효성중공업은 전력망을 고도화하고 유연성을 높이는 동시에 청정에너지를 공급하고 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 전력 솔루션 기술을 선도하고 있습니다. 우리 생활 구석구석을 밝혀 주는 효성중공업의 최신 기술에는 어떤 것이 있을까요? 첫 눈엔 어려워 보여도 알고 보면 블럭 장난감처럼 재미있고 흥미로운 효성중공업의 전력 솔루션 기술 스토리를 지금부터 여러분께 소개하겠습니다.

전기는 어떻게 만들고 보내며 어떻게 쓰이는 것일까?

우리가 전기를 쓰기까지는 발전과 송전, 배전의 세 가지 단계를 거쳐야 합니다. 발전은 익히 아는 것처럼 화력, 수력, 원자력, 신재생 에너지 등으로 산업과 생활에 사용하는 전기를 생산하는 단계입니다. 송전은 이렇게 생산된 전기를 발전소에서 일반인에게 보내는 단계로, 발전소가 일일이 모든 과정에 전기를 보낼 수 없다 보니 각 지역의 전력 거점으로 전기를 보내, 그것을 각각의 가정으로 분배하는 배전의 과정을 거쳐 전달됩니다.

여기서 변전소는 특히 중요한 역할을 합니다. 전기는 전압이 높을수록 송전할 때 손실률이 낮습니다. 송전 과정에서는 다양한 발전소에서 생산된 전기는 34만 5천V 또는 76만 5천V의 고전압으로 변환해 전력 거점으로 보냅니다. 전기를 송전 받은 전력 거점에서는 전기를 배전하기 전, 고전압의 전기를 일반 가정에서 사용할 수 있는 전압으로 바꾸는 과정을 반드시 거칩니다. 이 과정에서 꼭 필요한 것이 바로 변전소 설비입니다. 

변전소에는 변압기를 포함한 여러 가지 설비가 자리잡고 있는데요. 효성중공업은 각 단계에 최적화된 기술력을 바탕으로 변압기와 GIS(Gas Insulated Switchgear), ESS(Energy Storage System)와 STATCOM 등 변전소 솔루션에 투입되는 주요 설비를 독립적으로 하나씩 모듈화한 모바일 변전소 솔루션을 제공하고 있습니다.

효성중공업의 모바일 변전소 솔루션, 그 필요성과 가치

변압기, 차단기, 고압 배전반(E-house) 등 필요한 전력설비를 트레일러 위에 설치하여, 고객이 원하는 장소 및 시간에 맞추어 현장으로 이동할 수 있는 효성중공업의 모바일 변전소 솔루션은 어떤 장점을 갖고 있을까요?

▲ 블럭으로 조립한 효성중공업 모바일 변전소 시스템

우선, 첫 번째로 전력 공급에 문제가 발생하는 비상 상황 시에 유용하게 쓰일 수 있습니다. 천재지변이나 사고로 인해 주요 전력 설비가 고장난 경우, 최우선적으로 중단된 전력 공급망을 빠르게 복구하여 더 이상 피해가 커지지 않도록 대처하는 것이 중요합니다. 이러한 경우 모바일 변전소 솔루션은 빠른 대처를 가능하게 합니다. 모듈화된 모바일 변전소 시스템이라면, 문제가 발생한 모듈을 교체함으로써 신속하게 전력 공급에 나설 수 있습니다. 

어떤 비상 상황에서도 빠르고 유연하게 대처할 수 있도록, 효성중공업 모바일 변전소는 운송 및 설치 과정의 용이함을 추구합니다. 적용 국가의 도로 운송 규정에 맞추어 설계하며, 변압기 크기를 축소하고 무게를 30% 감소시킴으로써 운반이 편리합니다. 또한 모바일 변전소의 핵심 부품인 초고압 차단기에 회전형 붓싱을 적용하여, 별도의 붓싱 제거 없이 바로 운송이 가능하도록 했습니다. 모바일 변전소에 탑재된 변압기는 적용 국가의 전압에 바로 적용이 가능하도록 맞춤 설계되어 부품 구매 비용이 절감되고 효율성이 높아졌습니다.

두 번째로 기후변화에 대응하는 신재생 에너지 발전 설비의 구축에도 모바일 변전소 솔루션이 필요합니다. 태양광∙풍력∙조력발전 등 신재생 에너지는 에너지원의 특성 상 전압 및 전류가 균질하지 못하고 불안정합니다. 때문에 전력을 안정화할 수 있는 변전소 설비가 필수적이지만, 발전 및 변전 시설 구축에는 많은 시간이 소요됩니다. 이럴 때 효성중공업의 모바일 변전소 솔루션이 빛을 발합니다. 우선 신재생 에너지 발전 설비 구축 후에 모바일 변전소 솔루션 투입으로 빠르게 발전 설비를 전력 계통에 바로 연결할 수 있습니다. 중장기적으로 사용할 고정형 변전소 공사 기간 동안 모바일 변전소 솔루션이 신재생 에너지 사용을 가능하게 만들어 주는 것입니다. 

또한 신재생 발전원의 증가로 새로운 송전선 추가 건설이 늘어남에 따라 계통 코드를 일시적으로 충족할 수 없으며 피크 부하 시점이 달라질 때, 한시적으로 무효전력 보상이 필요한 변전소가 생겨날 수 있습니다. 이 경우 효성중공업의 모바일 스태콤(STACOM)이 계통 회복을 빠르게 확보해 줄 수 있습니다. 

