Transcript 기자재_국산화_추진_v1.

HVDC변환 기자재 국산화 추진 방안
목 차
I.
HVDC 사업소개
II.
기자재 국산화 추진 방안
별첨. 세부 기기 필요 사양
2016. 04. 20
HVDC사업개발팀
I. HVDC 사업소개
1. HVDC System 이란?
기존의 고전압 교류전력(HVAC) 전송 방식에서 고전압 직류전력(HVDC) 전송방식으로 변경함으로써,
전력운용의 안전성 및 효율성을 확보하여 국가적 대정전 사태 사전방지와 전력시장의 수급 안정화를
위한 핵심기술
HVDC 유형
HVDC란?
• HVDC : High Voltage Direct Current
• HVDC System 개념
1 Station
AC
DC
AC
 BTB 방식 : 비동기 연계, 계통 분할(북미, 유럽, 일본,한국)
Station 1
DC
Station 2
AC
AC
 PTP 방식 : 장거리 송전, 기존 AC송전 DC 대체(중국,인도)
발전소에서 생산된 교류전원을 정류기(Thyristor)를
통해 직류로 변환(Converter)시켜서 송전한 후, 수전
지점에서 다시 직류를 교류로 변환(Inverter)하여
전력을 공급하는 시스템
비용
Break-even 거리
AC
DC
DC terminal
Station 2
Station 1
AC
AC
DC
Submarine Cables
 PTP 방식 : 육지 - 섬간 해저 송전 (유럽, 동남 아시아)
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AC terminal
 해저 케이블 송전 : 약 30∼50 km
 가공선로 송전 : 약 300∼400 km
거리
I. HVDC 사업소개
HVDC System 장단점
 HVDC System 장점
① 장거리 전력전송에 있어서는 AC 전송에 비하여 가격이 저렴하다.
② AC 계통에 영향을 주지 않으며 대용량의 전력 전송이 가능하다.
③ 주파수가 다른 계통과도 연계가 가능하다.
④ 상호 연계는 전력의 예비율을 낮출 수 있기 때문에 기존에 설치된 발전용량을 줄인다.
⑤ DC 계통은 주고 싶은 전력의 양과 받고 싶은 전력의 양을 조절할 수 있다.
 HVDC System 단점
① 초기 비싼 변환 설비 투자 필요
② 자체 무효전력 소모로 보상 설비 필요
③ 고조파와 EMC 문제, 소음(변압기 등)
④ 계통 SCR이 낮은 경우 추가 설비 필요(SVC)
⑤ 설치 site에 따른 시스템 설계가 요구됨.
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I. HVDC 사업소개
HVDC System 주요기기
HVDC시스템의 주요 기기로는 Thyristor Valve, Converter Transformer, C&P(Control&Protection),
AC Filter 등이 있음
6%
DC Line
22%
9%
AC Line
AC Line
8%
22%
Civil Work : 16%, PJT Eng. : 17%
HVDC Turnkey Cost Division
(Base on 2GW ±DC 500kV)
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I. HVDC 사업소개
사업구조 및 조직도
국내 HVDC 사업구조
LSIS-조직도
CEO
GE
ALSTOM
KEPCO
• Technical Support
연구개발본부
(CTO)
전력인프라사업본부
• Project
KAPES
국내
사업부
• System Engineering
HVDC
사업실
LSIS
•Manufacturing
HVDC
사업
개발
* KAPES : Kepco Alstom Power Electronics System
* P/C : Power Conversion
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부산
사업장
밸브
생산팀
HVDC
Eng’g팀
C.TR
생산팀
천안
사업장
P/C 연구단
C&P
생산팀
HVDC
C&P연구팀
HVDC
Valve연구팀
I. HVDC 사업소개
부산 HVDC 생산 공장
2011년, 부산 HVDC 생산 공장 설립, 절연, 합성 시험 설비 구축
◆ 주요 기기 생산
◆ 공장 전경
C.Tr
Valve
C&P
◆ 시험설비
Dielectric Tests
AC
600kV
Operational Tests
Impulse
2000kV
DC
1500kV
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I. HVDC 사업소개
제주 HVDC 실증단지
전력 계통도
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I. HVDC 사업소개
제주 HVDC 실증단지
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II. HVDC 기자재 국산화 방안
추진 배경
 HVDC 변환 기자재 국산화 필요성
 향후 전력계통 연계 및 송전망 확대에 따른 국내 HVDC 시장의 증가가 예상되나, 변환 기자재
국산화 미비에 따른 부품 조달 및 신속한 대응 능력 부족
 HVDC 해외 수요의 증가에 따라 해외 HVDC 시장 진출을 위한 자체 HVDC 경쟁력 강화 필요
 국산화 추진방안
 개발 중소기업과 실수요자(LS산전, KAPES)및 한전과 MOU체결하여 개발 제품 활용시장 확보
한전
(국산화 총괄)
• 참여기업 MOU추진
• 프로젝트 발주, 국산화 요청
• 중소기업 지원 연구 과제
• 국산화 요청
KAPES
(엔지니어링)
• 구매 계약
(핵심 기자재)
대기업
(핵심기자재)
• 구매 계약
(핵심 자재 부품)
• 구매 계약(보조 기자재 및 부품)
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중소기업
(보조기자재)
II. HVDC 기자재 국산화 방안
국산화 대상설비
분야
주기자재 부속품
기자재
밸브 모듈 관련 부솜품
- 캐패시터, 저항 리액터 등
제어기 관련 부속품
- 미디어 컨버터 등
냉각설비 및 관련 부속품
- 냉각 플랜트 프레임 등
보조 기자재
AC필터 및 관련 부속품
- 캐패시터 뱅크, 리액터 등
DC Yard 설비
- 평활 리액터 단로기 DCCT등
기타(운영 및 유지보수)
훈련용 시물레이터
DC검전기 제어감시 분석 S/W개선
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II. HVDC 기자재 국산화 방안
