한전 전력그리드본부, 도심지 변전소 설비 보강 종합계획 수립
송변전운영처…재난시 국민안전 위협방지, 안정적 전력공급 위해
기설 전력용변압기 화재 안전성 강화 목표, 단·중·장기 플랜 실시
 
한전 전력그리드본부 송변전운영처는 안정적 전력공급을 위해 도심지 변전소 설비 보강 종합계획을 수립했다. 배경은 다중이용시설에 위치한 복합변전소 내 전력설비 고장, 화재 등 재해·재난 발생시 국민안전 위협과 사회적 혼란을 방지하기 위함이며 더 나아가 대도시 취약 전력설비 보강 방안 수립 등 종합적이고 중장기적인 대책을 마련하기 위해 추진하게 됐다.

◆마스터 플랜-기설 전력용변압기의 화재 안전성 강화

추진 방향은 기설 전력용변압기의 화재 안전성 강화로 크게 단기(2019년), 중기(2021년), 장기(2030년)로 나뉘어 실시된다. △단기 추진성과는 지하복합 화재예방48%와 단독지하 화재예방65%가 있으며 내용으로는 단상 G.Tr 설치, 3상 G.Tr 규격 제정, 고효율식물유Tr 규격 제정 등이 있다. △중기 추진성과는 지하복합 및 단독100%와 新 변압기류 개발 완료로 구분되며 추진내용은 3상 G.Tr 개발 및 적용, 송가스풍냉식(GDAF) 시범, 고효율식물유T.r 시범 등이 있다. 마지막으로 △장기 추진성과는 도심지 화재성능 강화(전사 화재예방100%)로 설명할 수 있으며 내용으로는 송가스풍냉식(GDAF) 확대와 고효율식물유Tr 확대로 나뉠 수 있다.

◆154kV 변전소 운영현황(현재상황)

‘지하복합변전소’의 경우 도심지 다중이용시설에 운영되고 있으며 ‘단독지하변전소’는 도심지 주차장, 공원 등 지하에 운영되고 있다. 또 ‘옥내변전소’는 대도시, 택지지구 등에 운영(변전소 표준 형태)되며 ‘옥외변전소’는 산업단지, 농어촌 지역 등에 운영되고 있다.
참고로 154kV 변압기 설치기준은 ‘가스변압기’의 경우 일반인이 주거 또는 활동하는 건물 내 지하복합변전소(사무실, 오피스텔, 아파트, 상가, 역사 등) 및 사옥(사택 포함)내 지하복합변전소에 설치된다. 또 ‘난연변압기’는 지하 단독변전소(공원, 주차장 등), ‘광유변압기’는 옥외 및 옥내 변전소에 설치된다.

◆그동안 추진 내용

우선 ▲‘지하복합변전소’의 경우 난연유를 가스변압기로 교체했다. 그 근거는 지하복합S/S 화재예방을 위한 보강계획 수립으로 가스변압기가 설치되지 않은 변전소 의 변압기 교체관련 내용이 담겨 있기 때문이다. 대상은 154kV 지하복합변전소 32개소다. 참고로 지하복합변전소 47개소 중 15개소는 가스변압기 기 운영 중이다. 경과는 총 38대를 교체(마포, 의사당, 선릉 등)했다.

또 ▲‘단독지하변전소’는 화재 안전성 보강(OLTC 및 절연유 교체)을 추진했다. 참고로 OLTC의 경우 유입 OLTC를 진공 타입으로 교체했으며 절연유는 진공 타입 OLTC 내 광유를 난연유로 교체)됐다. 그 근거는 단독 지하S/S 유입변압기 보강계획 수립에 있으며 내용은 가스변압기에 설치되지 않은 변전소 변압기 교체로 대상은 154kV 단독지하변전소 22개소(변압기 57대)이다. 경과는 유입 OLTC 6대OLTC 난연유 6대다. 특히 유입 OLTC 교체실적은 운니1, 양지3, 세종로1, 아현1로 구분되며 OLTC 난연유 교체실적은 양천1, 관양2, 서판교3으로 나뉜다.

마지막으로 ▲‘신기술 개발’의 경우 난연성능 강화 및 친환경 식물유변압기를 개발했다. 그 근거는 154kV 친환경 식물유변압기 시범적용 시행에 있으며 내용은 154kV 변전소를 대상으로 식물유변압기 특성 시범사업으로 설명된다. 방법은 기존 노후변압기 대상으로 식물유변압기로 교체하는 것이며 대상은 154kV 옥외, 옥내, 지하변전소가 있으며 경과는 옥외의 경우 고창1, 정주1-교체완료 및 옥내는 주안1대 교체진행 중에있다.

