V 전용기기 생산금지
한전은 승압시행 초기부터 원활한 사업추진을 위하여 겸용기기 생산보급을 수 차례에 걸쳐 가전기기 생산업체 등에 생산 협조 요청을 했으나 가전기기의 원가상승 및 기술적 요인 등의 이유로 겸용기기 생산이 극히 부진했다. 이에 따라 한전은 1977년 7월 11일 상공부에 ①승압률은 28.4％로 저조하고 ②기승압 고객은 220V 기기를 구입할 수 없어 강압기 사용에 따른 전력손실이 발생되고 있고 ③계속하여 100V 기기가 보급될 경우에는 승압보상비가 격증될 것이며 ④이러한 문제점을 해결하기 위하여는 겸용기기 보급을 원활히 하여야 한다는 등의 내용으로 100V 전용기기 생산금지 규제화를 건의했다. 이 건의에 따라 정부는 1978년 8월 20일 100V 전용기기 생산금지고시(공진청고시 12548호, 220V 승압에 따른 기술기준운영요령)를 공포했다. 그리고 이어 정부와 한전은 겸용기기 생산비절감 등을 위하여 조속히 승압을 완료할 수 있도록 1978년 5월 11일 단기승압계획(5개년 1978∼1982년)을 발표했다.
(마) 단기 승압계획 발표
농어촌 신규고객과 도시신규 집단고객은 1965년도 시험공급 개시 이래 1973년부터는 본격적으로 220/380V 공급이 활발히 진행되었으나 기설 고객의 승압은 검토 당시의 예상대로 상당한 어려움을 겪게 되었다. 그러나 종합적인 승압추진의 필요성에 따라 1970년부터 1984년까지 15년간의 장기승압계획을 수립한 바 있으나, 1977년에는 겸용기기의 개발보급이 부진상태를 벗어나지 못한 상황에서 100V 기기생산금지 규제와 더불어 5개년 단기승압계획으로 변경 발표했다.
(바) 220V 승압공사 시행
220V 승압방법은 사회적, 기술적 여건에 따라 많이 변경되었는데 크게 1977년 이전방식과 1978년 이후방식으로 구분할 수 있다. 1977년 이전방식은 가전기기에 대하여는 강압기 보상위주였고 안전대책으로는 접지보호방식을 취하였으며 콘센트, 플러그는 스마일형을 사용했다.
1978년 이후방식은 가전기기에 대하여는 가능한 한 많은 기기를 개선키 위하여 제작업자 개조방식을 택하였으며 고객의 안전을 위하여는 고감도누전차단기(30㎃, 0.1sec 동작형)를 부설하고 물기 또는 습기 있는 장소에는 500Ω이하의 접지공사를 병행했다. 콘센트, 플러그는 유럽지역에서 많이 사용하고 있는 둥근형(Pin Type)을 사용했다.
1978년 이후 승압방식은 보상방법에 있어서는 ①조명기구 중 백열전구류는 교환하고 형광등, 수은등은 안전기만 교환했다. ②배선기구 중 콘센트, 플러그는 220V용으로 교환하고 키소켓은 키레스소켓으로 교환하는 외에 키소켓의 경우에는 스위치부 로우젯을 설치했다. ③가전기기는 개조가능품은 우선 개조하고 개조기술개발에 따라 점차 확대, 개조 곤란품 중 저가격품은 신품 교환하며, 개조 또는 신품교환이 곤란한 품목은 강압기를 보상했다. | |
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(가) 220V 승압의 문제점 도출
승압은 당초에 수요증가에 대비한 설비투자를 줄이고, 양질의 전기를 공급함으로써 고객의 가전생활을 더욱 편리하게 이끄는 한편 전력손실을 대폭 줄임으로써 국가적인 손실을 방지하고 각종 전기기기 생산의 방향을 빨리 잡아줄 수 있다는 이점 등 여러 가지의 장점을 고려하여 시작한 것이다. 그러나 1979년까지 승압을 시행한 결과 한전측과 고객측에 문제점이 발생하였는데 한전측의 문제점으로는 첫째 가전기기의 급증으로 인한 보상비 증가가 발생되었다.
계획수립 당시의 1979년 예상 호당 가전기기 보급률은 1975년 표준조사에 의한 전국 통계결과와 일본의 보급추이를 비교 적용하여 호당 6.09대로 추정했으나 1979년에 대한통계협회에 용역을 시행하여 조사한 전국 가전기기 표준조사에 의한 보급률 증가율, 대체율의 통계 결과 호당보급률은 15.32대가 되어 당초 예상보다 2.5배로 증가했다.
둘째 1979년 제조업체의 승압지역에서의 기기개조율은 42.3％에 불과했다. 이와 같이 개조가 부진했던 이유는 가전기기 모델이 너무 많아 생산업체에서도 과거에 생산된 자사제품의 모델을 파악치 못하는 실정으로 기기의 개조방법 검토는 물론 개조부품 확보도 불가능했다. 1979년 한전에서 조사한 가전기기의 모델수는 3,250종에 달했으며 이 가운데 개조시행 모델은 759종이었다. 또한 군소업체제품은 분포도가 낮아 개조단가가 과중하게 상승되었고 구형기기, 노후기기 또는 외제기기는 개조부품 확보가 어렵고 개조 후 안전도 및 성능보장도 곤란했다. 셋째 1979년 12월 16일의 공업진흥청 고시에 의거하여 종래 사용하던 단권강압기가 2권선(복권)으로 변경됨에 따라 공사비가 과다소요 되었다.
고객측의 문제점으로는 승압고객의 개조가 곤란한 기기에 대한 강압기지급 증가로 기기사용이 불편하게 되었다는 것이다. 승압하지 않는 고객은 100V 전용기기 생산금지가 법제화될 경우에 필연적으로 크게 보급될 220V 전용기기 사용의 불편이 우려되었다. 1979년도 개조공사지역의 강압기 보상 점유율은 54.8％였다. 또한 승압공사시 개조작업은 개조업체별로 고객을 방문하여 시공하므로 소유기기의 제조업체수 만큼 개조요원이 출입하게 되고 그밖에 내선공사 작업원의 주택출입으로 인한 고객의 불편이 크게 되었다. | |
다. 양전압 승압추진 |
(1) 추진 경위
한전은 220V 승압의 제반 문제점에 대한 현황을 정부에 보고한 후 종합적인 문제점 해결에 나섰다. 고객 옥내설비는 될수록 비개조방식을 택하고 강압기 지급에 따라 초래되는 불편을 덜기 위해 강압기 보상방식은 지양하며 아직 승압을 하지 않은 고객의 220V 전용기기는 사용 편의 제공 우선의 승압 추진방향을 설정하여 정부와 협의했다. 아울러 승압에 따라 일어나는 여러 가지 부작용을 복합적으로 검토하여 4개의 계획안을 놓고 1979년 7월 20일서부터 대한전기협회와 2차에 걸친 협의를 가졌다.
동력자원부 주관 동력자원대책협의에서 2차례의 협의 과정을 거쳐 1979년도 제29차 경제장관협의회에 계획안을 상정했다. 그 방안은 ①승압은 단상 3선식으로 5개년에 걸쳐 양전압을 확보한다. ②이미 승압을 끝마친 고객을 위해서는 전압이 높아지는데 따른 안전대책이 강화되어야 할 것이므로 누전차단기를 5개년에 걸쳐 부설한다. ③기승압지역의 승압효과를 높이기 위하여 승압센터를 설치 운영하고 일부 자재를 한전에서 지급하여 종합강압기 제거를 권장하는 것 등이다.
