(창원=더데일리뉴스) 미래부 국가과학기술연구회(이사장 이상천) 산하 전기전문 출연연구기관 한국전기연구원(KERI·원장 박경엽)이 고압직류송전(HVDC) 전력망 발전에 혁신적 진전이 될 고속 직류차단기(DC Circuit-Breaker) 개발에 성공했다. 다가올 직류 시대를 맞아 신재생에너지 수송의 최대 걸림돌을 해결해 신뢰성 높은 전력 공급을 조기 실현하는데 기여할 것으로 기대된다.

한국전기연구원(KERI) 전력기기연구센터 이우영 책임연구원팀은 최근 배전급 전압의 직류차단기(정격전압 33kV, 정격전류 1kA, 차단전류 8kA, 차단시간 <2ms) 관련 기술을 개발하는데 성공하고, 다음 단계로 송전급 전압의 직류차단기 (전격전압 80kV 정격전류 2kA 차단전류 8kA, 차단시간 <2ms) 관련 기술을 개발 중이다.

KERI는 현재 HVDC 분야를 중점 개발하고 있다. 장기적인 관점에서 미래 유망 전략기술을 선정해 중점적으로 지원하는 톱다운(Top-down) 연구사업 중 하나가 바로 이우영 책임연구원이 진행하고 있는 ‘HVDC용 직류 차단기 개발’ 과제다.

HVDC(직류송전· High Voltage Direct Current)는 현재 일반적으로 사용하는 교류(AC; Alternating Current)가 아닌 고압의 직류(DC; Direct Current)를 이용해 전기에너지를 전송하는 기술이다. 교류와 다르게 전력제어가 가능하고, 장거리 송전의 경우 손실이 적다. 서로 다른 전력망을 연계할 수 있어 국가간 계통연계에 활용하거나, 반대로 전력망을 분할해 고장이 파급되는 것을 막을 수 있는 차세대 전력전송 개념으로 각광받고 있다. 최근에는 기존 교류송전망을 대체, 보완하는 기능 외에 대규모 신재생발전단지를 조성해 계통에 연계하는데도 HVDC 기술을 적용한 프로젝트가 늘어나고 있다.

현재 전력망은 교류(AC)가 주축을 이루고 일부에서 직류(DC) 망이 이용되고 있다. 향후 차세대 전력망은 교류와 직류가 혼합된 하이브리드 형태로 발전할 것으로 예측된다. 중첩된 직류 전력망은 나라와 대륙을 연계하고 전력 부하 균형을 조정하며, 기존 교류 송전망을 보강하게 된다. 직류 전력망은 그리드 신뢰성 및 기존 교류 네트워트의 용량 또한 향상시킨다.

직류 전력망을 구성하는데 가장 큰 기술적 장애 중 하나가 바로 직류차단기다. 지난 2012년 ABB가 최초로 직류차단기 기술을 제시하여 100여년 간의 전기계의 숙원을 해결한 것으로 높이 평가된 바 있으나, 아직 상용화되지 못해 선진 중전기기 메이커들이 경쟁적으로 DC 차단기 개발에 나서고 있다.

홍재희 기자

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