◆추진방향

앞으로의 추진방향을 살펴보면 △지하복합: 다중이용시설 내 변압기 화재개연성 완전 제거 △단독지하: 지하에 설치된 변압기 OLTC 보강 등 화재 개연성 축소 △신기술: 변압기 기술이 집약된 미래형 신자재 개발 및 적용(3상 가스변압기, 풍냉식 가스변압기, 고효율 식물유변압기 등) △기준개정: 옥내 GIS형 적용기준 및 변압기 설치기준 개정(기설 옥내변전소 화재 취약개소 개선을 위한 위치별 세분화 방안 도입) △기타:　철거자재 재활용 및 노후 부속품 재사용 방지(지하복합변전소 내 가스변압기 교체로 발생되는 철거 난연유변압기 재활용 방안 수립 및 유입 OLTC 노후 부속품 재사용 방지를 위한 대책 수립) 등으로 설명된다.

◆적용계획

먼저 ▲‘지하복합변전소’의 경우 2021년까지 가스변압기 100% 교체 완료를 목표로 하고 있다. 교체 방법은 단상 설치 가능개소: 단상 가스변압기 즉시 적용과 단상 설치 불가개소: 3상 가스변압기(G.Tr) 개발 후 적용(‘21년)등 이있다. 대상은 영오, 독산, 광명, 동인, 덕포변전소 총 15대이며 교체조건은 변압기실 유지보수 공간 확보가 가능한 구매조건으로 발주 가능하며 운송비, 수송로 보강비, 제각비용을 고려해 최적방안으로 시행된다. 그밖에 지하복합변전소 변압기의 기초 적정성 검토를 시행하게 된다.한편 2020년 기본설계 시행을 살펴보면 서소문S/S G.Tr 대체, 구의S/S G.Tr 대체, 대림S/S G.Tr 대체, 가락S/S G.Tr 대체, 교대S/S G.Tr 대체, 역삼S/S G.Tr 대체, 역곡S/S G.Tr 대체를 추진하게 된다.

또 ▲‘단독지하변전소’의 경우 2020년까지 유입 OLTC를 Vacuum Type으로 100% 교체 완료를 목표로 계획하고 있다. 주요 적용내용을 살펴보면 △광유 OLTC 교체실적 및 계획(유입형 → Vacuum형) △절연유 교체실적 및 계획 (광유 → 난연유) △철거 유입 OLTC 재활용(안) △난연유 구매 △Vacuum Type OLTC 구매조건에 공급사 추가 등으로 구분된다.
마지막으로 ▲‘신기술 적용 변압기 개발’의 경우 2020년 8월까지 △3상 가스변압기 개발과 △송가스풍냉식 가스변압기 개발, 그리고 고효율(저손실) 식물유변압기 개발을 목표로 추진하고 있다.

특히 ‘3상 가스변압기’는 도심지 지하복합 협소 개소에 적용되는 것으로 2021년 개발 후 적용되며 개발사유는 3상 난연유 설치개소 중 단상 G.Tr 배치 불가개소 적용, 설치장소는 총 5개소 15대(영오(2), 광명(3), 독산(4), 동인(4), 덕포(2))이며 개발참여는 효성, 현대(기존 단상 가스변압기 유자격 등록업체)가 맡는다.

그밖에 ‘송가스풍냉식 G.Tr 개발’의 경우 가스변압기의 냉각설비 소음민원, 건물주 설치거부 등 송가스 수냉식(GDWF) 적용 곤란 개소에 대하여 새로운 냉각방식이 적용 필요함에 따라 추진하게 됐으며 개발 대상은 가스변압기의 新 냉각방식인 송가스 풍냉식(GDAF)이다. 적용개소는 지상층에 다중이용시설이 있는 옥내변전소 또는 지하복합변전소 중 송가스수냉식 설치(지상 냉각탑)가 곤란한 변전소에 적용된다. 추진일정은 1단계의 경우 2021년 송가스풍냉식(GDAF) 가스변압기 시범사업 시행(2개 사업)이 실시되며 2단계로 2022년 복합 건물형 옥내변전소 확대가 시행된다.

