스마트 한전이 뛴다!

‘KEPCO Insight’는 어르신이나 눈이 안 좋은 시력 약자들이 전기 관련 소식을 좀 더 잘 볼 수 있도록 큰 글씨 페이지로 구성한 칼럼입니다.

작지만 강력한 송전선로가 온다

‘500kV HVDC 2 Bi-pole 실증선로’ 준공

한전은 최근 HVDC(고압직류송전)의 기술을 한 단계 높이는 개가를 이루었다. 지난 11월 14일 전북 고창전력시험센터에서 열린 ‘500kV HVDC 2 Bi-pole 실증선로’ 준공식, 국내 환경에 최적화된 HVDC 가공송전 설계기술을 확보하였다는 선언의 현장이다. 한전 기술력의 진보를 이루어낸 현장을 찾았다.
글 황지영 사진 박성희(Face Studio)

국내 환경에 최적화된 설계기술 확보
우리는 생활의 모든 곳, 구석구석에서 전기를 공기처럼 사용한다. 그러나 많은 곳에서 전기를 만드는 시설에는 우호적이지 않다는 이율배반이 있다. 한전은 이 같은 전력설비를 보는 불안한 시선을 극복하기 위하여 오늘도 끊임없이 기술개발에 힘을 쏟고 있다. 강력한 한파가 몰아친 지난 12월 하순에도 한전 신송전사업처 이재현 차장과 전력연구원 권구민 연구원이 고창전력시험센터 실증시험장을 방문하였다. 준공 이후 1개월 차 상황을 점검하기 위한 것이다. ‘500kV HVDC 2 Bi-pole 선로’ 실증시험장. 전북 고창에 자리잡은 시험장에는 4기의 철탑이 서 있고 주변에는 소음을 측정하기 위한 마이크, 바닥에는 전계를 측정하는 계기판 등이 함께 설치되어 있다. 추운 날씨에도 아랑곳 않고 이들은 꼼꼼히 실증설비를 살핀다. 지난 11월 실증 준공식을 가진 ‘500kV HVDC 2 Bi-pole 선로’는 한전이 오랫동안 미래를 생각하며 기술개발에 힘써온 HVDC 기술 중 하나이다. 이 실증 선로는 국내 최초로 도입되는 500kV HVDC 가공송전사업의 기술 자립화를 위한 연구 설비이다. 기존의 교류 송전방식 765kV 철탑보다 철탑 크기가 75% 수준으로 작아지고, 전력선도 2/3 수준으로 줄어 주민 친화적 설비로 평가받는다. 또한 세계적으로도 처음 적용되는 도체귀로방식의 500kV HVDC 2 Bi-pole 선로로, 산악지형이면서 인구밀도가 높은 우리나라 환경에 적합한 콤팩트형 송전방식이다. “직류 송전방식의 경우 해외에서는 대부분 대지귀로 방식을 사용합니다. 대지를 귀로 도체로 이용하면 설계도 단순화할 수 있고 건설비용도 줄일 수 있기 때문이지요. 하지만 전극소로 사용할 넓은 땅을 확보하기 힘든 우리나라는 도체귀로 방식을 택하고 있습니다. 도체귀로 방식은 전류가 전선과 도체(중성선)를 통해 흐르는 방식인데, 이 방식의 500kV 직류 2회선 가공송전 기술은 세계적으로도 처음 시도되는 방식입니다.”

2018년 말까지 실증 통해 검증
신송전사업처 이재현 차장이 기술의 우위를 설명하면서 상기된 표정을 짓는다. 전력 관련 설비에 대한 거부감이 점차 늘어나고 있는 우리나라의 현재 상황에서는 반드시 필요한, 세계적으로도 인정받을 수 있는 설비이다. “고창에서 2018년 말까지의 실증을 통해 각종 설계와 기자재를 검증하게 됩니다. 국내에서는 처음 시도되는 HVDC 가공송전사업이기 때문에 혹시라도 있을 기술적 위험도를 사전에 예방하고 설비 신뢰도를 높이기 위해서입니다.” 실증 시험을 주도적으로 맡고 있는 전력연구원 권구민 연구원이 설명을 이어간다. 2018년부터 시행되는 500kV HVDC 신한울-신가평 송전선로 건설사업(EP프로젝트)에 지금 실증중인 직류송전 가공선로가 본격 적용될 예정이다. 이 사업은 66kV부터 765kV 초고전압에 이르기까지 기술혁신을 거듭해 온 한전이 제4차 산업을 이끄는 전력신기술 개발에도 앞서나가고 있음을 보여줄 프로젝트이다. 앞으로는 국가간 전력융통을 통한 효율적인 전력설비 운용과 대규모 신재생발전원의 공유 등 국가 간 전력망 연계가 가시화될 것으로 예상되고 있다. 이러한 대용량 장거리 전력전송에는 기존 교류송전 방식보다는 직류송전 방식이 경제성과 운영면에서 훨씬 뛰어나다는 게 이들의 설명이다. 따라서 국내 사업뿐만 아니라 동북아 슈퍼그리드 등으로 HVDC 활용도가 높아지는 것은 세계적인 추세가 될 것이라고 예상하고 있다. 그런 점에서 이번 실증선로는 국내 기술자립과 기술 선도를 위한 핵심 포스트가 될 것으로 기대되고 있다.

실증시험장에서 이뤄지는 실증들

전기환경장애 데이터 측정, 분석
실증시험의 주요한 부분 중 하나인 전기환경장애 데이터 측정이다. 직류 송전선로 주변에서 발생되는 코로나 소음, 이온류, 전계, TV와 라디오 전파 장애와 같은 사회적 민원을 야기할 수 있는 데이터를 실증선로 지표면에 설치된 각종 센서를 통해 수집한다. 다양한 기후 조건에서 장기간 수집된 전기환경장애 데이터들을 분석해 연구결과를 실제 선로 설계에 반영한다.

HVDC 가공송전 기자재 및 운영기술 검증
500kV HVDC 가공송전선로는 국내에서 최초로 시도되는 만큼, 관련 기자재의 국산화를 위해 대부분 신규로 개발되었다. 고창 실증선로에서는 이렇게 신규 개발된 송전용 기자재의 설치와 운영을 통하여 설계를 검증하고 문제점을 개선해 나간다. 또한 직류 가공 송전선로 운영에서 발생할 수 있는 각종 사고나 예방정비 활동과 관련하여 운영기술 및 절차서 수립을 위해 직류 송전선로 활성공법, 직류애자 세정기술, 작업자 보호복 개발과 같은 관련 연구도 함께 수행하고 있다.

공기절연거리 설계 적정성 검증
공기절연거리 설계는 쉽게 말해 직류 500kV 가공송전선로를 건설함에 있어 상시 전류가 흐르는 도체와 주변 물체(철탑 및 기자재 등) 간에 전기적 안정성을 위한 최소 이격 거리를 산정하는 것이다. 이미 국내외 여러 문헌에서 많은 실험과 경험을 통해 공기절연거리 산출식이 발표되었으며, 이번 500kV HVDC 가공송전선로에서도 이러한 실험식을 적용하여 공기절연거리를 설계하였다. 이곳에서는 계산식을 통하여 설계된 공기절연거리를 실제 실험적으로 검증하기 위한 연구가 이루어지고 있다.