세계 최대 용량 초전도케이블 시스템 형식 승인시험 성공

꿈의 케이블로 불리는 초전도 케이블은 일반 전선과 달리 장거리 송전이 가능해 세계적으로도 활발한 연구가 이뤄지고 있는 분야다. 일반 전선은 장거리 송전을 하게 되면 전압이 낮아진다. 이에 전압저하 없이 대용량 송전을 위한 고온 초전도 케이블의 실용화 연구가 각국에서 진행되고 있다.

한전은 지난해 10월 제주 금악변환소에서 세계 최초로 DC 80kV 초전도 전력설비 준공식을 가졌다. 전력설비 준공식이 가지는 의미는 초전도 전력설비 기술개발 분야에서 선도적 지위를 확보할 것으로 보여진다.

한전 전력연구원(원장 최인규)은 고효율 대용량 송전이 가능한 154kV, 600MVA급 초전도케이블 시스템 형식 승인시험을 성공적으로 완료했다. 이번에 개발한 154kV급 초전도케이블 시스템은 영하 180도 부근에서 전기저항이 사라지는 초전도체를 사용해 제작한 케이블로 기존 케이블 대비 손실은 절반이지만 송전용량은 5배 이상이다. 세계적인 기술력을 확보하는데 진일보한 성과를 이룬 셈이다.

한전 전력연구원, 154kV·600MVA급 초전도케이블시스템 개발
기존 케이블 대비 송전용량 5배…미국 574MVA급 보다 앞서 

600MVA, 154kV 초전도 케이블 시스템

초전도 케이블은 기존 전선과 비교해 뛰어난 성능을 보인다. 송전량 증대·송전손실 감소·계통비용 절약 등 초전도 케이블이 갖고 있는 장점은 전력다소비 지역에 대해 효과적인 대응을 가능케 함으로써 차세대 전력망에 혁신을 가져올 기술로 손꼽힌다.

전력연구원에서 승인시험에 성공한 대용량·저전압 송전이 가능한 154kV, 600MVA급 초전도 케이블 시스템으로 새로운 송전선로 경과지 확보와 과밀한 대도시 지하공간 활용의 어려움 등 전력산업의 현실적인 당면과제를 해결할 수 있게 됐다.

전력연구원은, 2011년 정부의 지원을 받아 LS전선과 송전급 초전도 케이블 공동개발에 착수해 세계 최초 80kV 직류초전도케이블 개발에 이어, 세계 최대 용량인 600MVA급 154kV 초전도케이블 시스템 Type test에 성공했다.

이번에 성공한 초전도케이블 시스템은 초전도체로 이루어진 케이블, 단말, 냉각시스템, 제어 및 운영시스템으로 구성돼 있다. 한전 고창전력시험센터에서 진행된 부하주기시험, 시스템 내압력, 교류 내전압 시험, 뇌충격내압력(임펄스) 시험 등의 모든 개발시험을 통과해 Type test를 종료했다. 뇌충격내압력(임펄스) 시험은 충격시험 전압 750kV를 정 부극성 각 10회 가해 섬락이나 절연파괴 여부를 확인하는 시험이다.

전력공급 시스템의 패러다임 변화

국외의 경우 미국·일본·유럽 등 20여개 국가에서 초전도 케이블 실계통 적용을 검토하고 있으며, 미국에서는 현재까지 최고 전압인 138kV, 574MVA 초전도 케이블 시스템 실계통 운영을 완료했다. 또 독일은 2014년에 변전소간 초전도 케이블의 실계통 연계 운영을 시작했다.

향후, 한전 전력연구소에서 개발된 AC 154kV 초전도케이블 시스템은 제주 초전도센터에 설치한 다음, 내년부터 실계통 실증 운영을 통해 실증 데이터를 확보하고 분석을 통해 실계통 적용성을 검증할 계획이다.

최인규 한전 전력연구원장은 “초전도 기술은 전력공급 시스템의 패러다임을 변화시켜 국가 경제력을 강화시킬 수 있는 꿈의 송전망 기술”이라며 “전력연구원은 앞으로 세계 초전도 전력산업을 주도하고 친환경 대용량 전력전송기술을 확대 적용해 도심 지역과 같은 고밀도 전력수요 지역에 효율적으로 전력을 전송할 계획”이라고 밝혔다.