전력용 변압기 이용 실태조사

1

전력용 변압기 이용 실태조사

2007 년 1 월 26일

한국전기안전공사 `

전기안전연구원

( 조사결과 발표자료 )

2

발표순서

과업수행 개요

과업목표 및 주요내용

국내변압기 보급실태 파악

국내외 전력용변압기 기술동향

변압기 부하율 실태조사

맺음말

Electrical Safety Research Institute

ContentsContents

3

과업수행 개요

Electrical Safety Research Institute

과업명 : 전력용 변압기 이용 실태조사

과업 기간 : 2006. 7. 31 - 2006. 11. 30 (4 개월 )

참여 조직 및 인력

◈ 수행책임자 : IT 기술개발센터장 배석명

◈ 참 여 자 :

- 연구원 : 6 명

- 전국 38 개 사업소 과장 : 38 명

4 Electrical Safety Research Institute

과업 목표 및 주요내용

과업 주요내용

◈ 국내 전력용 변압기 보급실태 파악◈ 해외 전력용 변압기 기술동향 조사◈ 전력 수용가 현장방문 및 년간 부하율 조사◈ 전력용 변압기의 효율적 이용방안 도출

과업 목표

◈ 전력용 변압기의 이용 실태조사를 통한 DB 구축 ◈ 전력용 변압기의 년간 부하율 조사

◈ 전력용 변압기의 효율적 이용 방안 도출


전력용 변압기 보급실태 파악

개 요

송변전설비 변압기 현황

변전소 [ 개소 ] M.Tr[MVA] 변압기 [ 대 ]회선길이[c-km]

765[kV] 5 21,111 12 662

345[kV] 77 84,701 171 7991

154[kV] 537 102,348 1,673 19,474

계 619 208,160 1,856 28,127

○ 발전소에서 발전된 전력을 가장 경제적으로 최종 수용가에게 공급하기 위한

교류전력기기로서 높은 전압으로 승압하여 송전하는 것과 공장 , 빌딩 등에서

최종적으로 사용하기 적절한 전압으로 강압하는 것이 있음

○ 보급실태는 크게 송변전계통 , 배전계통 그리고 자가용전기설비수용가로 구분하여

파악하였음

※ 한국전력거래소 통계 , 2006 년 ¼ 분기 현재



배전설비 변압기 현황○ 2005 년말 기준 , 주상 및 지상변압기를 합해 총 1,715,164 대가 설치되어 있으며

그 용량은 총 83,352,474[kVA] 에 이르고 있으며 , 이중 주상변압기는 매년 평균

6.5% 의 증가세를 나타내고 있음

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1,400,000

1,600,000

1,800,000

2,000,000

1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005

연 도

대

수

[ EA ]

0

10,000,000

20,000,000

30,000,000

40,000,000

50,000,000

60,000,000

70,000,000

80,000,000

90,000,000

용

량

[kVA]

대수[ EA ] 용량[ kVA ]

[ 변압기용량 및 설치대수의 연도별 추이 ]



자가용전기설비 변압기 현황

구 분 1,000[kW] 미만 1,000[kW] 이상 합 계 비 고

호 수 120,968 19,413 140,381 저압제외

※ 한국전기안전공사 통계 , 2005 년 12 월 기준

수용가 현황수용가 현황

수용가당 변압기 평균 보유대수 수용가당 변압기 평균 보유대수 (( 추정추정 ) : 1.76) : 1.76 대대 // 호호

○ 2006 년 2 월에 종료된 환경부의 “유입변압기 사용실태조사” 시 유입변압기를

보유하고 있는 수용가 88,853 호에서 총 156,348 대를 보유하고 있었음

- 변압기 평균보유대수 : 156,348 대 /88,853 호 = 1.76 대 / 호

전국 자가용수용가내 변압기 추정 보유대수 전국 자가용수용가내 변압기 추정 보유대수 : : 총 총 247,070247,070 대대

※ 추정 보유 대수 : 140,381 호 1.76 대 / 호 = 247,070 대


국내외 기술동향

우리나라

○ 변압기 기술개발은 송전전압의 상승과 함께 발전하여 왔으며 , 765kV 송전전압의 격상에 따라 획기적인 발전단계를 이룩함

○ 에너지절약을 위한 각종 고효율 기자재 보급촉진 장려 - 유입변압기 (2000. 9), 몰드변압기 (2001. 12) 고효율기자재 선정 - 현재 국내에서는 아몰퍼스 코어 및 자구미세화 강판을 이용한 변압기 개발 및 상품화

○ 향후 변압기 기술개발 전망은 친환경기기로써 저손실 , 에너지절감형과 운전시 부하손실이 거의 없는 초전도변압기 등의 실용화가 예상



주요외국○ 2005 년 2 월 쿄토의정서 발효이후 지구온난화 방지 및 이산화탄소 배출 저감 등을 위해 국가적차원에서 고효율변압기 등의 사용을 적극적 장려

