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LS ELECTRIC, 친환경/디지털 변압기로 전력산업 GD 뉴딜 이끈다
2021년 01월 10일 (일) 10:32:45 전력경제 epetimes@epetimes.com

국내 최초 154kV급 모듈형 친환경 변압기 개발
獨 MR社와 빅데이터 기반 디지털 변압기 제휴
친환경 전력솔루션 선두주자 자리 확고히 구축

   
LS ELECTRIC이 개발한 3상 154kV급 30MVA 모둘형 친환경 변압기를 운반하는 장면

LS ELECTRIC(일렉트릭)이 대표적인 전력기기인 변압기 분야 그린(Green), 디지털(Digital) 트랜스포메이션을 추진하며 4차 산업혁명 시대 전력산업 패러다임 전환을 주도하고 있다.
LS일렉트릭은 국내 최초로 식물성 절연유를 적용한 154kV급 모듈형 변압기를 개발, 최근 한국전기연구원(KERI) 주요 시험 항목을 완료하고 송전급 모듈형 친환경 변압기에 대한 공인인증성적서를 취득했다.
LS일렉트릭은 지난 2018년 한전 전력연구원(KEPRI)과 ‘Modular Green Substation(MGS) 및 운영기술 개발’에 대한 공동연구개발 협약을 체결한 이후 MGS에 적용될 154kV급 모듈형 친환경 변압기 개발을 진행했다.
이를 통해 신재생 에너지 수용에 적합하도록 친환경성, 저손실을 구현하고 이동 용이성까지 갖춘 모듈형 변압기를 개발했다.
이번에 개발된 모듈형 친환경 변압기는 기기 간 연결성과 용량 증대를 위한 모듈 확장성을 고려하여 접속이 용이한 ‘Plug-in Type' 방식을 채택했다.
난연유인 식물유를 사용해 화재 및 폭발 가능성을 낮추며 안전성을 높였다.
누유 사고 발생하더라도 식물성 절연유의 우수한 생분해성에 따라 환경오염 우려 역시 적다는 것도 장점이다.
이와 함께 효율은 높이고 중량과 크기는 오히려 줄였다.
통상적으로 식물성 절연유 변압기는 광유를 적용한 변압기 대비 체적과 중량이 늘어나지만, LS일렉트릭의 고도화된 최적 설계기술과 전/자계해석, 유동해석, 구조해석 등의 해석 기술을 통해 효율은 높이고 중량은 저감하도록 설계, 제작했다.
IEC 규격 상의 피크효율지수(PEI)를 만족하는 저손실 설계로 운영 비용 역시 크게 절감한 것으로 평가받는다.
또한 일반 3상형 변압기 대비 콤팩트한 경량형 디자인을 구현해 일반도로 운송이 용이하다.
이에 따라 신규 변전소 건설이 곤란한 오지나 신재생 에너지 단지에 대한 설치가 쉽고 중· 단기간 대규모 전력 수요에 대한 임시 전력 공급용으로도 적용이 가능할 것으로 기대된다.
기존 변전소 건설 및 연계 방식은 신재생 에너지 보급 증가에 따른 신재생 에너지원 수용을 충분히 대응하는 데 신속성, 증설 등의 여러 한계가 존재한 것이 사실이다.
하지만 이번에 개발된 변압기를 적용한 모듈형 친환경 변전소를 구축할 경우 신속한 대응과 신규 변전소 건설에 소요되는 비용 절감, 건설 공기 단축, 설비증설 용이성 등 경제적으로 다양한 이점이 있다.
LS일렉트릭 관계자는 “서해 해상풍력 및 태양광 등 신재생 에너지 발전 시장이 활성화되면서 해양 및 산지 등 발전원에 근접한 계통 연결 설비가 요구됨에 따라, 모듈형 친환경 변압기 수요 또한 점차 확대 될 것”이라며 “모듈형 친환경 변압기 개발 완료로 명실상부하게 송전급 변전소에 적용 가능한 친환경 기자재의 Line-up(22.9kV 친환경 GIS - 154kV급 친환경 변압기 - 170kV 친환경 GIS)을 구축해 국내 친환경 전력솔루션 선두주자의 자리를 확고히 하게 됐다”고 설명했다.
친환경과 더불어 미래 전력 산업을 선도할 디지털 변압기 개발도 한창이다.
LS일렉트릭은 유연한 그리드 대응을 위해 OLTC(부하 시 탭 절환기 ; On Load Tap Changer) 진단기능 기반 내장형 변압기 운영체제를 적용한 디지털 변압기 기술 개발로 전력 사업 역량을 강화할 계획이다. OLTC는 부하 시 탭 절환을 통해 수전 전압을 일정하게 유지시켜주는 변압기의 핵심 장치다.
정부의 재생에너지 3020 비전에 따라 태양광, 풍력과 같은 변동성 재생 에너지의 공급이 늘어나고 전기 자동차, 배터리와 같은 수요 증가로 전력망은 이전보다 유연한 그리드를 요구하고 있다.
이러한 시장 상황을 반영하고자 LS일렉트릭은 변압기의 센서와 운용정보 빅데이터를 이용해 자가상태 진단과 수명 예측이 가능한 ‘차세대 디지털 변압기’ 개발을 추진하고 있다.
이를 위해 세계적인 탭 절환기 기업인 독일 MR과 케이블 구동형 OLTC를 적용해 OLTC 진단 기능 기반 내장형 변압기 운영체제(Embedded Transformer Operating System)’를 활용한 디지털 변압기의 기술 개발 파트너십을 체결하기도 했다.
일반적으로 OLTC는 하나의 구동 축으로 3상이 동시에 동작되기 때문에 변압기가 일렬로배치되어 왔으나 케이블 구동형 OLTC는 각 상별 케이블로 탭 체인저를 구동할 수 있어 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
또한 구동 축을 조립할 필요가 없어 부품 파손 가능성도 현저히 줄일 수 있다.
특히 OLTC 진단 운영체제는 빅데이터 기반의 고장 예측은 물론 전반적인 이상 상태를 실시간으로 파악하고 이를 해결할 수 있는 디지털 솔루션이다.
변압기 산업 디지털 전환을 선도하는 디바이스로 자리매김 할 것으로 기대된다.
한편 LS일렉트릭은 MR과의 협력을 통해 디지털 전환 연구개발과 함께 신제품 기술세미나 및 프로모션을 공동 추진할 계획이다.

   
신대희 LS ELECTRIC 부산사업장 공장장(왼쪽 세 번째)과 김종석 Reinhausen Korea 사장(왼쪽 두 번째) 등 참석자들이 업무협약 체결 후 기술개발에 대한 의지를 다지고 있다
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