(2) 양전압 확보공사
양전압 공급방식은 100V 가전기기 생산금지 조치로 단계적인 220V 전용기기 보급이 예상됨에 따라 100V 고객의 220V 전용기기 사용에 대비하기 위하여 단상 100V로 공급하는 모든 고객을 대상으로 했다. 승압시행공사는 희망승압과 계획승압으로 구분하고 희망승압은 고객신청에 따라 시공하고 계획승압은 장차 220V 기기사용에 대비하여 시공했다.
계획수립 당시 100V 가전기기의 생산금지 조치내용은 1979년 1월 1일부터 TV 등 전자응용기기, 1980년 1월 1일부터 전동력 응용기기, 1982년 1월 1일부터 전열기기를 단계적으로 100V 생산을 금지키로 했으므로 이에 따라 전압별 가전기기의 생산보급 전망을 추정하기 위하여 전기학회, 공업진흥청에서 학계, 생산업체 등과 여러 차례의 회의를 개최한 결과 에어콘, 냉장고 및 전기기기류 등은 대부분 220V 전용기기로 생산보급이 불가피할 것으로 전망되었다.
또한, 양전압공사시 220V 콘센트 회로를 시설하지 않은 것은 양전압 확보공사 시행초기로서 220V 전용기기 보급이 극히 적은 단계이었기 때문에 기기 사용장소 미확정, 옥내노출 전선의 경우 벽 관통 등으로 미관을 해치는 데 따른 고객과의 마찰방지 및 투자시점의 적정화를 기하기 위한 것이었다. 따라서 고객의 220V 기기구입시 즉시 공급이 가능하도록 우선 한전설비와 고객 옥내 220V 전용기기류까지 기기사용 시기에 대비하게 되었다.
(3) 양전압공사 추진방법 개선
1980년 1월 1일부터 시행된 양전압 공사는 100V 전용기기 생산금지 조치에 따라 보급되는 220V 기기를 사용할 수 있도록 모든 100V 고객에 5개년에 걸쳐 양전압 공사를 시행토록 했다. 그러나 대부분의 가전기기가 고객의 선호도에 따라 겸용으로 생산되고 100V로 사용됨으로써 당초 계획대로 추진시에는 시공 고객의 상당수가 220V 전압을 한번도 사용치 않고 양전압 임시설비를 철거할 것으로 예상되어 투자효과가 저조했다. 1981년 말의 220V 전환 활용도는 6.1％로 추정되었다.
그리고 고객의 입장에서는 원하지 않는 고객에게 시공시에는 옥내콘센트 회로를 노출로 시설함에 따른 미관의 저해 및 220V 콘센트회로 공사비 부담으로 불만이 야기되었다. 이의 해결을 위해 1981년 1월 양전압 공사계획의 조정에 착수했다. 1982년 5월까지 조정(안)에 대하여 각계 의견 청취 및 2회의 동자부 정책자문회의를 거쳐 1982년부터 1996년까지 15년에 걸친 장기계획 아래 인입선 이하의 공사를 위하여 양전압 공급을 위한 저압선 3선화 공사를 1984년까지 완료하고 인입선 이하 공사는 220V 필요고객에 한하여 시공함으로써 고객의 불만요인을 제거토록 했다. 또한 원가상승이 큰 겸용기기 등은 220V 전용생산을 장기적으로 유도하여 합리적인 기기 사용으로 양전압 설비의 활용(냉장고, 쇼케이스, 양수기)을 추진하고 220V 사용고객은 고객의 부담없이 220V 기기를 사용토록 기기사용 장소까지 콘센트 회로공사를 한전부담으로 시공토록 했다. 그리고 100V 가전기기가 적은 지역은 양전압 공급을 거치지 않고 직접 승압을 병행 시행함으로써 승압 완료 기간의 단축 및 경제적인 승압을 시행하도록 계획조정(안)이 확정되어 시행되었다.
(4) 누전차단기 부설
1978년 12월 31일 이전 220V 공급고객은 1979년 8월 30일 이전의 전기설비기술기준에 의거하여 누전차단기를 부설하거나 제2종 접지공사를 시행토록 되어 있었다. 당시에는 국내에 누전차단기가 개발되지 않은 상태였으므로 대부분 제2종 접지만으로 안전대책이 되어 있었으나 전기설비기술기준의 관련조항이 1979년 8월 30일에 개정됨에 따라 누전차단기 부설이 의무화되었다. 또 승압기본방침 변경시에 보완 사업의 하나로서 기설 220V 고객에 대하여는 누전차단기를 연차적으로 한전의 부담으로 시공하게 되었다. 1980년 7월 1일 이후 사용할 누전차단기는 30㎃, 30msec 전류동작형으로서 공업진흥청 고시 제15518호에 의한 인체감전보호용이다
(5) 종합강압기 제거 권유
종합강압기란 220V로 공급받고 있는 고객이 옥내회로를 100V로 사용키 위해 인입구 전력량계(2차)에 설치한 강압기를 말하며 종합강압기를 사용하면 옥내배선에서의 승압효과는 전무하게 되며 오히려 강압손실을 발생시키게 된다. 고객이 이와 같은 종합강압기를 사용하게 된 동기는 220V 기기의 보급부진으로 100V 기기를 사용코자 한데 있다. 100V 기기의 생산금지 조치에 따라 점차 220V 기기가 다수 보급될 것이므로 종합강압기를 제거시켜 고객부담 손실을 경감하고 승압효과를 높이도록 유도하고자 이 사업을 승압계획에 포함시키게 되었다. 이 사업의 내용은 종합강압기 사용 고객을 호별 방문하여 강압기 제거를 1980년부터 2년간에 걸쳐 권유하고 호응 수용가에게는 누전차단기를 우선적으로 부설하여 주는 한편 필요한 배선기기는 한전에서 무상 지급토록 했다.
(6) 220V 승압의 효율적인 추진방안 연구
1985년 220V 승압의 효율적인 추진을 위하여 승압 초기의 검토 단계에서부터 시행상의 문제점 등을 세밀히 검토하여 연구보고서를 작성했다. 그리고 승압별 공사기간의 설정에 대한 타당성 검토를 시행한 결과 1985년부터 1988년까지는 양전압 방식과 220V 직접승압 방식을 병행 추진키로 함에 따라 직접 승압은 100V 기기 보급이 적은 농촌지역을 선택 시행하고 1989년부터 1996년까지는 군지역부터 도시지역으로 확대 시행하는 단계별 추진계획을 수립했다. | |
라. 승압기간 연장 |
(1) 연장 배경 및 양전압 승압 폐지
양전압공사는 100V 전용기기 형식승인 금지에 의하여 겸용으로 생산되고 있는 냉장고, 전자렌지 등 대용량 기기와 220V 전용인 에어콘 등의 가전기기를 100V 고객이 220V 전원에 사용할 수 있도록 하기 위하여 과도적으로 시행했다. 이 공사의 추진기간은 양전압공사 비용과 향후 220V 전환공사 비용의 합이 직접승압공사 비용보다 적게 드는 시점까지 시행하는 것이 경제적으로 나타나 1988년까지 추진토록 되어 있었다.
