DC 80kV 초전도 케이블 신뢰성 평가

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문서 내 토픽

• 1. 국내 초전도 전력기술 개발

  우리나라 초전도 전력기술 개발은 DAPAS 프로젝트부터 본격적으로 시작되었다. 이 프로젝트에서 22.9kV 초전도케이블과 초전도한류기가 개발되었고, 실계통 실증을 위해 이천 프로젝트(GENI Project)가 진행되었다. 이천 프로젝트에서는 실계통 최초 운전 및 대용량· 상용화 핵심기술이 개발되었다. 이를 바탕으로 송전급 전압의 초전도케이블 및 초전도 한류기를 실계통에 적용하기 위한 송전급 프로젝트가 진행되었다.

• 2. DC 80kV 초전도 케이블

  DC 초전도케이블은 AC 초전도케이블보다 AC 손실이 없으므로 냉각 시스템 용량을 줄일 수 있어 장거리 대용량 송전선로에 매우 적합하다. 송전급 프로젝트에서는 세계 최초로 DC 초전도케이블에 대한 실계통 적용연구가 추진되었다. DC 80kV 초전도 케이블은 2세대 초전도선재 YBCO를 사용하며 정격용량은 250MW이고 BIL은 325kV로 설계되었다.

• 3. DC 80kV 초전도케이블 신뢰성 평가

  DC 초전도케이블 실계통 적용을 위해서는 기술적 검토가 필요하다. 먼저 DC 초전도케이블 계통 검토로 설치개소 선정 및 실계통 적용 계통해석이 진행된다. 계통의 요구사항을 포함하여 초전도 케이블 제작사가 DC 초전도케이블을 설계 및 제작한다. 이를 공인받을 수 있는 규격에 의한 신뢰성 평가를 수행하여 성능을 검증받아야 한다. 따라서 신뢰성 평가는 DC 초전도케이블이 40년 이상 동안 실계통 운영되어도 설비에 이상이 없다는 것을 확인할 수 있는 중요한 시험이다.

• 4. 단기 신뢰성 평가

  DC 80kV 초전도케이블에 대한 단기 신뢰성 평가 절차는 기존 DC 케이블 공인 규격 Cigre 219를 적용한다. 단기 신뢰성 평가는 설계가 규격을 만족하는지 확인하는 Type Test이며, 한전 고창전력시험센터내 초전도 케이블 실증시험장에서 길이 100m의 DC 80kV 초전도케이블로 수행된다. 고창전력시험센터에는 초전도 케이블의 경제성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 인증평가를 위한 시험설비가 구축되어 있다.

• 5. 장기 신뢰성 평가

  장기 신뢰성 평가는 PQ Test로 기술적, 경제적 타당성을 평가하고 운전 경험을 축적하기 위해 시행된다. 40년 이상 안정적인 운영을 위하여 초전도 케이블의 상온에서 초전도 온도까지의 냉각에 따른 열 수축 및 팽창에 대해 고려해야 한다. 따라서 열팽창 정도를 확인하는 열주기 시험(Thermal Cycle)이 장기 신뢰성 평가의 주요 시험이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 국내 초전도 전력기술 개발

  국내 초전도 전력기술 개발은 매우 중요한 과제입니다. 초전도 기술은 전력 전송 효율을 크게 향상시킬 수 있어 에너지 절감과 온실가스 감축에 기여할 수 있습니다. 또한 전력 계통의 안정성과 신뢰성 향상에도 도움이 될 것입니다. 국내에서도 초전도 전력기술 개발을 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 이를 통해 기술 경쟁력을 확보하고 관련 산업을 육성할 필요가 있습니다. 정부와 산학연 협력을 통해 초전도 전력기술의 실용화를 위한 노력이 지속되어야 할 것입니다.

• 2. DC 80kV 초전도 케이블

  DC 80kV 초전도 케이블 기술은 전력 전송 효율을 크게 높일 수 있는 핵심 기술입니다. 이를 통해 전력 손실을 줄이고 송전 용량을 증대시킬 수 있어 전력 계통의 운영 효율성 향상에 기여할 수 있습니다. 또한 기존 송전선 대비 소형화가 가능하여 도심지 송전 인프라 구축에도 유리할 것으로 보입니다. 다만 초전도 케이블의 제조 및 운영 기술, 안전성 확보 등 해결해야 할 과제가 여전히 존재하므로, 이에 대한 지속적인 연구개발과 실증 노력이 필요할 것으로 판단됩니다.

• 3. DC 80kV 초전도케이블 신뢰성 평가

  DC 80kV 초전도케이블의 신뢰성 평가는 매우 중요한 과제입니다. 초전도 케이블은 극저온 환경에서 운영되므로 열적, 전기적, 기계적 특성 등 다양한 측면에서 신뢰성을 확보해야 합니다. 단기 및 장기 신뢰성 평가를 통해 초전도 케이블의 내구성, 안전성, 운영 안정성 등을 면밀히 검증할 필요가 있습니다. 이를 통해 초전도 케이블의 실용화를 위한 기술적 기반을 마련할 수 있을 것입니다. 또한 신뢰성 평가 기술 자체의 고도화도 중요한 과제라고 할 수 있습니다.

• 4. 단기 신뢰성 평가

  DC 80kV 초전도케이블의 단기 신뢰성 평가는 초전도 케이블의 기본적인 성능과 내구성을 검증하는 데 매우 중요합니다. 단기 신뢰성 평가에서는 초전도 케이블의 전기적, 열적, 기계적 특성을 집중적으로 평가하여 초기 결함 및 열화 현상을 파악할 수 있습니다. 이를 통해 초전도 케이블의 안전성과 신뢰성을 확보하기 위한 설계 및 제조 기술을 개선할 수 있습니다. 또한 단기 신뢰성 평가 기술의 고도화를 통해 초전도 케이블의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대됩니다.

• 5. 장기 신뢰성 평가

  DC 80kV 초전도케이블의 장기 신뢰성 평가는 실제 운영 환경에서의 성능과 수명을 예측하는 데 매우 중요합니다. 장기 신뢰성 평가에서는 초전도 케이블의 열화 특성, 절연 성능, 기계적 강도 등을 장기간 모니터링하여 실제 운영 환경에서의 안전성과 신뢰성을 검증할 수 있습니다. 이를 통해 초전도 케이블의 실용화를 위한 기술적 기반을 마련할 수 있을 것입니다. 또한 장기 신뢰성 평가 기술의 고도화를 통해 초전도 케이블의 수명 예측 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.