스태콤은 전력전자 기술을 이용, 송배전 과정에서 변동되는 전압을 안정적으로 제어해 주는 설비로서, 효성중공업은 자체 보유한 ‘Modular Multi-level Converter’ 기술을 활용하여 풍력, 태양광 등 기상 상황에 따라 전압이 급변하는 신재생에너지 발전 시에도 출력전압을 일정하게 유지해 안정적인 전력 공급을 가능토록 하였습니다.

특히 모바일 스태콤(컨테이너 스태콤)의 경우, 기존 건물형 스태콤에 비해 설치 시간이 짧고, 간단하여 경제성이 높은 것이 특징입니다. 또한, 스태콤을 컨테이너에 설치한 상태로 이동이 가능해 일시적인 전력 부하 문제와 자연재해에 탄력적으로 대응할 수 있다는 장점을 보유하고 있습니다.

세 번째로 단기간 운영을 하지만 대규모 전력 공급이 필요한 현장에 유용합니다. 광산, 유전 등 현장 설비는 채굴 기간 동안 운영되는 것으로, 지속적 전력공급이 필요한 인프라 설비는 아니지만 가동 중에는 대규모의 전력이 필요한 설비입니다. 이러한 현장에 모바일 변전소 솔루션을 도입하면 고정형 변전소 설비 공사에 따른 비용을 감축할 수 있습니다. 

효성중공업의 모바일 GIS(Gas Insulated Switchgear)는 효성중공업의 방수∙방진∙방청 기술을 적용한 아웃도어 GIS를 트레일러 상부에 조립하여 필요한 현장에 즉시 공급합니다. 현지 운송 조건에 적합한 맞춤 레이아웃 설계를 제공하며, 필요 시 회전형 부싱을 적용해 부싱 해체 및 설치에 필요한 작업시간을 단축시킬 수 있다는 장점을 갖고 있습니다. 또한 현장의 변압기와 GIS를 효성중공업 솔루션인 GIB(Gas Insulated Bus)로 연결하면 극한 환경 노출에 따른 데미지도 감소시킬 수 있습니다. 

▲ 효성중공업이 전라남도 ‘그린 에너지 인스티튜트’에 공급한 Medium Voltage DC system 30MW BTB MV DC E-House

효성중공업은 각각 전압과 용량이 다른 세 가지 모바일 변전소와 모바일 STATCOM, 모바일 ESS를 운영하고 있습니다. 효성그룹의 모바일 솔루션은 IEC와 ANSI, IEEE와 NEMA, ISO9001과 ISO14001, ISO45001 등 총 12건의 글로벌 국제 표준 인증을 받아 최고의 환경을 유지하고 있습니다. 모든 모바일 모듈은 차량이나 E-House 형태로 공급하며 긴급 전력 대체용으로 사용하는 것은 물론 고정형 변전소를 전면적으로 대처할 수도 있습니다.

▲ 효성중공업이 미국 오클라호마에 공급한 10MW/20MWh ESS E-House

효성중공업은 강원도와 전라북도의 KEPCO에 각 154kV 모바일 변압기 154/23/6.6kV, 3ph 30MVA 모바일 변전소, 전라남도의 그린 에너지 인스티튜트에 Medium Voltage DC system 30MW BTB MV DC E-House를 공급했습니다. 또한 미국 뉴욕과 버지니아, 오클라호마, 필리핀과 에티오피아, 영국과 스코틀랜드 등 세계 각국에 모바일 변전소 솔루션을 납품해 긍정적인 평가를 받고 있습니다.

효성중공업의 유쾌한 상상, 블럭으로 풀어내다

이렇듯 우리 생활 속 꼭 필요한 전력 기술인 모바일 변전소 솔루션을 어떻게 하면 더 많은 사람들에게 친숙하고 쉽게 알릴 수 있을지, 효성중공업의 유쾌한 상상이 최근 현실로 이루어졌습니다. 바로 모바일 변전소 시스템을 그대로 구현한 조립형 블럭 ‘Mobile Substation’이 출시된 것입니다.

▲효성중공업 모바일 변전소 조립형 블럭 

효성그룹 브랜드숍에서 구입할 수 있는 효성중공업 모바일 변전소 블럭은 모바일 변전소를 1/100 크기로 축소해 8개 모형과 609조각의 피규어로 만들어졌습니다. 조립형 블럭의 특성 상 단순화된 부분이 있지만, 변전 설비와 STATCOM, ESS의 디테일이 블럭에 잘 구현되어 있습니다. 어린이는 물론 어른에게도 호기심과 흥미를 자극해 누구나 갖고 싶은 모바일 변전소 블럭이 탄생했는데요. 현장의 반응도 매우 좋습니다. 영업 현장에서는 인기 있는 선물로 자리잡았고 효성중공업 임직원들에게는 자녀와 함께 회사에 대한 자긍심을 공유할 수 있는 매개체가 되었습니다. 

언뜻 생각하기에 블럭 장난감과 효성중공업 모바일 변전소 솔루션은 하늘과 땅만큼이나 거리가 먼 대상으로 여겨지기도 합니다. 그렇지만 그 간격을 좁힐 수 있었던 것은 효성중공업의 즐거운 상상이었습니다. 효성중공업의 주요 사업 분야인 전력 솔루션, 산업기계 시스템, 기전 솔루션 및 신재생 에너지 솔루션 등 대중에게 낯설게 여겨지던 기술이 모바일 변전소 블럭을 통해 한층 가깝게 다가올 수 있었습니다. 

알고 보면 우리 생활 속에서 밀접한 관계성을 바탕으로 편리함과 안전함을 지켜주는 효성중공업의 기술! 묵묵히 자신의 자리를 지키며 끊임없이 새로운 기술 개발에 몰두하는 효성중공업의 행보에 앞으로도 많은 관심과 응원을 보내주시기 바랍니다.