연구 분야
변압기
밸브모듈
모듈 부품
밸브
제어카드
기타
H/W큐비클
제어 카드
제어
H/W큐비클 부속품
제어 연결
감시 측정
주요 기자재
연구 주제
조립, 검증 및 종합시험
조립, 검증 및 종합시험
Saturable Reactor
Damping Grading resistor
Damping Capacitor
Hear sink
Gate Unit, Divider Card
Insulator(절연체)
단로기, 접지 단로기
조립, 검증 및 종합시험
- Bipole, CCP, CCPI, VBE
큐비클별 제어카드
- Bipole, CCP, CCPI, VBE
제어 큐비클 관련 부품
- 이더넷 스위치, 미디어컨버터
- 광 CT 및 광신호 변환 장치
- 릴레이(Solid State Relay)등
광케이블(Optic Fiber)
TFR(고장기록장치)
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II. HVDC 기자재 국산화 방안
보조 기자재
연구 분야
연구 주제
설비 종합
조립, 검증 및 종합시험
Cooling Plant Frame
냉각
시스템
주요 설비
기타 자재
설비 종합
AC 필터
주요 부품
기타 자재
분로 리액터
평활리액터
변류기
변성기
지지애자
인터록킹 큐비클
Cooling Plant MCC/CSC
- 냉각 제어(PLC)시스템
Heat Exchangers
관련 부속품
- 보충 탱크, 필터, 센서류
필터 관련 부품 종합, 시험
Capacitor Bank
Resistor, Reactor
피뢰기, CT
Shunt Reactor
Reactor
DC용 CT(ZFCT)
DC CPD, AC CVT
기기별 지지애자(Insulator)
- Ac Filter 등
인터록킹 큐비클 및 관련 부품
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II. HVDC 기자재 국산화 방안
향후 계획 및 기대효과
 향후 계획(가안)
 ‘16.4 관련기업 개발의향, 수요조사 및 과제 대상 확정

- 변환 기자재 국산화 개발 연구과제 제안
 ‘16.5 연구과제 선정 완료 및 개발 착수
 ’16.7 HVDC 산업육성을 위한 클러스터 조성 검토
에너지 벨리 조기정착을 위한 HVDC 클러스터 조성 검토 추진
 기대 효과
 계통 고장 시 신속한 기자재 및 부품 공급으로 설비 안정성 확보
 국산화를 통한 설비품질 확보 및 기자재 가격인하 효과
 해외 진출 시 국내기업과 공동추진으로 HVDC 산업의 경쟁력확보
- 동반성장을 위한 국내 기업육성 및 지원으로 한전의 역할 제고
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별첨. 세부 기기 필요 사양
HVDC 기술 사양
DC Rating / Pole
Specifications
1) DC System configuration
Point to Point HVDC
2) Rated Power Capacity / pole
2000MW
3) Rated Power Capacity / Bi-pole
4000MW
recommend
250km
Monopole/Rectifier Side
4) Rated DC Voltage
DC ±500kV
12-pulse bridge
5) Rated DC current
4000A
normal
6) Overload DC current (not confirmed)
4800A
(1.2pu, 5second)
7) Operation angle (not confirmed)
α(normal rectifier delay angle)
17.3deg
α(min. rectifier delay angle)
14.7deg
α(max. rectifier delay angle)
19.4deg
γ(normal inverter extinction angle)
22deg
γ(min. inverter extinction angle)
23.7deg
γ(max. inverter extinction angle)
25.3deg
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별첨. 세부 기기 필요 사양
±500kV, 3000MW, 북당진~고덕 HVDC
DC CT절연레벨
Description
Average Value
Peak Value(리플 포함)
lightning Impulse Withstand Level
Switching Impulse Withstand Level
DC withstand voltage level
DC Polarity reversal Withstand Level
Minimum Arcing Distance
Minimum Creepage Distance
HV side
513 kVdc
530 kVdc
1188 kVdc
1098 kVdc
770 kVdc
642 kVdc
3710 mm
10660 mm
LV Side
2.8 kVdc
3 kVdc
152 kVdc
139 kVdc
4.2 kVdc
3.5 kVdc
350 mm
60 mm
DC VD절연레벨
Description
Nominal Line to Ground Voltage(1 pu = Vn)
Maximum Average Continuous Voltage to Ground
Maximum Peack Continuous Voltage to Ground
Maximum Measuring Voltage(for 5sec)
lightning Impulse Withstand Level
Switching Impulse Withstand Level
Minimum Creepage Distacne
Minimum Clearrance to Ground
별첨. 2 / 3
HV side
505 kVdc
510 kVdc
530 kVdc
954 kVdc
1188 kVdc
1098 kVdc
10660 mm
3710 mm
LV Side
3 kVdc
3 kVdc
4 kVdc
6 kVdc
152 kVdc
139 kVdc
60 mm
350 mm
별첨. Single Line Diagram of HVDC
±500kV, 2500MW, Ballia-Bhiwadi HVDC
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Let’s
talk
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