eom 기술정보

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2000년 4월 1일 08:57

[IR52 장영실상] 효성 변전설비 800kV 가스절연개폐장치

주식회사 효성은 변전설비인 800kV 가스절연개폐장치(ＧＩＳ)를 독 자개발해 장영실상을 수상했다.

이 제품은 변전설비 가운데 변압기를 제외한 모든 기기를 하나로 통 합해 변전소의 크기를 기존의 10분의 1로 줄일 수 있는 변전 설비다.

전력을 송전하는 과정에서 전력손실을 줄이기 위해서는 송전전압을 높여야 하는데 그동안 국내에서는 345kV가 최고압이었으나 효성이 800kV급으로는 국내 최초이자 세계 3번째로 개발하는 성과를 거두었 다.

@개발의의 효성이 개발한 800kV GIS는 전 세계에서 남아프리카공화국의 에스콤 전력사가 유일하게 ABB와 도시바의 전력기기를 사용해 상용운전을 하 고 있다.

우리나라에서는 한국전력이 지난 91년 송전전압을 765kV로 높이기로 하고 송전전압 격상을 추진하고 있다.

효성은 이에 맞춰 765kV 가스차 단기 등을 개발했고 이같은 기술력을 바탕으로 800kV GIS를 개발하는 데 성공했다.

800kV GIS는 송변전용 변전기기로는 설치면적이 가장 적고 환경친화 적인 특성을 지니고 있어 앞으로 국내 변전설비에 일대 혁신을 가져올 것으로 보인다.

효성은 이를 독자기술로 개발해 국내 변전설비 기술을 한단계 높이 는 성과를 거뒀다.

효성은 당시 국내에서 시험이 불가능했던 800kV GIS 중에서 가장 중 요한 기기인 차단기(GCB)의 단락시험을 이태리의 국제공인시험기관인 CESI에서 실시한 뒤 이에 합격함으로써 국내외적으로 개발능력과 품질 의 우수성을 인정받았다.

초고압 가스절연개폐장치 또는 차단기는 다른 기기와 달리 설계·제 작을 완료한 후에도 개발시험을 실행하는데 많은 시간(보통 1년)과 경 비(수억원)가 소요되기 때문에 중간에 단 한치의 실수도 허용되지 않 는 대단히 어려운 개발업무라고 할 수 있다.

@기술,경제적효과 히다치로부터 기본설계와 중요 부품제작, 참고성능확인시험에 대한 지원을 받은 외에는 효성의 자체 기술을 통해 개발에 성공함으로써 국 내단락시험과 고전압시험 기술향상에 획기적인 성과를 얻었다.

2001년 계통격상에 대비해 변전기기의 국산화하는 데 성공함으로써 (국산화율 90%이상)2002년까 지 약 1000억원의 수입대체효과를 예상하고 있다.

또 800kV GIS는 다양한 기술이 복합적으로 적용되는 첨단 개폐장치 이기 때문에 관련 산업에 대한 고용창출 효과와 기술고도화 등의 파급 효과가 매우 클 것으로 보고 있다.

효성은 앞으로 500kV~1000kV급 대용량 GIS의 해외시장 진입과 수출 에도 박차를 가할 계획이다.

@경쟁제품과의 비교 현재까지 국내에서 개발된 GIS의 최대차단용량은 25MVA와 40MVA였으 나 800kV GIS는 기존 제품의 2배인 70MVA나 된다.

국내 유사제품과 비교하면 2점절 차단기를 채용한 800kV GIS는 국내 첫 개발됐고 기존의 국내 최고전압 GIS인 362kV급에 비해 운전전압에 서 2.2배, 절연레벨에서 1.9배의 정격차이가 있다.

해외제품으로는 남아공 ESCOM에 ABB와 도시바가 납품한 것이 유일한 데 이는 차단부가 4점절로 구성된 구기술이다.

효성의 제품은 이 제품 에 비해 정격전압은 동일하지만 절연레벨(2250kV) 150kV가 높고 정격 전류(8000A)도 3000Ａ가 높다.

= [장영실상 개발배경] 이돈영 사장 인터뷰 이돈영 사장은 "우리나라의 경제규모가 급격히 확대됨에 따라 전력 수요도 크게 늘게 돼있으나 기존의 345kV 송전으로는 전력손실과 과도 한 용지면적으로 비용의 낭비가 심하다"고 지적했다.