그러나 승압 계획수립 기초자료인 100V 기기의 보급추이를 보면 1982년도 계획 수립시 1987년에는 호당 9.7대가 될 것으로 추정하였으나 1987년 표본조사 결과 호당 11.6대로 감소율이 둔화되어 직접승압공사 비용이 상대적으로 증가됨에 따라 현가적산경비비교법으로 승압방식별 소요비용을 산출하여 양전압공사기간의 연장 가능여부, 추진기간 및 기간별 경제성을 재검토하게 되었다.
100V 전용기기 감소율 둔화로 직접 승압방식보다 경제적인 양전압승압방식 추진기간은 1992년까지이므로 1988년까지 추진토록 계획된 현행 양전압공사기간을 1992년까지 연장하는 것이 타당하며, 1993년 이후 220V 전용기기를 사용하고자 하는 100V 공급고객에게는 개별 직접승압 시행이 유리할 것으로 판단되었다. 그리고 겸용기기 원가상승과 보상비에 따른 승압기간별 경제성을 비교한 결과 겸용기기의 원가상승은 기간이 짧을수록 유리하나 승압보상비는 더욱 증가하여 불리하게 되므로 원가상승비와 보상비의 합이 최소가 되는 시점이 가장 경제적인 것으로 분석되었으며 검토 결과 1999년에 완료하는 안이 가장 효과적인 것으로 나타났다.
따라서 100V 기기의 보유대수가 많은 시점에서 계획대로 사업량을 증대 시행하는 것은 승압고객의 100V 기기 사용 불편과 투자비의 과다한 소요가 불가피하므로 승압사업 기간을 연장, 100V 기기 보유대수가 감소되는 시점까지 사업량을 탄력적으로 운영하는 것이 유리하며, 1999년에 완료하는 안이 투자비 측면에서나 이득측면에서도 가장 경제적인 것으로 나타났다. 따라서 1992년 1월부터는 신규고객에 대하여 220V 단일전압을 공급하게 되었다.
(2) 겸용기기 생산 및 수입금지 및 승압기간 단축
승압공사 계획에 따라 공업진흥청은 고시 제92-563호(1992. 9. 2)로 110/220V 겸용기기 생산 및 수입 금지가 연도별 8단계로 214개 품목에 대하여 시행되었다.
승압사업이 1992년 현재 80％를 초과했고 공업진흥청에서도 1996년까지 단계적으로 220V 전용기기만을 생산토록 의무화함에 따라 미승압 고객의 220V 전용기기 사용상의 불편을 최소화하기 위하여 승압완료 목표연도를 1999년에서 1998년으로 1년 단축했다. 그러나 예기치 못했던 IMF 사태로 인하여 승압완료 연도를 다시 1999년으로 1년 연기하게 되었다.
(3) 380V 동력승압 시행
2차 배전전압의 승압사업이 전등용 220V 승압률은 93％, 동력용 380V 승압률은 90％에 이르렀으나 번화가와 상가 등 수요밀집지역의 신규공급설비 확보 곤란, 지중화공사시 중복투자 발생, 저압설비의 유지보수 곤란 및 안전사고 요인 상존 등 공급전압의 다양화로 인한 문제점이 많이 나타났다. 따라서 이를 해소하기 위해서는 2차 배전설비의 단일화가 선결 과제로 대두되어 기설 3상 200V 고객에 대한 승압의 필요성이 절실하게 되었다. 따라서 1995년 서울 중부지점과 제주지사의 시범승압을 거쳐 1996년부터 2005년까지 시행하는 380V 동력승압 계획을 수립하여 사업을 추진하게 되었다.
(4) 110V/220V 양전압의 220V 단일화 사업추진
1973년부터 시행한 110V 고객에 대한 220V 승압은 IMF관리체제의 어려운 난관을 헤치고 1999년도에 성공적으로 마무리했다. 승압사업의 효율적인 수행을 위하여 보류해오던 재개발, 재건축고객에 대하여는 2년 이내 철거가능지역의 경우 콘센트를 3개까지 설치하여 220V를 사용하는데 불편이 없도록 조치했고, 그 이외의 고객에 대하여는 승압을 시행하였으며 저압아파트 및 연립주택과 같이 개별승압이 곤란한 경우에는 부녀회를 통한 적극적인 홍보를 시행하여 누락고객이 없도록 만전을 기했다.
또한 1983년 이후 양전압을 공급하였으나 승압이 완료된 것으로 관리해 오던 고객에 대한 220V 단일화 사업을 추진하게 되었다. 이는 무엇보다도 양전압고객의 잔존으로 근본적인 저압 배전선로의 정비가 불가능함에 따른 설비관리의 비효율성을 내재하고 있었기 때문이다. 이러한 고객의 220V 단일화를 통하여 저압설비를 단순화함으로써 투자효율성을 극대화할 수 있을 뿐 아니라 380V 동력승압이 변대단위의 사업으로 추진하던 것에 비해 수십 개의 단위변대를 대상으로 부하배분을 통한 과부하 해소와 변압기 이용률을 높이고 불필요한 변압기를 정비함으로써 실질적인 저압설비개선 사업을 추진할 수 있게 되었다. 이러한 2차 배전전압의 단일화사업은 동력승압과 필연적으로 병행 시행되어야 함에 따라 1999년부터 2005년까지 중기적으로 시행하는 계획을 수립하여 시행하게 되었다. | |
마. 2000년대 승압 사업
2차 배전전압의 승압사업이 한전으로부터 저압을 공급받는 고객을 대상으로 시행됨에 따라 1차 배전전압이 22.9㎸로 공급받고 있는 고압수전아파트 세대의 경우에는 220V 승압대상에서 제외되었다. 따라서 이러한 세대의 220V 사용불편 민원을 해소하고 승압기 사용으로 인한 전력손실을 없앰으로써 에너지관리의 효율성을 높이고자 아파트 단위로 220V 전환사업을 추진하는 경우 승압기 제거로 인한 전력손실 감소분에 대한 특별지원책으로 전력량계와 누전차단기를 현품으로 지원하는 제도를 2000년 4월부터 시행했다. 승압사업은 380V 동력승압과 110/220V 양전압고객의 220V 단일화사업이 성공적으로 완료되어야 명실상부한 2차 배전전압의 승압이 이루어졌다고 할 수 있을 뿐 아니라 저압 배전설비의 단순화 및 표준화로 효율적인 설비관리가 이루어질 수 있을 것이다. | |
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| 7. 배전설비 지중화 |
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가. 지중화 추진경위 및 현황
1975년 9월 17일 청와대 경제 제1비서관실에서 청와대 경제 제1비서관 외 2명, 한국전력주식회사 송 변전부장 외 1명, 체신부 시설국장 외 1명, 서울특별시 도로시설과장 외 1명 등이 참석한 가운데 안보 및 도시미관을 위해 공동구 구축과 이용 및 시설물 지중화 계획에 관한 회의가 열렸다.
이 회의에서는 도시 안보 및 미관 개선을 위해 서울시 주요 간선도로변의 기설 배전설비를 연차적으로 지중화하도록 결정되었으며, 이에 따라 서울 시내 중심부 약 33㎞에 대해 1977년부터 1981년까지 5년 동안 공사비 약 100억원을 투자하여 기존의 가공배전선로를 지중화하는 사업계획을 수립했다.