마지막으로 ‘고효율 식물유 Tr 개발’의 경우 1단계 식물유변압기 시범사업의 기준은 장기사용변압기 교체시 식물유변압기를 적용하게 되며 시범사업은 154kV 옥외 2대, 옥내 1대로 나뉜다. 시범내용은 운전개시 후 1년 이내 정밀점검을 시행(사내외 변압기 전문가 참관)한다.

이어서 2단계에서는 고효율(저손실) 식물유변압기 개발로 배경은 식물유 및 저손실변압기 중복 적용해소 감사 의견에 있으며 내용은 식물유 성능 및 저손실 기술이 융합된 신자재 개발로 설명할 수 있다.
향후 계획은 식물유변압기 시범사업 분석을 통해 식물유 가스운영기준을 확보할 것이며 화재 등 사회적 이슈지역에 고효율 식물유변압기를 확대 적용시킬 예정이다. 즉 단독 지하변전소에는 고효율 식물유변압기를 적용하며 단독 옥내변전소에는 도시 중심형 및 건물 인접형에 고효율 식물유변압기를 적용할 계획이다. 그밖에 시범사업 결과분석 및 고효율 식물유 전사 적용 마스터플랜을 수립하게 된다.

◆옥내변전소 설계기준 및 변압기 적용기준 재정립

옥내변전소 설계기준 및 변압기 적용기준 재정립을 위한 목표는 기존 옥내변전소의 화재 파급 영향을 고려해 기준을 강화하는 것이다. 즉 옥내변전소를 화재 취약개소로 세분화한 새로운 설계기준 정립이 필요하다.
적용기준 유형을 살펴보면 △도심 외곽형(269개소):　도심권 외곽 또는 공단에 위치한 단독 옥내변전소　△도심 중심형(173개소): 도심권 내에 위치한 단독 옥내변전소(단, 변전소 울타리 경계에서 30m이내 주거단지가 있는 경우) △건물 인접형(41개소): 도심권 내에 일반건물과 인접한 옥내변전소 △복합 건물형(6개소): 상가, 사옥, 사무실 등이 상부에 위치한 옥내변전소로 구분된다.

◆철거자재 재활용 및 노후 부속품 재사용 방지

‘철거자재 재활용’의 경우 그 배경은 지하복합변전소 화재 안전성 강화를 위해 불연 가스변압기 교체로 인한 기설 난연유변압기 재활용 타당성 검토로 인해 도출됐으며 난연유변압기 철거수량은 총 63대로 난연유변압기 철거비용과 개조·재활용시 경제성 비교 후 재활용 또는 제각 여부를 결정하게 된다.
경제성 검토결과를 보면 재활용 대상은 총 32대(신품 절감비>수리비 (재활용 비용))이며 제각대상은 총31대(신품 절감비<수리비 (재활용 비용))로 나타났다.
재활용 방안을 살펴보면 재활용 수량은 총33대(재활용 29대, 교육용 4대)로 2019년 재활용 확정물량은 총 9대, 2020년 이후 재활용 물량은 총 23대(재활용 19대, 교육용 4대)로 조사됐다. 이에 각 사업소 장기 노후변압기를 난연유변압기로 교체하기로 재활용 방침을 정했다.
재활용 시기는 난연유변압기 철거와 동시에 재활용을 시행할 예정이며 예산은 해당 사업소에서 예산편성 또는 타 사업 예산을 대체하게 된다. 참고로 소요예산에 대하여 본사 예산담당자와 협의 후 반영된다.

◆노후 부속품 재사용 방지

‘노후 부속품 재사용 방지’를 위한 검토 배경은 유입 OLTC 정밀점검시 노후 부속품 재사용에 따른 고장 및 화재 우려 해소를 위해 관련 기준 강화가 필요하기 때문으로 나타났다.
참고로 제작사는 OLTC 정밀점검시 기술적인 문제가 분해하거나 조립하는 과정에 발생할 수 있어 한 번 설치되었던 자재들을 다시 사용하는 것을 추천하지 않고 있다.
재사용 방지를 위해 부속품 공급방식 변경(SET단위 부속품 공급의 비용 과다부분 해소)과 구매방법 변경(제작사 협의 완료) 등이 있다. 또 OLTC 정밀점검시 부속품 교체대상 명확화(변전설비 유지보수 기준)와 모든 부속품 교체 조건이 아닌 필요 부품만 교체(MR社 협의의견 반영)로 추진된다. 마지막으로 적용계획은 본부별 재사용 OLTC 부속품 노후도 우선순위를 선정 후 교체하게 된다.