[일렉트릭파워 이재용 기자] 한전 전력연구원(원장 이중호)은 국내 최초로 신재생그리드 연계용 초고압 친환경 변압기와 해상풍력 발전기에 적용되는 친환경 에스테르의 국산화 및 열화진단 기술개발에 착수했다고 8월 29일 밝혔다.
정부의 신재생에너지 확대정책에 따라 한전은 ’26년을 시작으로 서남권에 1.2GW에 달하는 대용량 해상풍력단지 설치를 추진하고 있다. 이에 해양환경에 특화된 친환경 절연소재를 적용한 해상변전소의 구축이 필요하다.
특히 해상변전소의 초고압 변압기는 절연유의 누유 시 해양오염을 발생시키지 않도록 높은 생분해성 및 화재안전성 등의 특성을 보유한 천연·합성 에스테르와 같은 친환경 절연유의 사용이 요구된다.
해상환경의 경우 산화안정도 측면에서 천연 에스테르보다는 합성 에스테르 절연유가 적합하다.
현재 합성 에스테르 절연유는 전량을 국외에서 수입하고 있다. 절연유 합성에 대한 핵심기술 개발 및 국산화를 통해 향후 친환경 전력기기의 수요 증가로 발생할 수 있는 공급 부족 및 높은 단가 등의 문제를 해결함으로써 기술경쟁력을 확보하고자 한다고 관계자는 설명했다.
한전에선 2015년에 154kV 천연 에스테르 변압기를 개발하고 관리기준을 수립해 2017년부터 초고압 천연 에스테르 변압기에 대해 적용 중이다.
하지만 기존 천연 에스테르 관리기준의 열화진단기술로는 화학적 물성 등의 차이로 인해 합성 에스테르 절연유를 적용한 변압기의 진단이 불가능하다.
이에 따라 합성 에스테르 절연유가 적용된 변압기에 대한 열화진단기술을 개발해 친환경 계통운영에 기여하고자 한다는 설명이다.
전력연구원은 해상 운영조건에 적합한 에스테르 절연유에 대한 원천기술 확보를 위해 다양한 원료별 합성시험을 수행하고 최적조건을 도출해 친환경 변압기에 적용 가능한 합성 에스테르 절연유의 표준화된 제조기술을 개발할 예정이다.
또 친환경 변압기를 모사한 환경에서 가속열화실험을 통해 절연유 내의 퓨란, 메탄올, 에탄올 등의 열화생성물과 분해가스 및 절연손실을 분석해 특성을 평가할 계획이다.
전력연구원 측은 분석 데이터와 실제 변압기 절연성능의 상관관계를 연구해 절연물의 열화핵심인자를 도출하고, 국내 최초로 합성 에스테르를 적용한 신재생그리드 연계용 변압기에 대한 열화진단기술을 확보하고자 한다고 설명했다.
이와 함께 향후 대용량 해상풍력단지 구축 및 신재생에너지원 그리드 연계를 위해 2023년까지 절연유 합성의 핵심인 정제기술을 개발하고 친환경 절연유의 열화특성을 확보할 예정이다.
이후 2025년까지 합성 에스테르 절연유의 최적 합성기술을 개발하고 해상변전소용 친환경 변압기 운영관리기준을 확립해 적기에 적용한다는 계획이다.
전력연구원 관계자는 “변압기 운영관리기준을 통해 친환경 변압기 내부이상을 조기에 발견해 변압기 화재 및 설비고장을 예방하고, 합성 에스테르 절연유를 국산화해 기술자립도 제고 및 기술사업화 추진을 기대한다”고 밝혔다.