1978년 1월 박정희 대통령이 도심지 및 주요 관광지 주변의 미관을 저해하는 가공선로를 정비할 것을 지시함에 따라 기존의 서울 중심부 위주의 계획을 주요 도시까지 확대하여 지중화 계획을 재수립했다.
이 계획에 따라 1981년까지 1단계 지중화 사업을 추진하였으나, 예산 등의 이유로 서울 시내(여의도 포함) 27.1㎞, 보문지구 10.1㎞만 지중화를 시행했다.
이 기간중 특기할 사항은 1978년 여의도에 우리나라 최초로 지하공동구를 건설한 것이다. 전기, 통신, 상수도 등 지하 매설물의 집합 수용으로 공사비를 절감하고 지하매설물의 효과적인 관리를 도모하고자 서울시 주도로 공동구를 건설하고 각 시설물 참여자는 점유면적에 비례하여 공사비 및 관리비를 부담하는 방식으로 공동구를 건설했다.
여의도 공동구를 효시로 1980년 구미, 1981년 제주 중문지구, 1982년 관천 신시가지, 1986년 목동, 1987년 가락, 1988년 상계 및 창원, 1989년 개포 공동구가 연이어 건설되었고 1990년대에는 신도시의 간선도로변에 공동구가 시설되었다.
1981년도에 올림픽 경기를 1988년에 서울에서 개최하기로 결정되었다. 이에 대비하여 이미 수립되어 있던 지중화 계획을 수정, 1982년부터 1987년까지 6개년 계획을 수립했다.
이 사업에 소요되는 예상 공사비는 708억원이었으며, 사업 내역은 서울 중심부 주요 간선도로 65.4㎞, 올림픽 경기장 주변 5.7㎞, 주요 관광단지 주변 5.9㎞를 지중화하는 것이었다. 그러나 이 계획은 시행도 하기 전에 아시안게임 유치로 계획이 변경되었으며, 1987년까지 계획된 사업을 1985년까지 2년을 단축, 완료하게 되었는데 이 기간의 사업 실적은 <표 7-47>과 같다.
<표 7-47> 1982년～1985년 지중화 사업 추진실적
|
구분 l 연도별 |
1982 |
1983 |
1984 |
1985 |
계 |
|
가공선로 지중화 |
사업량(㎞) |
20 |
51 |
56 |
67 |
194 |
|
투자비(억원) |
89.2 |
89.9 |
115.7 |
149.3 |
444.1 |
|
신규 지중 건설 |
사업량(㎞) |
131 |
150 |
206 |
135 |
622 |
|
투자비(억원) |
148.4 |
123.7 |
170.2 |
132.9 |
575.2 |
1985년 2월 동자부 업무보고 석상에서 행한 전두환 대통령의 지시에 따라 한전은 지중화 중장기계획(1986년∼2 001년)을 수립 시행했다.
<표 7-48> 가공선 지중화 중장기 계획 (단위: C-km, 억원)
|
구분 l 연도별 |
1986 |
1987 |
1988 |
1989 |
1990 |
1991 |
1992∼
1996 |
1997∼
2001 |
계 |
|
가공선로 지중화 |
사업량 |
136 |
130 |
125 |
103 |
90 |
66 |
675 |
675 |
2,000 |
|
투자비 |
381 |
364 |
350 |
288 |
252 |
185 |
1,890 |
1,890 |
5,600 |
|
신규 지중 건설 |
사업량 |
149 |
164 |
180 |
198 |
218 |
240 |
1,320 |
1,411 |
3,880 |
|
투자비 |
147 |
162 |
177 |
195 |
215 |
236 |
1,300 |
1,390 |
3,822 |
이 사업에는 막대한 자금이 소요되므로 사업을 원활히 추진하기 위하여 동자부와 함께 사회적 성격을 띄는 공사일 경우 정부와 지방자치단체 또는 수용가등 수익자에게 공사비를 부담시키는 방안을 강구했으나, 실제적으로 수 익자가 공사비를 부담하는 경우는 거의 없었으며 따라서 사업도 계획대로 추진되지 못했다.
<표 7-49> 가공선 지중화사업 추진실적(1986년～1996년) (단위: C-km, 억원)
|
연도별 |
1986 |
1987 |
1988 |
1989 |
1990 |
1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
계 |
|
사업량 |
55 |
154 |
74 |
103 |
61 |
67 |
50 |
51 |
65 |
40 |
69 |
789 |
|
투자비 |
114 |
185 |
150 |
190 |
141 |
143 |
120 |
145 |
225 |
140 |
372 |
1,925 |
1986년부터 1996년까지 지중화 추진사업 계획대 실적을 살펴보면 사업량은 계획 1,325㎞에 실적 789㎞로 실적률 59.6％, 투자비는 계획 3,710억원에 실적 1,325억원으로 실적률은 51.9％로에 머물렀다. 이는 기간중 전력수요의 급증에 따라 투자재원이 전원개발 및 신규설비 확충에 집중되어 지중화사업에 투자할 여력이 많지 않았던데 그 원인이 있었다.
이와 같이 지중화 사업이 당초 계획과 커다란 차이를 보임에 따라 1995년 태스크포스팀을 구성, 전국의 지중화 중장기 계획 수립에 착수했으며 1997년 지중화 10개년 계획을 확정했다.
1997년에 수립한 지중화 장기계획의 주요 특징은 이전까지의 서울 등 대도시 위주의 사업을 전국적인 범위로 확대한 것이다. 이를 위해 전국을 3개권역으로 나누어 각 지역별 특성에 따라 지중화 사업의 필요성 여부를 검토하여 사업계획을 수립했다. 지중화 대상지역 선정기준 및 사업시행 우선순위는 지방자치단체의 지원을 유도하기 위하여 지원이 있는 사업에 우선순위를 부여한 것이 가장 큰 특징이다.
이 기준에 따라 1997년 수립한 지중화 장기계획의 연도별 사업량 및 투자비는 <표 7-50>과 같다.
<표 7-50> 가공선 지중화사업 추진계획(1997년 수립)
|
연도별 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
계 |
|
사업량(C-㎞) |
65 |
120 |
169 |
207 |
234 |
246 |
233 |
234 |
228 |
237 |
1,973 |
|
투자비(억원) |
395 |
478 |
595 |
787 |
873 |
1,004 |
1,050 |
1,193 |
1,422 |
1,515 |
9,312 |
|
지중화율(％) |
8.7 |
9.3 |
9.8 |
10.4 |
11.0 |
11.5 |
11.9 |
12.3 |
12.7 |
13.0 |
- |
이 계획의 시행 초기년도인 1997년 말 우리나라의 경제는 IMF 관리체제로 들어가면서 설비투자가 최대한 억제되었다. 이로 인해 지중화 사업은 당장 시급한 사업 이외는 거의 시행되지 못했으며, 이러한 상황은 2000년까지 이어져 지중화 사업은 계획대로 수행되지 못했다. 2000년 말 현재 전국의 지중 배전선로는 14,567C-㎞(고압)로 8.6％의 지중화율을 기록하고 있다.
