남북 전력기기
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남북 전력기기 분석
남북 전력기기 표준규격
통독 사례 및 시사점
[남북 전력기기 유사성 검토 분석]
구분 |
북한 |
남한 |
유사여부 |
변압기 종류 |
유입식, 몰드, 건식 변압기 등 |
○ |
탭전압 조정 |
고압측에서 전압 조정 |
고압측에서 전압 조정 |
○ |
탭전압 조정 범위 |
60kV 전압계급 : ±15% |
345kV: 10%, 154kV : 15% |
○ |
결선 방식 |
66kV이하에서 Y결선 2차측 : 440V Y, 이외 △결선 |
Y-Y, Y-△, △-△ 등 |
× |
접지 방식 |
북한의 송전망 접지방식은 100kV이상은 직접접지, 이하는 비접지 또는 소호리액터 접지방식 |
○ |
변압기 정격전압 |
발전단의 전압변동을 고려한 5%낮게 선정, 고압측 권선에 2.5%단계로 다수의 탭을 설치 |
○ |
구분 |
북한 |
남한 |
유사여부 |
차단기 종류 |
유입차단기, 소유량차단기, 공기차단기, 가스차단기와 팽창차단기(소유량 차단기의 일종) 등 |
ABB 공기차단기, GCB 가스차단기, OCB 유입차단기, MBB 자기차단기, VCB 진공차단기 등 |
○ |
정격전류 |
2,000A |
2,000A~4,000A |
○ |
대칭차단전류 |
53kA |
40~63kA |
○ |
결선 재폐로 시간 |
고유차단시간 : 0.08~0.2초 재투입시간 : 0.23~0.45초 |
0.1초, O-0.3초, CO-3분 2회 재폐로 |
× |
구분 |
북한 |
남한 |
유사여부 |
전선 종류 |
강알, 강늄 강늄강 |
ACRS 등 |
○ |
대표선종 |
강늄강-300[mm2] |
ACRSR410[mm2] |
○ |
도체 형상에 따른 분류 |
단선(외줄), 꼰줄(연선), 알루미니움꼰줄(알루미늄 연선) |
× |
구분 |
북한 |
남한 |
유사여부 |
애자 종류 |
현수애자, 핀애자. 지지애자, 봉애자, 차대애자 등 |
현수애자, 핀애자, 장간애자, PL애자, 폴리머애자 등 |
○ |
적용 방식 |
사용전압에 관계없이 애자의 직경 270, 208mm로 표준화 |
사용전압을 고려한 애자 적용 |
○ |
구분 |
북한 |
남한 |
유사여부 |
피뢰기 정격전압 |
27kV |
21, 24kV |
× |
[북한 전력기기에 대한 남한 제품의 개발 및 상용화]
- 품명 : 북한 표준에 표기된 제품명
- 정격전압 : 북한 표준에 표기된 전압
- 정격용량 : 북한 표준에 표기된 용량
- 국내 산업현황 : 남한과 제품명이 다른 경우 남한의 제품명을 표기하였으며, 남한기업의 관련
제품 개발 및 상용화 실태 등을 표기
- 개발 필요성 : 북한에 공급하기 위하여 남한에서 개발하여 상용화한 제품을 구분하여 표기
하였으며, 남한제품과 정격전압이 동일하여 성능에는 문제가 없어도 외형, 특성 등이 북한
규격을 충족하여야 하므로 일부 보완으로 표기하였다.
- 보완 : 동일하거나 유사한 제품을 개발하여 상용화하였지만 북한표준에 따라 일부 수정 및
보완하여 성능검증이 필요한 제품 또는 북한 표준에서 외형 또는 일부 정격을 개정할 경우
공급이 가능한 제품
- 신규개발 : 관련제품 개발기술은 보유하고 있으나 정격전압 등이 완전히 다르다.
