▲ 사진=LS일렉트릭

LS ELECTRIC(일렉트릭)이 한국전력공사와 초전도체를 활용해 전력계통에 발생하는 고장전류의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 초전도 전류제한기 실증시험장 구축을 완료하고 상용화를 위한 실증시험을 시작한다.

LS일렉트릭과 한전은 14일 전라북도 고창군 소재 한전 서고창 변전소에서 한전 김태균 기술혁신본부장(CTO)와 오재석 LS일렉트릭 부사장 등 양사 관계자 100여 명이 참석한 가운데 22.9kV/2000A 초전도 전류제한기(SFCL ; Superconducting Fault Current Limiter) 시험장 준공식을 개최했다고 밝혔다.

SFCL은 초전도체를 활용해 평소에는 전력계통에 아무런 영향을 미치지 않다가 단락(합선)이나 낙뢰 등 계통에 임의의 사고가 발생할 경우 1~2ms(밀리 초; 1ms=1000분의 1초) 이내에 고장전류를 빠르게 감소시키고, 수 밀리 초(ms) 이내에 고장전류의 크기를 정상전류 수준으로 전환해 사고전류로 인한 전력설비 손상을 최소화하는 설비다.

우리나라는 계통 선로의 길이가 비교적 짧고, 서로 연계돼 있어 고장전류가 발생하면 대규모 정전으로 이어질 수 있다. 특히 신재생에너지, 분산전원 확대로 이와 같은 현상이 심화되면서 안정적인 전력공급과 보호신뢰성을 고도화하기 위해 고장전류를 제한하는 장치가 필수적이며, SFCL은 이를 구현할 수 있는 유일한 솔루션으로 평가받는다.

LS일렉트릭과 한전은 이 같은 시장 요구와 트렌드에 발맞춰 신재생, 분산전원을 포함하는 계통연계용 MV(Medium Voltage)급 대용량 초전도 전류제한기를 개발, 한전의 서고창 변전소에 설치해 내달부터 시운전을 거쳐 실계통 접속 및 실증운영에 돌입한다.

LS일렉트릭과 한전의 SFCL은 배전급 세계 최대 용량이면서도 외형은 최소 크기(기존 제품의 30%)로 개발됐다. 또한 핵심 부품이 단위 모듈화돼 있어 정격에 맞게 설계하지 않고도 어떤 계통에나 맞춤형으로 설치할 수 있다. 기존 계통에 신재생이 연계 운행될 경우 추가 발생되는 고장 전류에 대비해 차단기 용량 자체를 높일 필요 없이, 필요한 용량만큼만 모듈화된 전류제한기를 추가하면 된다는 것이 최대 장점이다. 이를 통해 공간 활용도를 극대화하면서 교체 비용 역시 크게 줄일 수 있어 경제성도 확보했다.

LS일렉트릭은 2001년부터 이 분야 연구개발을 본격화한 이후, 2010년 한전 전력연구원과 공동으로 국내 최초의 초전도 전류제한기(22.9kV/630A)를 개발한 데 이어 2016년 154kV 2000A급 제품 개발에도 성공했다. 하지만 여전히 기반기술이 부족해 기능을 구현하는 데는 성공했으나 상업용으로 활용하기는 무리가 있었다는 평가다.

하지만 이번에 개발된 SFCL은 파일럿 수준이 아닌 실계통은 물론 신재생/분산전원 연계로 인한 고장전류 관리에 유연하게 적용할 수 있어, 실증 이후 상용화가 가속화될 것으로 전망된다. 특히 국내 시장 상용화는 물론 해외 초전도 시장 진출에도 박차를 가한다는 계획이다. 이미 양수발전, 해상풍력 등 신재생 연계 전력계통이 확대되고 있는 동남아시아, 유럽 시장에 대한 진출도 구체화되고 있으며, 실제로 베트남, 아일랜드 등의 국가와 SFCL 도입을 위한 협의를 진행하고 있다고 LS일렉트릭은 설명했다.