<표 7-51> 지중 배전설비 현황
|
고압케이블 |
변압기 |
개폐기 |
맨(핸드)홀 |
관 로 |
전력(공동)구 |
|
14,567C-㎞ |
21,375대 |
17,738대 |
29,144개 |
5,084km |
150.2km |
나. 지중 배전설비 이력 전산관리 |
(1) 개발 배경
지중배전설비의 효과적인 관리를 위하여 1986년부터 지중설비에 대한 이력을 카드로 관리하여 왔으나 지중설비의 급격한 증가에 따라 이의 작성 및 관리에 많은 인력과 시간이 소요됨으로써 수작업에 의한 지중설비의 관리가 한계에 이르게 되었다. 이에 따라 1991년 지중 주요설비인 케이블, 변압기, 개폐기 및 맨홀에 대한 각종 자료를 데이터베이스화하는 전산관리 프로그램의 개발에 착수했다.
(2) 시스템의 개요
수작업으로 관리하던 케이블, 변압기, 개폐기, 맨(핸드)홀 등 지중배전설비에 대한 설치이력 사항과 정기점검 또는 보수사항, 위치도 등을 온라인으로 입력받아 회선별 또는 기기번호별로 모든 사항을 즉시 조회 가능토록 하는 시스템이다. 또한 사업소에서 각종 출력검색조건을 입력받아 수시로 발생하는 각종통계자료를 사업소 담당자에게 즉시에 제공하는 기능도 갖추고 있다.
(3) 시스템의 목적
ㅇ연도별 지중설비 보강계획 수립자료 활용
ㅇ지중고장설비와 동일설비의 예방점검으로 고장정전 방지
ㅇ지중배전설비 설치, 보수, 고장내용의 체계적 관리
ㅇ배전설비관리시스템(배전GIS) 기본자료 구축
(4) 시스템의 관리범위
<표 7-52> 전산화 추진 배경
ㅇ지중배전설비에 대한 설치 점검 및
정비사항관리에 인력과 시간 과다소요
ㅇ지중배전설비의 급격한 증가(연 평균 15％ 이상)
ㅇ자료의 체계적인 정리 및 활용 곤란 |
⇒ |
ㅇ지중배전설비 보강계획 수립 조기지원
ㅇ설비고장으로 인한 정전사고 사전 예방
ㅇ지중설비 공급신뢰도 향상 |
<표 7-53> 개발 일정
|
기본설계 |
1991. 2∼1992. 3(배전처) |
|
시스템 설계 |
1992. 4∼1992. 6(정보처리처) |
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프로그램 개발 |
1992. 7∼1992. 12(정보처리처) |
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테스트 및 개발검사 |
1993. 1∼1993. 2(배전처, 정보처리처) |
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이용자지침서 작성 |
1993. 2∼1993. 4(배전처, 정보처리처) |
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표본적용 |
1993. 5∼1993. 6(수원, 춘천, 여의도) |
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개선사항 보안 |
1993. 5∼1993. 10 |
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전국 확대 |
1993.12 |
ㅇ케이블:설치이력, 절연(열화)측정관리, 접속이력
ㅇ변압기:설치이력, 결선내용, 점검 및 정비이력, 위치도, 엘보 접속이력
ㅇ개폐기 : 설치이력, 결선내용, 점검 및 정비이력, 위치도, 엘보 접속이력
ㅇ맨(핸드)홀:설치이력, 점검 및 정비이력, 위치도, 관로배치도
ㅇ지중배전공사관리대장 관리
ㅇ케이블 접속교육 이수자 관리
ㅇ이용자 등록
(5) 향후 계획
이 시스템은 NDIS시스템의 개발이 완료되면 당초의 계획대로 현재까지 축적한 자료를 NDIS시스템으로 이관하고 본 시스템은 사용을 중지할 예정이다. | |
다. 지중배전 기자재의 변천 |
|
(1) 지상설치형 변압기(Padmounted Transformer)
현재 사용하고 있는 지상설치형 변압기는 1980년대 초기에 개발한 것이다. 지상변압기가 개발되기 전인 1970년대의 가공배전선 지중화공사에서는 기존의 주상변압기를 사용하였으므로 케이블을 전주에 끌어 올리고 주상변압기를 거쳐 수용가에 전력을 공급했다.
지상설치형 변압기는, 주상변압기와는 달리, 1차측이 완전 절연처리된 Dead-Front Type으로 개발했으며, Loop Feed 방식을 채택하여 전원측 선로고장시 부하측에서의 전원공급이 가능한 구조이고, 부하전류를 개폐할 수 있는 Loadbreak 붓싱을 사용했다. 변압기 보호장치로는 변압기 1차측 내부고장에 대한 보호용으로 CL(Current Limit)휴즈와 2차측 단락 및 OT(절연유) 온도상승시 동작하는 일명 Bay-O-Net 휴즈라는 이중소자(Dual Element)휴즈를 모두 변압기에 내장하여 사용하고 있다.
초기의 지상설치형 변압기는 단상 30㎸A에서 200㎸A까지, 3상 75㎸A에서 300㎸A까지의 규격을 개발하여 사용했으나, 부하증가에 따른 변압기 설치공간 확보의 어려움 등으로 3상 500㎸A의 대용량 변압기를 추가 개발하여 사용하고 있다.
1990년대 초부터 지방자치단체의 역할이 증대되고 국민 생활수준이 향상됨에 따라 도시미관이 중요시되면서 지방자치단체에서도 가공선의 지중화 요구가 증가하게 되었으며, 지상기기 설치공간 확보의 어려움도 가중되었다. 이에 한전은 현상 극복을 위하여 지상기기의 소형화를 추진하게 되었으며, 대도시 중심부에 설치되어 있는 지상변압기 절연유 분출로 인한 인명사고의 예방대책으로 1990년대 중반부터 지상변압기 개선 작업을 추진해 왔다.
현재 채택중인 지상변압기는 '순간압력저감장치'라는 방압판(放壓板 ; Rupture Disc)을 변압기 본체 상부에 부착하여 변압기 내부고장 발생시 방압판이 파열되어 내부압력을 저하시킴으로써 절연유 분출 사고에 의한 인명사고 를 예방하도록 고안된 것이다. 또한 변압기의 절연등급은 H종(온도상승 180℃)을 적용하여 변압기 소형 화로 단상 300㎸A는 기존의 200㎸A 크기로, 3상 500㎸A는 기존의 300㎸A 크기로 개발하여 변압기 설치공간 확보의 어려움을 덜도록 했다. 아울러 국내 철심 생산량을 감안하여 주상변압기에만 적용하였던 저손실형 철심(G6 Core)을 지상변 압기에도 적용하여 배전손실을 감소시킬 수 있도록 추진중이다.