따라서 송전의 효율성을 높이고 환경파괴 등의 문제를 해결하기 위 해 송전전압을 765KV로 올리는 것이 불가피하다는 판단에 따라 이에 필요한 800kV 가스절연개폐장치를 독자개발하게 됐다고 개발배경을 설 명했다.

이 사장은 "선진국의 2~3개 회사가 독점하고 있던 800kV급 변전기기 를 자력으로 개발해냄으로써 우리나라의 전력기술이 세계적 수준에 올 라 섰음을 과시할 수 있게 된 점에 대해 무한한 자긍심을 느낀다"고 말했다.

이 사장은 2003년까지 국내시장만 해도 최소한 2000억원 규모로 성 장할 것으로 전망했으며 국내시장은 물론 765kV물량이 있는 미국 등에 대한 시장개척을 지속적으로 추진하겠다고 밝혔다.

특히 아시아지역의 최고전압계통인 500kＶ급 변전소설비공사에서도 상당한 성과를 거둘 수 있을 것으로 예상했다.

이 사장은 "우선 기술부족으로 해외서 수입하는 일부 부품에 대해 지속적으로 국산화를 추진하고 이같은 기술력을 바탕으로 보다 소형화 된 가스절연개폐장치를 개발해나가겠다"는 뜻을 나타냈다.

= 장영실상/개발주역 기술개발연구소장인 김덕수 이사는 "800kV GIS는 규모 면에서만 큰 것이 아니고 제품에 요구되는 품질의 신뢰성이나 기술이 그 동안의 제 품에 비해 비교할 수도 없을 정도의 높은 수준을 요구한다"고 밝혔다.

그는 "이번 개발로 기술수준을 한 단계 높여 수출시장에서 해외 선진 업체와 경쟁할 수 있는 제품생산의 기반을 다졌다"고 덧붙였다.

김 이사는 20년전 처음으로 초고압차단기 시장에 진출해 국내에서 기술과 제품을 선도해왔다는 자부심을 갖고 있다며 앞으로 이 기술을 다른 기종에 확대해 선두주자의 입지를 확고히 하겠다고 말했다.

김 이사는 이번에 개발한 800kV GIS가 지난해 한전의 국산화품목으 로 정식 채택돼 당진화력소에 첫 납품됐으며 현재 설치공사를 진행중 이라고 소개했다.

또 앞으로 신안성 변전소와 신서산 변전소에도 제품을 납품하기 위 해 생산에 박차를 가하고 있다고 한다.

송원표 부장은 "효성에 입사한 뒤 15년간 차단기부문의 연구·개발 업무만을 해오며 나름대로 전문 기술인으로서 자부심을 갖고 있으나 지난 5년간 힘들여 연구한 끝에 800kV GIS를 국내 최초로 개발해 감회 가 새롭다"고 소감을 밝혔다.

송 부장은 처음 한전과 함께 800kV GIS의 사양을 결정하기 위하여 수 없이 창원과 서울을 오가면서도 피곤함을 모르고 연구에 전념했다 고 회고했다.

특히 설계도중 실수로 CAD 화일이 지워져 처음부터 다시 설계를 하느라 고생을 했고 8000A 온도상승시험 때문에 추운 겨울밤을 며칠간이나 꼬박 밤새우며 가슴졸이던 일들이 잊혀지지 않는다고 말했 다.

또 국내 시험설비가 부족해 피뢰기와 붓싱 등의 시험을 일본에서 하 면서 처음 해보는 시험이라 많은 시행착오를 겪었다고 덧붙였다.

하 수웅 과장은 "그 누구도 하지 못했던 국내 최초이자 세계 3번째 의 GIS를 설계·제작하는 시험에 참여할 수 있는 기회를 가졌던 것이 그 무엇보다 엔지니어로서의 최고의 영예이자 긍지로 여겨진다"는 수 상소감을 밝혔다.

하 과장은 때로는 시험이 순조롭지 못하고 또 시행착오가 반복되는 과정에서 힘들고 속 상할때도 많았다며 그때마다 용기를 북돋아주신 동료들에게 고마움을 나타냈다.

이밖에 연구팀에 함께 참여했던 양대일 대리와 서경보 사원, 이석재 직장 등이 국내에서 처음 실시되는 숱한 시험과정에서 고생을 함께하 며 소중한 성과를 일구어냈다.

연구팀원들은 이번 개발을 통해 국내 최고전압계통건설분야에서 중 전기기 선두업체로 성장해온 사명감을 더욱 절실하게 느낀다며 관련 기술개발에 더욱 힘을 쏟겠다고 입을 모았다.