LS산전이 HVDC 글로벌 시장 진출에 도전장을 내밀었다.

LS산전은 지난해 10월 HVDC 부산공장을 준공했다. [사진제공 : LS산전]

LS산전은 지난해 부산에 HVDC 공장을 준공한데 이어 80kV급부터 250kV급, 500kV급 기술을 단계적으로 개발해 세계 시장 진출을 적극 모색할 계획이라고 27일 밝혔다.

HVDC(고압직류송전, High Voltage Direct Current Transmission System)는 발전소에서 발전되는 고압의 교류전력을 전력 변환기를 이용해 고압의 직류전력으로 변환시켜 송전한 후 원하는 수전지역에서 다시 교류전력으로 재변환시켜 공급하는 방식을 말한다.

HVDC를 사용할 경우 송전 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 전선의 사용량을 줄일 수 있고 송전선로의 면적을 줄일 수 있어 경제적이다.

그동안 LS산전은 HVDC 분야를 그린 비즈니스 분야의 확고한 축으로 삼고 적극 육성해 왔다.

이를 위해 총 1천100억원을 투자해 지난해 10월 국내 최초의 HVDC 생산기지 구축을 완료했다.

LS산전의 HVDC 부산공장은 1만1천157여㎡(3천375평) 부지에 건축 연면적 5,910㎡ (1천788평) 규모로 건설됐다.

부산공장은 교류를 직류로, 직류를 교류로 변환하는 HVDC 핵심기기인 ‘싸이리스터 밸브(Thyristor Valve)’ 생산라인을 구축해 부품입고에서부터 성능검사, 조립, 시험, 시운전에 이르는 전 과정을 아우를 수 있는 시설을 갖췄다.

LS산전 관계자는 “2010년 4월 완공된 부산사업장 변압기 공장의 변환용 변압기와 HVDC 부산공장의 싸이리스터 밸브 등 핵심 제품 생산을 통해 HVDC 시스템에 대한 토털 솔루션을 제공할 수 있는 역량을 확보했다”고 설명했다.

특히 전체 사업적 측면에서 저압에서 초고압에 이르는 AC(교류)와 DC(직류) 전력설비의 풀 라인업 체제를 갖춤으로써 향후 스마트그리드 인프라 구축의 한 축을 완성하는 동시에 글로벌 경쟁력을 한층 강화시킬 수 있을 것으로 기대된다.

LS산전이 개발한 HVDC 변환용 변압기가 제주 금악변환소에 설치되고 있다. [사진제공 : LS산전]

LS산전은 지난해 말 부산사업장에서 ±80kV HVDC 변환용 변압기를 성공적으로 개발 완료하고 최종 시험을 거쳐 최근 한국전력공사와 협동연구로 진행하고 있는 HVDC 실증단지인 제주 금악변환소에 성공적으로 설치했다.

HVDC 변환용 변압기는 HVDC 시스템에 있어 핵심적인 설비로서 교류를 직류로 변환시켜 주는 싸이리스터 밸브(Thyristor Valve)에 연결돼 교류계통 전압을 변환, 직류전압을 공급하고 교류와 직류시스템을 분리하는 역할을 한다.

직류전압에 연결되는 만큼 기존 변압기와는 달리 직류 전압에 대한 절연 설계가 추가로 이뤄져야 하며 밸브에서 발생되는 고조파에 따른 손실과 온도 상승은 물론 내진, 기계적 강도에도 견딜 수 있는 기술을 필요로 한다.

LS산전은 HVDC 변환소 기자재 비용의 20% 이상을 차지하는 변환용 변압기 국산화를 위해 2010년 5월부터 변압기 개발에 매진해 제주실증단지용 기자재 사양이 확정된 이후 약 5개월 간의 제작 기간을 거쳐 지난해 10월 국내 최초의 ±80kV HVDC 변환용 변압기 생산을 시작했다.

이어 LS산전은 최근 HVDC 부산공장에서 ±250kV/200MW 시스템까지 적용이 가능한 싸이리스터 밸브를 독자 개발했다.

싸이리스터 밸브는 HVDC 시스템의 변환설비 중 심장 역할을 하는 핵심적인 설비로 교류를 직류로, 또는 직류를 교류로 변환시켜 교류 계통에 전력을 공급하는 역할을 하는 장치이다.

기존 싸이리스터를 이용하는 산업용 정류기와는 달리 수십kV에서 수백kV의 직류전압에 연결되는 시스템이므로 고전압 절연 설계 기술뿐만 아니라 30년 이상의 긴 수명을 보장해야 하는 첨단 분야의 제품이다.

이번에 LS산전이 개발한 싸이리스터 밸브는 제주~해남간 설치된 기존 HVDC 밸브와는 다르게 지진에 강하고 설치가 쉬우며 원가 경쟁력을 확보하기 위해서 밸브 전체를 건물 천장에 매다는 방식(Suspending Type)을 채택했다.

LS산전은 2009년 HVDC 사업에 진출한 이래 변환용 변압기를 개발 및 싸이리스터 밸브 개발까지 완료하며 HVDC 변환소 기자재 비용의 40% 이상을 차지하는 변압기 및 밸브 국산화에 성공했다.

HVDC 시장은 향후 20년간 시장규모가 지속적으로 성장하며 연간 140억 달러 규모의 성장이 기대되는 분야이다.

특히 중국, 인도 등 신흥국을 중심으로 장거리 송전이 증가하고 유럽에서 해상풍력과 국가간 계통 연계사업이 진행됨에 따라 그 범위는 확대될 것으로 전망된다.

구자균 LS산전 부회장은 “세계적인 전력수요 급증과 직류 송배전 계통 확대, 신재생에너지 계통연계 등으로 향후 20년간 HVDC 시장 규모는 10배 이상 증가될 것”이라며 “부산공장을 중심으로 기술 국산화는 물론 그 동안 일부 글로벌 기업이 독점하다시피 해온 HVDC를 적극 육성해 전력산업의 새 역사를 쓰겠다”고 말했다.

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