<표 4-54> 시스템 입출력 상세내용
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ㅇ케이블 사항
- 회선번호, 구간
- 설치이력 및 절연(열화)측정치
- 접속이력 및 목록이동
ㅇ변압기 사항
- 회선, 기기번호, 전산번호
- 설치,점검,보수,엘보접속내용
- 현장위치도 및 목록이동
ㅇ개폐기 사항
- 회선, 기기번호, 전산번호
- 설치,점검,보수,엘보접속내용
- 현장위치도 및 목록이동
ㅇ맨(핸드)홀 사항
- 회선,맨홀번호,전산번호
- 설치, 점검, 보수내용
- 현장위치도 및 목록이동
ㅇ지중배전공사관리대장관리
- 회선, 공사번호
ㅇ케이블접속교육이수자관리
- 교육기수, 수료증번호 | |
ㅇ케이블 사항
- 회선, 구간, 측정장소, 절연
(열화)사항으로 성극비 계산 및 판정결과 제시
- 입렫자료 DB 갱신
ㅇ변압기 사항
- 입렫자료 DB 갱신
ㅇ개폐기 사항
- 입력자료 DB 갱신
ㅇ맨(핸드)홀 사항
- 입력자료 DB 갱신
ㅇ지중배전공사관리대장관리
- 입력자료 DB 갱신
ㅇ케이블접속교육이수자관리
- 입력자료 DB 갱신
- 이수자 번호 체크
ㅇ이용자 사번 및 비밀번호 확인
| |
ㅇ케이블 사항
- 사업소별 통계자료
(설치, 점검, 보수, 접속)
- 목록이동 통계
ㅇ변압기 사항
- 회선별 통계자료
(설치, 점검, 보수, 엘보접속)
- 목록이동 통계
ㅇ개폐기 사항
- 회선별 통계자료
(설치, 점검, 보수, 엘보접속)
- 목록이동 통계
ㅇ맨(핸드)홀 사항
- 사업소별 통계자료
(설치, 점검, 보수, 접속내용)
- 목록이동 통계
ㅇ지중배전공사관리대장관리
- 사업소별, 회선별 통계
ㅇ케이블접속교육이수자관리
- 교육기수, 수료증번호 | |
<표 7-55> 지상설치형 변압기의 종류 (2000년 현재)
|
계통전압 |
규 격 |
용량(㎸A) |
1차전압(V) |
2차전압(V) |
비고 |
|
6.6㎸ |
단상 |
30, 50, 75, 100, 150, 200 |
6,600 |
230/115 |
|
|
등동공용 |
130, 200, 275 |
6,600 |
230/115 |
|
|
삼상 |
75, 100, 150, 200, 300 |
6,600 |
400/230 |
|
|
22.9㎸ |
단상 |
30, 50, 75, 100, 150, 200 |
13,200 |
230/115 |
난연변압기 별도 |
|
삼상 |
75, 100, 150, 200, 300 |
22,900 |
400/230 |
〃 |
<표 7-56> 지상변압기 설치현황
|
전압별 l 장소별 |
지상 |
옥내 |
지하 |
소계 |
|
6.6㎸ |
431 |
- |
5 |
436 |
|
22.9㎸ |
18,899 |
1,187 |
440 |
20,526 |
|
합계 |
19,330 |
1,187 |
445 |
20,962 |
한편, 1999년에는 '지상변압기 부하ㆍ온도 무선측정장치'를 개발하여 지상변압기 부하전류 및 절연유 온도 등 변압기 운전실태를 무선으로 측정 할 수 있는 시스템을 구축했다. 이 무선측정장치는 30일간의 변압기 운전실적을 자체에 저장하는 구조로서 월 1회 측정으로 변압기 운전실태를 완벽하게 관리할 수 있으므로 과부하에 의한 변압기 소손 예방에 획기적인 기여를 하게 되었다. 지상변압기 규격의 제정 및 개정 경위는 <표 7-57>과 같다.
<표 7-57> 지상변압기 규격제정 및 개정경위
| 1983. 11 |
구매규격 제정 |
| 1991. 12 |
잠정표준규격 제정 |
| 1998. 2 |
잠정표준구매시방서 개정(삼상 500㎸A, 난연유입 변압기 추가) |
| 2000. 5 |
잠정표준구매시방서 개정(1차탭 단순화 ; 5탭→3탭) |
(2) 지중배전용 개폐기
지상설치형 변압기와 마찬가지로 지중배전용 개폐기가 개발되기 전인 1980년대 이전까지는 가공선로에서 사용하던 유입개폐기(O/S)나 25.8㎸ 기중부하개폐기(I/S)를 전주에 설치하여 지중배전 계통의 개폐기로 사용하였으므로, 케이블은 지중에 시설되었으나 변압기와 개폐기 설치를 위한 전주가 그대로 남아있는 불완전한 상태였다.
1980년대 초부터 1984년 이전까지는 지중배전용 개폐기를 미국의 Joslyn, Kearney 등에서 수입하여 사용하였으며, 1984년 이후부터 미국의 Joslyn과 기술제휴한 금성계전(현 LG산전)이 지중배전용 개폐기를 개발하면서 국산화가 본격적으로 시작되었다.
국산화 개발 초기의 개폐기는 정방형 및 원통형으로 제작하여 지상 또는 지중에 설치하였으나, 지중 맨홀내에 설치된 개폐기에 대한 유지ㆍ보수상의 문제점으로 인하여 1989년 지상설치형 개폐기를 개발하여 현재까지 사용중에 있으며, 1995년에는 자동화용 지상개폐기를 개발하여 계통연계용 개폐기에 적용중이다.
1980년대부터 약 20년간 지속적인 품질개선 노력의 결과로 지중배전용 개폐기의 품질은 안정적인 수준으로 판단되나, 개폐기 크기가 너무 커서 보도폭이 좁은 우리나라의 도심지에서 설치공간을 확보하는 것이 지상개폐기 운영상 가장 큰 문제로 대두되었다.
<표 7-58> 1980년대 전후반 개폐기 사용 동향
|
1985년도 이전 |
1985년도 이후 |
|
Vacuum+Oil(TEC:美)
Air(S&C:美) SF6(Joslyn:美)
Vacuum+SF6(Kearney:美)
Oil (G&W:美) |
Vacuum+SF6(국산), SF6(국산) |
<표 7-59> 국산화 개발 초기의 지중배전용 개폐기
|
업체명 |
Type |
개발채택 |
주요부품 공급업체 |
비고 |
|
개폐기 |
접속재 |
|
금성계전 |
지상설치형 |
1984. 8. 14 |
Joslyn
(미국) |
Elastimold
(미국) |
3, 4회로용 |
|
지중설치형 |
1984. 7. 18 |
|
금성기전 |
지상설치형 |
1987. 12. 29 |
Kearney
(미국) |
Elastimold
(미국) |
〃 |
|
지중설치형 |
1985. 4. 16 |
<표 7-60> 지상개폐기 설치현황 (1999년 말 기준)
|
전압별 l 장소별 |
지상 |
옥내 |
지하 |
원방 |
소계 |
|
6.6㎸ |
188 |
30 |
24 |
- |
242 |
|
22.9㎸ |
15,665 |
491 |
119 |
116 |
16,721 |
|
22㎸ |
44 |
34 |
11 |
131 |
220 |
|
합계 |
15,897 |
555 |
484 |
247 |
17,183 |
개폐기 Slim화를 위하여 1996년 중소기업 협력연구 개발과제로 Innercone Bushing형 개폐기를 개발하여 현장에 시범적용하였으나, 기존의 개폐기 접속재와 케이블 접속방식이 상이하여 접속자재 운영상의 어려움이 예상되고, 설치면적은 50％로 축소되나 높이가 과다하게 증가하는 문제점 등으로 사용을 중단했다.
1999년 개폐기 케이블 접속방식의 일원화(스틱식, 데드식 → 데드식)와 개폐기 제작업체들의 기술력 향상에 의한 지상개폐기 소형화를 추진하여 1999년 10월 22일 구매시방서 개정을 완료하고, 2001년 4월부터 현장에 적용했다. 소형화한 개폐기는 최고 50 ％의 설치면적 축소 효과와 기기 높이도 100㎜ 줄이는 등 지상개폐기 설치공간 확보의 어려움을 극복하는데 많은 도움이 될 것으로 기대되며, 개폐기 조작스위치도 투입, 개방, 접지 기능의 3 Position 스위치로 개선하여 개폐기 접속방식의 일원화(데드식)로 접지작업의 불편을 해소할 수 있도록 했다. 지중배전용 개폐기 규격 제정 및 개정 경위는 <표 7-61>과 같다.
