한국전력은 지난해 전력기술혁신 마스터플랜과 2015 중장기 전략적 경영계획을 마련하고 미래의 성장 동력을 창출하며 지속적인 성장을 위한 10가지 모든 전력분야의 기술개발을 위한 계획을 마련했다. 이에 본지는 전력 전 분야의 기술개발에 대해 6회에 걸쳐 연재키로 한다.

< 전력기술발전 기본계획 부문별 핵심기술 >

송변전부문은 철탑 및 가공송전선로, 지중송전선로 등의 전력수송설비와 변압기 차단기 등의 변전설비로 구성돼 있으며 전력을 생산하는 발전소 이후부터 고객에게 전력을 수송하는 매우 중요한 기능을 담당하고 있다.

2001년 전력산업구조개편 이후 전력거래 시장이 형성되면서 송변전설비의 역할과 기능은 더욱 중요해지고 복잡해졌다. 미국 캘리포니아 광역정전사태에서 보듯 전력시장에서 대규모 전력유통을 담당하는 송변전설비의 중요도는 이루 말할 수 없으며 국가적으로도 산업 전반과 국민들의 일상생활에 미치는 영향은 매우 크다.

이에 따라 각국은 송변전설비의 신뢰도 향상 및 수송능력 증대를 위해 연구개발에 많은 투자를 하고 있으며 미국의 경우 미 중앙전력연구소(EPRI)에서 장기 기술개발 로드맵을 수립하면서 전력수송분야 전반의 신뢰성확보를 우선적인 목표로 정하고 있다.

한전도 이번 전력기술발전기본계획을 수립하면서 이러한 외국의 기술동향과 국내 전력산업의 여건변화를 반영, 송변전분야 각 설비의 신뢰성 제고는 물론 미래 기술 확보를 위해 다양한 계획을 수립했다.

먼저 가공송전분야는 장거리 송전의 필요성 증대에 따라 가공직류 송전기술의 확보를 위해 초고압 가공송전선로의 절연설계 및 전기환경에 관련된 실증시험 등에 초점을 맞춰 장기계획을 수립했으며 장거리 송전분야는 향후 남북 및 대륙간 계통연계등에도 활용이 예상되고 있다.

그리고 전력설비에 대해 증가하는 환경 관련 민원을 해결하기 위해 송전설비 전파환경에 대한 평가와 전자계 저감을 위한 기술 확보도 장기계획에 포함됐다.

이외에 대용량 고효율의 특수전선을 적용하기 위한 신소재 개발, 철탑의 풍동소음 저감을 위한 대책 및 소형의 구조물 설계기술, 애자, 금구류의 신뢰성평가 및 수명예측 등이 포함돼 있으며 헬기를 이용한 활선공법 개발, 고정밀 로봇을 이용한 설비점검기술 개발 등이 반영돼 있다.

지중송전분야는 지중화공사의 효율성 제고를 위한 친환경 케이블헤드 개발과 현장의 공간적 제약을 극복하기 위한 케이블 수직스네이크 포설공법, 가공송전선로와 지중선로가 혼재된 혼합송전선로의 과도해석 및 재폐로 기술 등을 포함하고 있으며 늘어나는 대도시 전력수송능력 향상 요구에 부응하기 위해 대용량 고신뢰도의 케이블과 GIL(가스절연케이블)을 개발하고 시공 및 설비관리의 편리성을 위해 345kV급 조립식 접속재 등을 개발할 예정이다.

전자파저감 기술 확보로 민원 해결
345kV급 조립 접속재 개발 추진
차세대변전시스템 국내기업과 공조 

이외에 지중설비의 효율향상을 위하여 전력구 및 관로 냉각기술, 송전케이블의 수명예측과 인력의 효율적 운용과 신속한 고장복구를 위한 첨단IT기술을 이용한 케이블 고장탐지, 열화진단, 온도감시 등 설비진단기술, 화재 등에 대비한 방재기술의 확보를 목표로 하고 있으며 해저케이블의 개발과 포설, 고장탐지및 복구,순시점검 기술도 주요 확보대상기술이다.

기대효과로는 시공기술 정립으로 이한 건설비용의 20% 절감, 대용량 송전기술 개발에 따른 계통운용능력 향상과 케이블 수명연장에 따른 투자비 절감, 해저케이블의 신속복구로 인한 전력공급신뢰도 향상 등이 예상된다.

송변전설비의 또 다른 중요 분야인 변전분야는 설비의 신뢰도향상을 위해 GIS의 예방진단기술, 전자파를 이용한 변압기 진단 등과 신뢰도 기반의 변전기기수명평가및연장, 친환경타입의저소음변압기개발,변전소EMI·EMC 대책 연구 등과 SF6가스의 대체재료 개발 등이 반영돼 있다.

그리고 낙뢰 예측과 뇌사고율 계산, 접지임피던스 저감을 위한 3차원 방전효과 실증 등도 포함돼 있으며 차세대 변전시스템인 디지털기반의 변전시스템 개발을 위해 국제규격 기반의 IED개발을 국내기업과 공동으로 개발 할 예정이다.

계통계획분야에서는 전력계통의 공급신뢰도와 경제성을 확보하기 위한 전력계통의 최적화와 국가간 전력계통 연계 및 풍력발전단지 같은 신재생에너지원과의 계통연계, 초전도기기를 이용한 전력기기 개발 및 활용 등에 주요방향이 설정돼 있다.

세부기술로는 최적의 계통계획기술, 송전계통의 신뢰도 평가 기술, 국가간 전력연계 및 분산전원과의 연계시 계통해석기술, 초전도 한류기의 계통 적용 등이며 기대효과로는 최적 계통계획수립을 통한 투자 적정성 확보, 국가간 계통연계시 8억원/kM의 외화절감, 고장전류 저감을 통한 계통운영의 안정성 제고 등이 예상되고 있다.

계통운영분야는 안정적인 계통운영을 위해 전력품질, FACTS, 계통보호제어 기술 등을 확보하는 분야로 전압·무효전력 제어, 계통감시 및 자동복구 기술 등과 계통해석 알고리즘 개발, 실시간 계통해석기술 등이 있으며 차세대 전력계통기기인 FACTS의 국산화 개발 및 시험과 평가, 제어기 개발 등이 주요목표이며 계통연계에 활용예정인 Back-to-Back STATCOM 설비에 대한 설계, 분석 및 실증기술 등도 중요한 확보대상 기술이다.

이외에 계통의 보호제어를 위해 새로운 알고리즘의 계전기 개발, 광역계통제어 시스템의 시험과 분산전원이 전력계통에 미치는 영향을 평가하고 전력품질의 감시, 플리커 관리 기술도 중요한 분야이다. 이러한 기술이 확보되면 불시광역정전에 대한 예방과 계통의 안전도 향상, 전력품질 관리 및 진단 기술 확보와 송전 혼잡비용의 저감, 계통보호기술의 발전에 따른 공급신뢰도 향상 등이 예상되고 있다.