보행자 안전 및 가로환경 개선...국제안전시험 규격 만족
지중기기 완전방수기술 독자개발로 안전 및 신뢰성 향상
[에너지신문] 한전 전력연구원이 도심 보행자의 가로환경 개선과 신뢰성이 높은 지중 배전기기·계통 구축을 위한 '완전지중 컴팩트 배전시스템'을 개발했다. 고창전력시험센터에 위치한 지중 배전실증시험장에 실규모의 시작품도 구축했다.
근래 도심의 저압설비 수요가 증가하고 있으나 높은 인구밀도로 인해 지상에 설비 설치공간이 부족해 전력설비의 컴팩트화 및 지하화가 요구되고 있다.
이를 해결하기 위해 개발한 '완전지중 컴팩트 배전시스템'은 지하구조체에 변압기, 다회로 차단기, 저압 분전함 등을 결합한 전력공급시스템이다. 지하의 한정된 공간 내에 수분, 침수, 결로, 열축적 등이 항시 존재하는 열악한 환경 조건에 설치되기 때문에 높은 내구성과 신뢰성이 필요하다.
전력연구원이 개발한 이 시스템은 국내 최초로 고압·저압 조립식변전소 국제규격인 IEC 62271-202에서 제시한 전기안전, 구조 및 내구성 성능 기준을 모두 충족했다. 또한 변압기 용량을 1000kVA로 상향시키고 다회로 차단기를 도입함으로써 설비 수량을 최소화하고 고장 시 파급 범위를 축소시켜 신뢰도가 높은 계통 구축이 가능하다.
개발한 시스템의 운전 신뢰 및 안전 성능검증을 위해 전기연구원과 협업, IEC-62271-202 규격에 따라 구조물이 설치된 상태에서 시험 및 신뢰성·안전성을 확인했다는 게 전력연구원의 설명이다. 또한 실증시험체 내·외부에 구조, 환기 배열 및 전기 성능 모니터링 시스템을 구축해 신뢰성을 더욱 향상시켰다.
지하 배전스테이션에 지상과 동일한 설비를 적용함으로 인해 침수 시 정전 및 피해복구에 어려움을 겪었던 유럽의 사례를 참고, 완전지중 컴팩트 배전시스템은 침수 시에도 주요 설비의 완전방수가 가능하게 하는 기술을 도입했다. 특히 케이블 수가 많아 방수가 어려운 저압분전함 및 감시시스템 설비에 에어포켓 원리를 이용한 독자적인 특허기술을 적용해 완전방수 성능을 확보했다.
또한 구조물의 벽에 대해 힘을 많이 받는 부분과 덜 받는 부분을 구별해 벽체 두께를 차별화하는 기술을 활용함으로써 기존 지중구조물 대비 약 30%의 경량화를 달성했다. 이로 인해 공장에서 완제품으로 제작, 바로 현장설치가 가능해져 시공시간을 단축했으며 현장 조립으로 인해 발생하는 조립불량 문제를 원천적으로 해결했다.
전력연구원은 해당 시스템의 제작 및 성능시험을 완료하고 고창전력시험센터에 위치한 지중 배전실증시험장에 실규모 실증시스템의 구축을 완료했다. 실제 현장과 동일한 보도 환경으로 시공했으며, 별도의 부하기로 실제 보행자의 부하를 모사할 수 있도록 제작함으로써 현장과 동일한 조건으로 실증이 가능하다.
전력연구원 관계자는 "완전지중 컴팩트 배전시스템을 통해 친환경 녹색 가로환경을 조성하고 신뢰성 높은 도심 배전계통을 구성할 수 있어 전기품질 및 고객의 보행환경 개선에 이바지할 것으로 기대한다"고 말했다.