<표 7-61> 지상배전용 개폐기 규격제정 및 개정경위
| 1983. 8 |
구매규격 제정 |
| 1988. 4 |
잠정표준규격 제정 |
| 1999. 2 |
잠정표준 구매시방서 개정 (IEC 60265 개정에 따른 보완) |
| 1999. 10 |
잠정표준 구매시방서 개정 (개폐기 종류의 단순화 및 소형화 추진) |
| 2000. 4 |
시행 |
(3) 지중배전용 케이블
1970년대 이전까지는 SL 케이블이나 EV케이블을 주로 사용하였으나, 1970년 7월 국내에서 처음 CV 케이블(Cross-Linked Polyethylene Insulated Vinyl Sheathed Power Cable)이 개발되어 1972년 하반기부터 22㎸ 비접지 계통에 사용하기 시작하였으며, 1978년부터 22.9㎸ 다중접지 계통에 CN/CV 케이블을 사용했다.
현재 사용하고 있는 케이블은 내ㆍ외부 반도전층 및 절연체에 대한 3층 동시 압출방식 구조의 중성선을 가진 케이블을 사용하고 있다. 케이블의 도체는 동(銅)도체로서 60㎟, 200㎟, 325㎟ 3종류의 규격을 주로 사용해 오다가 대용량 배전방식의 관로내 케이블로 600㎟를 개발하여 사용했으며, 절연체의 두께는 7.4㎜(최소 6.6㎜), 중성선은 도체단면적의 1/3 단면적을 사용하고 있다.
지중배전 케이블 열화(劣化)고장의 대부분이 케이블내에 침투한 수분이 절연체의 절연내력을 약화시키는 이른바 수트리( Water Tree)로 밝혀지면서, 케이블내 수분 침투 방지를 위한 노력을 경주해왔다. 1992년에는 케이블 가교방식을 습식가교에서 건식가교로 변경하였으며, 케이블 중성선 사이로 침투하는 수분의 확산을 방지 하기 위한 차수형(遮水型) 케이블을 개발하여 사용하다가, 1995년에는 케이블 도체 부분을 통한 수분 확산까지도 방지하기 위하여 수밀형 케이블(CNCV-W)을 개발하여 입상케이블 등에 제한적으로 사용했다 . 1998년부터는 일반형(차수형 포함) 케이블 사용을 전면 중지하고 수밀형 케이블을 전체적으로 사용했으나 케이블로 침투하는 수분을 완벽하게 막기는 어려운 실정이다.
<표 7-62> 지중배전선로 증가추이
|
연도별 |
1961 |
1978 |
1984 |
1988 |
1994 |
1999 |
2000 |
|
긍장
(누계) |
40 |
183 |
1011 |
2,917 |
8,684 |
14,084 |
14,925 |
|
지중화율
(％) |
- |
0.3 |
1.3 |
3.0 |
6.6 |
8.4 |
8.7 |
수트리에 의한 케이블 고장을 예방하고, 케이블 내용연수를 증가시키기 위하여 1999년에는 트리억제형 케이블(TR-XLPE) 도입을 추진하였으며, 구매시방서를 제정하여 케이블 제조업체의 제품개발이 진행중이다. 개발중인 트리억제형 케이블은 수밀형 케이블에 비해 약 30％ 정도의 가격 상승이 예상되나, 수명이 2∼3배 늘어날 것으로 전망되어 경제성 측면에서도 유리할 것으로 보인다.
1994년 북인천변전소 전력구 화재를 계기로 지중배전 케이블에 난연도료(難燃塗料), 난연테이프 등으로 보강하는 케이블 방재(난연)처리가 본격화되었고, 1998년부터는 케이블 외피 자체를 폴리올레핀(Polyolephine)이라는 난연성 재질을 사용한 난연케이블(FR CNCO-W)을 개발하여 전력구, 공동구 및 케이블처리실 등 케이블이 다회선 시설되는 장소에 적용토록 했다.
(4) 케이블 접속재
케이블과 케이블의 접속, 케이블의 단말처리 등을 위한 케이블 접속 자재는 외국에서 수입에 의존해 오다가 1979년부터 국산 접속재가 최초로 납품되었으며, 현재는 잠정표준 구매시방서로 운영중이다. 1979년에 한국3M에서 케이블 접속재를 최초 납품한 이후 1983년에는 접속재를 개발대상품목으로 지정하여 국산개발이 활발히 추진되었다.
1978년 케이블 직선접속재 국산개발규격 제정 당시에는 충격시험전압을 150㎸로 운영하였으나, 1984년 케이블의 충격내전압 특성과의 일치를 위하여 시험전압을 240㎸로 개정하여 운영중이다. 케이블 접속재는 용도상으로 크게 직선, 종단, 분기 및 엘보접속재로 구분한다. 케이블의 분기 접속을 위하여 처음에는 분기접속재를 사용했으나, 분기접속개소에서 고장이 많이 발생하여 현재는 분기가 필요한 경우 지상설치형 개폐기를 이용하여 분기하는 것을 표준으로 하고 있다.
직선접속재는 접속 방식별로 테이프레진형, 열수축형, 조립형으로 구분하며, 종단접속재는 자기수축형, 열수축형, 조립형으로 구분하고 있으나, 현재는 조립형 접속재만 사용되고 있다.
| |
라. 지중배전 공법 |
(1)조립식 전력구 공법
그동안 국내에서는 각종 하수도를 만들거나 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 시설을 지하에 건설할 경우 주로 현장타 설식 공법을 통해 구조물을 시공해 왔으나, 최근 들어서는 공기단축 및 경제적 시공을 위해 공장에서 미리 제작한 제품을 현장에서 조립 시공하는 공법이 점차 확산되고 있는 추세이다.