- 비고 : 시장규모가 제한 적이거나 기술부족 등으로 수입하여 사용하는 제품
[북한 배전계통 개선 방향]
구분 |
직접(다중)접지 |
비접지 |
임피던스(저항)접지 |
결선도 |
|
|
|
중성점 임피던스 |
Z ≒ 0 |
Z ≒ ∞ |
Z = R |
기본특성 |
대용량 배전, 계통운영 효율성 |
소용량배전, 계통운영 낙후 |
중간특성 |
지락전류 |
수 백 ~ 수 천 A |
수 A 이하 |
설계치로조정가능 (5~200 A 내외) |
1선 지락시 건전상 전위상승 |
1.3 pu이하 |
~ √3 pu |
1.3 ~√3 pu |
유도장해 |
대 |
소 |
중 |
고장제거 및 전원공급 신뢰도 |
고장제거 용이, 전원공급 연속성 불리 |
고장제거 불리,전원공급 연속성 유리 |
중간특성 |
장점 |
- 과전압, 절연강도 低 - 보호방식 간단 (OCGR 등) |
- 전원공급 신뢰성 高 - 고장전류 小 |
- 고장전류 中 - 과전압, 절연강도 中 |
단점 |
- 전원공급 신뢰성 低 - 고장전류 大 - 유도장애 高 - 접촉전압 高 |
- 과전압 高 - 절연강도高 - 지락보호 난이 |
중간특성 |
항목 |
(1안)11kV 북한식 표준화 3/6/10/20kV → 10kV방식 표준화 |
(2안)22.9kV 남한식 표준화 22.9kV 단일방식 표준화 |
전력손실 |
大 (북한 선종 유지 시) |
小 (배전손실 50% 이상 저감 → 발전량 10% 증대효과) |
전기품질 |
전압강하 과다 등 (북한 선종 유지 시) |
전압강하 크게 저감 등 품질 개선 |
배전기자재 공급 |
신규개발/시험 필요 |
즉시 공급가능 |
배전기자재 공급 (110kV 변압기) |
신규개발/시험 필요 |
즉시 공급가능 |
보호관점 |
고장감지어려움 존재 |
남한식 보호방식 적용 (고장전류10kA 증가) |
공급 신뢰도 |
구간부하 감소 → 최소 정전 단위 감소 |
최소 정전 단위 1MVA (개폐기 부설 기준) |
공급 부하관리 |
계량기 부재 및 전기요금 과세 표준의 미비로 어려움 |
- |
비용&배전단가 |
초기투자비小, 총 배전단가 大 |
초기투자비大, 총 배전단가 小 |
경제적 관점 |
배전용 주변압기 상위(송전)계통 지속사용 가능 시에만 이득 존재 |
투자비 대신 전력손실 저감, CO2 배출량 감소로 회수 가능 |
[남북 전기분야 국가규격]
남한 국가규격 ( KS C )*1) |
북한 국가규격 ( KPS ㅂ)*2) |
|
|
- 전기전자일반 |
614종 |
ㅂ0. 전기공학 및 열공학에 대한 일반규정 및 기준 |
(80종) |
- 측정, 시험용 기계기구 |
262종 |
ㅂ1. 발전소, 변전소 및 배전장치 |
(16종) |
- 전기전자재료 |
323종 |
ㅂ2. 증기기관 설비 |
(40종) |
- 전선, 케이불, 전로용품 |
388종 |
ㅂ3. 전기재료와 애자 |
(137종) |
- 전기기계기구 |
484종 |
ㅂ4. 케이블, 전기줄 및 코드줄 |
(113종) |
- 전기 전자 통신부품 |
788종 |
ㅂ5. 축전지, 전지, 전력용콘덴서 |
(22종) |
- 전구 및 조명기구 |
206종 |
ㅂ6. 전기기계, 변압기 및 변환기 |
(70종) |
- 배전, 전기기기 |
391종 |
ㅂ7. 전기장치 및 부속품 |
(207종) |
- 반도체, 디스플레이 |
167종 |
ㅂ8. 조명 |
(44종) |
- 기타 |
437종 |
ㅂ9. 전기통신 |
(500여종 이상) |
|
|
합계 ; 4,320종 |
합계 ; 729종+a (1,300종 내외로 추정)*3) |
|
* 1): (KPS ㅂ)은 2010년 직전 기준, (KS C)는 2016년 기준 * 2): (ㅂ9 전기통신) 분야는 규격 미 입수 * 3): (ㅂ9 전기통신) 분야를 제외하고 729종이며 17종을 제외한 712종 수집 |
[예시] 남북 국가규격 비교
비교사항 |
남한 |
북한 |
비교 규격 |
고압 개폐 장치 및 제어 장치-교류용 단로기 및 접지 개폐기(KS C IEC 62271-102) |
교류고압단로기-기술적요구 (KPS 1503-95) |
정격 전압 및 주파수 |
245kV이하/초과로 세부분류 (3.6, 7.2, 12, 17.5, 24, 36, 52, 72.5, 100, 123, 170, 245, 300, 362, … ) |
3, 6, 10, 20, 60, 100, 220, 330, 500 |
16 2/3, 25, 50, 60 Hz |
60Hz |
정격접촉구역 |
정격 전압에 따른 고정 접점용 권장 접촉 구역을 다양하게 명시 |
