세계 최대 용량 '초전도한류기' 개발

[아시아경제 김철현 기자]국내연구진에 의해 세계 최대 용량의 고성능, 저비용 '초전도한류기'가 개발됐다.

교육과학기술부는 21세기 프론티어 연구개발사업 차세대초전도 응용기술 개발사업단(단장 류강식)의 지원으로, 한전 전력연구원 현옥배 박사팀과 LS산전 개발팀이 공동으로 세계 최대 용량의 '초전도한류기' 독자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.'초전도한류기'란 전력계통에 임의의 사고가 발생했을 때, 초전도현상을 이용해 사고전류를 낮춰주는 장치를 말한다.

연구팀은 고성능 고속스위치와 저비용 냉각시스템 등을 개발해 고성능·저비용·대용량 초전도한류기 핵심원천기술을 확보했다고 설명했다.

현재의 전력계통에서는 사고발생에 대비해 단순차단기만 설치돼 있어 고장전류 발생 시 대전류에 의해 변압기 등 고가의 전력기기가 파손됨은 물론 사고 구간의 전력이 차단돼 정전이 되는 문제점이 있었다.더욱이 차단기 용량이 부족해 고장전류 차단에 실패할 경우에는 주변 전력계통까지 고장전류가 파급돼 대형 정전사태가 발생하게 된다.

연구팀에 따르면 이번에 개발된 초전도한류기를 전력계통에 적용하면 낙뢰 등으로 발생하는 고장전류를 0.0001초 이내에 감지해 작은 고장전류로 변환시킴으로써 대전류로 인한 전력기기 파손 혹은 정전 확대 등의 대형 사고를 방지할 수 있다.


전력 부하 증가 시에도 기존 차단기의 용량 증대 없이 운전이 가능하게 돼 차단기 교체 비용 및 전기품질 문제로 인한 비용손실을 절감할 수 있게 된다.

연구팀 관계자는 "전력 품질 향상 등으로 1조원 규모의 경제적 이익이 예상되며, 신규 차단기 설치를 억제하는 것만으로도 세계시장 규모는 2020년 2조원에서 2050년경에는 6조원에 이를 것으로 예측된다"고 설명했다.

또한 이번에 개발된 22.9kV, 3000A 초전도한류기는 현존하는 세계 최대 용량으로 도심 전력공급에 가장 많이 사용되는 변압기에 적용해 고장전류 문제를 해결할 수 있으며, 향후 도심 전력수요 증가에 따른 변압기 용량 증대에도 즉시 적용할 수 있다.

연구팀 관계자는 "향후 초전도한류기 분야에서 세계를 리드할 수 있는 기반을 마련한 것으로 평가된다"고 말했다.

연구팀 측은 현재 시험용 22.9kV, 630A급 초전도한류기를 한전 고창 실증시험센터에서 시험 중에 있으며, 올해 말 경기도 이천변전소에서 시범사업 실시 후 실용화가 추진될 계획이라고 밝혔다. 22.9kV, 3,000A급 초전도한류기 역시 향후 실증시험을 거쳐 대용량 변압기 보호용으로 사용될 계획이다.

한편 연구팀은 이번 초전도한류기 기술과 관련해 국제저명학술지에 논문 57편을 게재했고, 국내외 특허출원 38건 및 특허등록 22건의 성과를 거뒀다.

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김철현 기자 kch@asiae.co.kr