<표 7-63> 현장타설식과 조립식전력구 장단점 비교
|
구분 l 공법 |
현장 타설식 전력구 |
조립식 전력구 |
|
공법개요 |
현장에서 거푸집 및 철근조립을 하고 콘크리트를 타설하여 구조물을 만든 후 방수시트로 외부를 마감 |
공장에서 단위제품으로 생산하여 현장에서 PS강선으로 접합한 다음 접합부를 무수축 그라우팅을 사용하여 일체화 하는 공법 |
|
시공방법 |
줄파기→가시설공사→토공굴착→기초공사→바닥 및 구체콘크리트→방수→되메움 및 다짐 |
줄파기→가시설공사→토공굴착→조립식 전력구운반→부설 및 접합부 그라우팅→ 되메움 및 다짐 |
|
사용재료 |
콘크리트:210㎏/㎠
철근:σy=3,000㎏/㎠ |
콘크리트:350㎏/㎠
철근:σy=4,000㎏/㎠ |
|
공사기간 |
ㅇ콘크리트 양생기간을 포함하여 거푸집 설치 및 해체, 철근조립, 방수작업 등 상당기간 소요
ㅇ작업속도:49일/30m |
ㅇ조립속도는 평균 15m/일이며, 전체공기는 터파기 속도에 좌우됨
ㅇ작업속도:15일/30m |
|
장점 |
ㅇ현장여건 변화에 맞추어 시공하기가 쉬움
ㅇ단면 및 곡선부 등 단면변화에 적응력이 우수
ㅇ분기구 및 환기구와의 연결성이 양호 |
ㅇ조립 직후 되메우기가 가능하여 공사기간 최소화로 교통체증 및 민원 해소
ㅇ고강도 공장제품으로 수밀성 및 내구성, 강도유지가 유리
ㅇ기후변화에 제약을 받지 않음
ㅇ전력구내부 상태가 양호 |
|
단점 |
ㅇ장기간 공사로 인한 교통체증 및 민원 발생
ㅇ작업공종 복잡으로 시공 및 품질관리가 곤란
ㅇ공정 단계별 확인검사가 필수적
ㅇ장마철, 동절기 등 기상조건에 제약을 받음 |
ㅇ분기구 등 현장타설 접합부분 처리에 주의를 요함
ㅇ곡선부 및 지장물 발생 등 현장 여건변화에 일부 미흡함
ㅇ크레인 등 제품 조립장비가 별도 필요 |
조립식 전력구는 조립속도가 빠르며 시공 후 즉시 되메우기를 할 수 있어 공사시 야기되는 시민불편사항과 교통소통 방해, 그리고 불필요한 시간낭비 등의 문제를 해소할 수 있어 복잡한 도심지 공사에 매우 효과적이며, 철저한 품질관리에 의해 공장에서 생산하므로 품질이 균일하며, 수밀성과 내구성을 증진시킬 수 있는 여러 가지 장점을 가지고 있다. 우리나라에서는 1983년도에 조립식 구조물이 개발되어 주로 하수암거에 적용하여 왔으며, 한전은 1997년 154㎸ 구의변전소 인출전력구 공사시 최초로 조립식 공법을 적용하여 시공했다.
(2) 폐아스콘 재활용 추진배경
기간산업의 발달과 더불어 매년 포장된 많은 도로를 절단하고 각종 지하매설물공사를 시행함으로써 폐아스콘의 발생이 날로 증가 추세에 있고 한전에서도 지중화 공사시 폐아스콘이 발생하고 있으나, 이 폐아스콘의 적절한 재활용 공법이 개발되지 않아 단순매립으로 귀중한 자원과 예산의 낭비는 물론 폐기물 불법매립 및 무단투기로 사회적 문제를 야기하고 있다. 그러나 최근 폐아스콘을 재생하여 포장복구하는 공법이 신기술로 개발됨으로서 한전에서도 자원재활용 시책에 호응하고자 재활용 공법을 도입하게 되었다. | |
마. 공동구 |
(1) 공동구의 법적 근거
공동구에 관하여는 개정도시계획법이 1971년 7월 19일 공포되고, 이어서 개정도시계획법 시행령이 1971년 10월 7일 공포됨으로써 법적 근거를 마련하게 되었다. 이들 법규는 공동구에 관하여 정의, 시설의 설치, 사업의 시행자, 비용부담, 관리 등에 관하여 규정되어 있다.
(2) 공동구의 정의
공동구는 도시생활을 영위하는데 필요한 전기, 전화, 상수도, 가스, 하수도, 냉난방시설등의 필수적인 공공시설물을 가공선이나 지하매설물 형태로 공급함에 따라 야기되는 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 동일구내에 2종 이상의 공공시설물을 수용, 공급함으로써 도로의 반복굴착 방지, 도시미관 향상, 유지관리 용이, 도로공간의 유효적 이용 등을 목적으로 지하에 설치한 시설물로서 도시계획법 제2조 1항에서 정의하고 있으며, 도로법 시행령 제1조의 2항에서 도로의 관리청이 설치한 것은 도로의 부속물로 정의하고 있다.
우리나라는 1978년 완성된 여의도 공동구를 시초로 구미, 여천, 창원 등 공업단지, 서울의 목동, 개포, 가락동, 상계동 등의 대단위 아파트 공사시 공동구 건설과 일부구간에 공공시설 사업자의 합의로 공동구 공사가 진행되었으며, 1989년 정부의 200만호 주택건설계획으로 추진한 분당, 일산, 둔산, 평촌, 중동 연수지구 등 5개지역의 단지내에 공동구를 건설했다.
(3) 공동구의 계획 및 관리
공동구에 대한 도시계획의 결정 및 결정된 도시계획의 변경에 관한 사항은 서울특별시장, 부산시장 또는 도지사에 위임되어 있다. 그러나, 일방적으로 위의 지방장관이 공동구의 계획을 결정하는 것은 아니며, 도시계획시설로서의 공동구를 설치하고자 하는 시장 또는 군수는 그 공동구에 수용될 전기, 가스, 수도의 공급시설, 전기통신시설 및 하수도시설 등의 관리자(공동구 점용 예정자)에게 다음 각호의 사항을 정하여 미리 이를 통지하여야 하고, 이 통지를 받은 공동구 점용 예정자는 시장 또는 군수가 정한 기한까지 그에 관한 의견서를 제출할 수 있게 했다.
설치된 공동구는 시장 또는 군수가 관리하고, 이 관리에 소요되는 비용은 그 공동구를 점용하는 자가 부담하며, 그 비율은 그가 점용하는 면적을 고려하여 관리자가 정하고, 이를 연2회 분할 납부케 했다.
<표 7-64> 한전 참여 공동구 현황
|
소 속 |
공동구명 |
단면형식(m) |
최선수 |
준공연도 |
|
폭 |
높이 |
긍장 |
배전 |
송전 |
|
서울 |
개포공동구 |
2.1 |
2.3 |
4,271 |
23 |
6 |
1989 |
|
가락공동구 |
2.0 |
2.3 |
7,200 |
11 |
4 |
1987 |
|
여의도공동구 |
3.0 |
2.5 |
6,098 |
37 |
2 |
1978 |
|
상계공동구 |
2.6 |
2.3 |
1,070 |
22 |
- |
1988 |
|
목동공동구 |
1.8 |
2.3 |
11,700 |
26 |
2∼6 |
1986 |
|
경기 |
분당공동구 |
1.74 |
2.1 |
14,700 |
5∼23 |
- |
1994 |
|
평촌공동구 |
2.2 |
2.1 |
3,400 |
14 |
2 |
1992 |
|
인천 |
연수공동구 |
1.7 |
2.0 |
2,400 |
13 |
- |
1992 |
|
중동공동구 |
2.1 |
2.1 |
5,769 |
23 |
2 |
1993 |
|
충남 |
둔산공동구 |
2.1 |
2.1 |
5,467 |
26 |
4 |
1992 |
|
전북 |
익산지하도 |
2.3 |
2.1 |
388 |
4 |
- |
1979 |
|
대구 |
상무신도심 |
2.1 |
2.1 |
1,235 |
2∼4 |
- |
1997 |
|
경남 |
구미 |
1.6 |
2.4 |
1,566 |
2 |
- |
1980 |
|
부산 |
창원공동구 |
1.2 |
2.3 |
5,500 |
9 |
- |
1988 |
|
경기북부 |
해운대공동구 |
2.1 |
2.1 |
4,713 |
30 |
- |
1997 |
|
|
일산공동구 |
1.47 |
2.1 |
6,356 |
22 |
- |
1995 | | | |
| |
|
|