60kV 이하 일 때 5mm이하, 그 밖에 10mm이하 |
동작횟수 |
등급에 따른 동작횟수 지정 |
20kV까지의 단로기는 2000회, 그 밖은 1000회 |
시험조건 적용 |
일반조건, 특별조건으로 구별하여 시행 |
없음 |
시험방법 |
- 시험 종류가 다양하며 세부적으로 시행 - 조건별 시험 방법 명시 |
시험 종류는 대체적으로 6가지 내외이며, 비슷한 항목끼리 분류하면 크게 3가지 정도임. |
[남북 표준 대응규격]
구분 |
남한 규격(KS) |
북한 규격(KPS) |
1 |
KS C 0501 : 1974 표준 전압 |
ㅂ02 116-95 표준전압 |
2 |
KS C 0502 : 1965 전기 기구의 정격 전류 |
ㅂ02 770-90 전기기구 정격전류단계 |
3 |
KS C 1004 : 1997 금속 저항 재료의 열기전력 시험 방법 |
ㅂ39 6501-85 금속저항재료의 열기전력시험법 |
4 |
KS C 2501 : 1991 영구 자석 시험 방법 |
ㅂ39 6766-85 영구자석시험법 |
5 |
KS C 3106 : 1978 전기기기 권선용 연동선 |
ㅂ43 1804-90 권선용 절연동선 |
6 |
KS C 3800 : 1979 애자 및 부싱 용어 |
ㅂ00 8655-90 애자 및 부싱 용어의 정의 |
7 |
KS C 3803 : 1965 저압애관 |
ㅂ36 2900-90 저압애관 |
8 |
KS C 3807 : 1980 고압애관 |
ㅂ36 4613-90 고압애관 |
9 |
KS C 3809 : 1978 고압 핀 애자 |
ㅂ35 3226-2003 고압핀애자 |
10 |
KS C 3819 : 1998 옥내 지지 애자 |
ㅂ35 7535-2000 집안용 지지애자 형 및 기본 특성 |
11 |
KS C 3824 : 1991 전차 선로용 애자 |
ㅂ35 9034-90 전기철도선로용애자 |
12-1 |
KS C 3827 : 1998 현수 애자 및 내염용 현수애자 |
ㅂ35 7572-86 내염현수애자 형 및 기본 특성 |
12-2 |
KS C 3827 : 1998 현수 애자 및 내염용 현수애자 |
ㅂ35 5152-90 현수애자의 련결형과 련결부분 |
12-3 |
KS C 3827 : 1998 현수 애자 및 내염용 현수애자 |
ㅂ35 6502-90 현수애자이음부속품 |
13 |
KS C 4305 : 1992 네온 변압기 |
ㅂ64 7647-86 네온변압기 기술적요구 |
14 |
KS C 4513 : 1992 전동식 타이머 |
ㅂ71 8838-90 전동기식 시간계전기 |
15 |
KS C 7502 : 1985 자동차용 전구 |
ㅂ81 302-90 자동차 및 뜨락또르 전구 |
16 |
KS C 7508 : 1980 철도 차량용 전구 |
ㅂ81 301-88 철도차량전구 |
17 |
KS C 7514 : 1978 투광기용 전구 |
ㅂ81 3713-90 투광전구 |
18 |
KS C 7517 : 1985 적외선 전구 |
ㅂ81 3741-90 적외선전구 |
19 |
KS C 7518 : 1977 영사용 전구 |
ㅂ81 2246-98 영사용전구 |
20 |
KS C 7602 : 1998 형광 램프용 글로 스타터 |
ㅂ83 6951-90 형광등용촉발기 |
21 |
KS C 7631 : 1998 형광 램프용 전자 스타터 |
ㅂ83 6951-90 형광등용촉발기 |
22 |
KS C 7604 : 1998 고압 수은 램프 |
ㅂ81 8538-94 고압수은등 |
23 |
KS C 7703 형광 램프 소켓 및 글로스타터 소켓 |
ㅂ83 9489-92 형광등 및 촉발기소케트 기술적 요구 |
24 |
KS C 8105 : 1985 휴대 전등 |
ㅂ83 7574-86 일반손전지 기술적요구 |
25 |
KS C 8303 : 1992 고리 퓨즈 |
ㅂ71 6259-84 판 휴즈 |
26 |
KS C 9202 : 1997 전기 납땜 인두 |
ㅂ75 7508-92 전기인두 |
27 |
KS C 9613 : 1997 가정용 소형 변압기 |
ㅂ75 4925-90 가정용 전압 조절기 일반기술적요구 |
28 |
KS C 9615 : 1997 휴대용 전기 드릴 |
ㅂ75 7386-90 휴대용 전기드릴 |
[통일 전후 계통통합 및 기기 접목사례 분석]
- (구)서독 : (발전/송전) 8개 대규모 전력회사, (배전) 60개 지역배전회사
- (구)동독 : (발전/송전) 3개 콤비나트, (배전) 15개 지역 콤비나트
구분 |
(구)서독 |
(구)동독 |
전력회사 |
① [송전회사] 8개 대규모 전력회사 - Badenwerk AG, - Bayernwerk AG, - Berliner Kraft- und Licht(BEWAG) AG, - Energie-VersorgungSchwaben AG, - HamburgischElectricitats-Werk AG, - PreussenElektra, - RWE EnergieAktiengesellschaft, - VereinigateElektrizitatswerke ② [배전회사] 지역 및 자치단체 전기회사 - 지역전력회사 : 주로 배전회사로서 약 60개 - 자치단체의 참여 및 운영 : 주로 배전분야에 약 900개 회사 |
◎18개 콤비나트 구성 ① 갈탄발전 콤비나트(수력미미하나 포함) ② 원자력발전 콤비나트 ③ 송전 콤비나트 ④ 지역단위 에너지배급 콤비나트(15개) |
연계계통 |
UCPTE |
IPS/UPS |
- (발전/송전) 4개 대형 전력회사
- (배전) 약 900 여개 지역 배전회사
<그림> 독일 전력사업 구조
<그림> 독일 전력회사 구분
전압명칭 (IEC 정의) |
약자 |
정격전압 |
비고 |
Extra-High Voltage |
EHV |
380 kV 220 kV |
송전급 |
High Voltage |
HV |
110 kV |
배전급 |
Medium Voltage |
MV |
30 kV 20 kV 15 kV 10 kV |
Low Voltage |
LV |
400 V |
- a) 상시 개방 루프 |
- b) 양방향 전원배전계통(연계 CB 상시개방) |
- a) 도시지역 저압배전망 예시 |
- b) 시골지역 저압배전망 예시 |
항목 |
서독 |
동독 |
서베를린 |
전력소비량(Twh) |
431 |
120 |
10 |
최대수요(GW) |
69 |
18 |
1.8 |
발전설비용량(GW) |
102 |
24 |
2.6 |
- 석탄연소(%) |
32 |
- |
58 |
- 갈탄연소(%) |
12 |
63 |
- |
- 원자력(%) |
24 |
8 |
- |
- 석유/가스(%) |
25 |
22 |
42 |
최대수요(GW) |
69 |
18 |
1.8 |
- 수력(%) |
7 |
7 |
- |
연계선로용량(GVA) |
31 |
5 |
0 |
공급면적(평방km) |
250,000 |
110,000 |
0.05 |
구분 |
1989 |
1993 |
서독 |
동독 |
서독 |
동독 |
전력소비량(Twh) |
431 |
130* |
376 |
67 |
최대수요(GW) |
69 |
19.8* |
60 |
12 |
|
* : 서베를린 포함수치 |
독일 규격표준화 통합과정
위와 같은 동서독간의 규격통합 협정으로 인해 DIN은 (구)동독지역을 포함한 전체 독일연방공화국의 표준화 업무를 전담하게 되었으며 과거 서독정부와 DIN간의 표준화계약이 일괄적으로 적용되게 되었다.
독일 전력통합 단계
4단계를 거쳐 통합 전력 정책 및 체제 구축
동서독 전력협력 |
항목 |
남북 전력협력 |
에너지 자원이 중요 협력요소 아님 - 동독은 친환경적 기술협력 - 서독은 서베를린에 전력공급 요청했으나 지지부진 |
에너지협력 중요성 및 우선순위 |
북한은 에너지 지원 필요 - 북한 경제, 생활 안정을 위해서는 전력지원이 우선 |
동서독 모두 에너지 충분, 에너지협력협정 등 추진 - 본격적 에너지협력은 아니지만, 국경지역 배전선로 융통과 동서베를린 전철 공동 운영 등 시행 |
통일 이전 상태 |
북한은 극도의 에너지 부족상태 - 개성공단 전력공급은 본격적 협력은 아니며 현재 중단상태, 에너지 협력을 위한 정치적 협상이 우선 |
신탁청 운영 - 동독기업의 서독합병, 친환경정책 추진 |
통일 후 진행과정 |
통일 전 미래 협력정책 방향 결정 필요 - 사전에 다양한 대안에 대한 구체적 검토 |
전력협력이 정치협력의 비밀창구 역할 수행 - 동서베를린 전철 공동운영 등 |
특이점 |
전력지원이 6자회담의 정치적 타결에 대한 최후 협상카드/반대급부가 될 것으로 예상 |
비고 |
- 남북한 에너지협력은 동서독과는 기본배경과 우선순위에서 차이 있음 → 그러나 전력이 상호 대화의 연결고리가 된다는 점은 동일한 사안 - 통일 이후의 신탁청을 통한 동서독 에너지 분야 통합과정 검토 필요 → 신탁청 방식 남북한에 적용하기에는 부적합(북한 에너지기업의 자산 가치가 거의 없음) - 서독은 사전에 충분한 준비 없어서 통일 이후 에너지 분야 통합에 혼선 → 많은 사회적 갈등과 좌초비용이 발생, 남북 전력협력에 철저한 사전준비 필요 |