○ 일본의 경우 - 2003 년 4 월 1 일 . 에너지절약법에서 고압배전용변압기 특정기기로 지정 기존에 비해 40[%] 의 고효율을 기준으로 한 톱런너변압기의 조기도입 ○ EU 의 경우 - EU 에서 효율규제 변압기 대상은 유입변압기로서 에너지소비효율은 전력손실 [W] 로 나타내며 , 1992 년부터 시행 중

○ 미국의 경우 - 효율규제 대상변압기는 유입변압기이며 에너지소비효율 기준은 전력손실 [W] 로 나타내며 , 2002 년부터 시행 중



표본 설정 기준

○ 층화할당 ( 層化割當 ) 에 의한 무작위 표본추출 조사

○ 전체 조사대상의 특성을 대표할 수 있도록 표본추출에 특별 유의

○ 통계기법에 근거한 일정 수준 신뢰도 확보 (95%±5% 오차한계 )

○ 전국 자가용 전기설비 수용가를 대상으로 선정

- 특고압 수용가 계약용량 ( 변압기 용량 ) 규모별 분류

- 공공용 , 업무용 , 산업용 등의 용도별 분류

- 대도시 , 중도시 등 지역별 분류



전력용변압기 표본설정○ 자가용수용가 : 총 140,381 호 (2005 년 12 말 기준 )

[ 샘플프레임의 층별분포 ]

※ 업종구분 - code 1 : 1,2 차 산업 (농업 , 어업 , 금속 , 기계 , 건설 , 식품 , 전기 , 전자 등 ) - code 2 : 3 차 산업 (백화점 , 상가 , 시장 , 호텔 , 대형숙박 등 ) - code 3 : 고층건물 , 공동주택 , 복합건물 , 방송통신 , 보험업 , 보관 및 창고업 등 - code 4 : 공공기관 , 교육기관 , 공연장 , 병원 , 대학 , 군부대 , 도서관 , 체육시설 등



구 분 500[kW] 미만 700[kW] 미만 1,000[kW] 미만 1,000[kW] 이상

업 종 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

호 수 123 26 28 38 113 22 37 39 98 18 38 28 10 10 8 10

○ 표본설정 내역

구 분 2,000[kW] 이상 3,000[kW] 이상 5,000[kW] 이상 총 계 (760 호 )

업 종 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

호 수 9 10 10 9 9 9 10 10 10 9 9 10 372 104 140 144

추출된 표본의 층별 분포

1 차 및 2 차 산업

3 차 산업공동주택빌딩 등

공공기관 교육시설 등 계

1,000[kW] 미만 334 66 103 105 608

1,000[kW] 이상 38 38 37 39 152

계 372 104 140 144 760



조사된 샘플 분석 ( 호수 )

[ 용량별업종별도시규모별 구분 ]



조사된 샘플 분석 ( 변압기 대수 )

[ 용량별업종별도시규모별 구분 ]



전력 수용가 현장 방문 조사

○ 국내 전력용 변압기 보급실태 , 규격 , 용량 및 수용설비 내역 ,

계약전력에

대한 조사

○ 조사 방법 : 전국 38 개 사업소 기술과장 및 연구원 수용가 방문 조사

○ 수용가별 연간전력사용량 : 한국전력 DATA 이용

전력용 변압기 년간 부하율 조사

○ 현 부하 사용량 측정 후 년간 사용량 비례 추정

○ 전기안전관리자의 문진에 의한 조사

○ 변압기별 부하 사용 기록표에 의한 조사


평균 연간부하율 분석

업종별 연간부하율업 종 1 차 산업 2 차 산업 3 차 산업 공동주택 등 공공기관 등 Total

연간부하율 18.9[%] 21.0[%] 19.1[%] 16.6[%] 15.1[%] 18.4[%]

표본 수 21[ 대 ] 713[ 대 ] 247[ 대 ] 299[ 대 ] 418[ 대 ] 1,698[ 대 ]

○ 업종별로 구분하여 보면 , 2 차 산업이 20.9% 로 가장 높았으며 , 공공기관 등은 15.1[%] 로 가장 낮은 것으로 나타났다 .

○ 이것은 업종특성상 2 차 산업은 가장 왕성한 산업활동이 이루어지나 공공기관 등은 주로 야간에는 업무가 종료되기 때문인 것으로 분석된다 .

도시규모별 연간부하율구 분 중 대도시 기 타 Total

연간부하율 18.45[%] 18.41[%] 18.43[%]

표본 수 679[ 대 ] 1,019[ 대 ] 1,698[ 대 ]

○ 도시규모별로는 통계적으로 연간부하율의 크기에 차이가 없는 것으로 나타났다 .



변압기 용량별 연간부하율구 분 500[kVA] 미만 1,000[kVA] 미만 1,000[kVA] 이상 Total

연간부하율 16.55[%] 18.04[%] 20.12[%] 18.43[%]

표본 수 351[ 대 ] 783[ 대 ] 564[ 대 ] 1,698[ 대 ]

○ 변압기 용량을 3 단계로 구분하면 , 500[kVA] 미만은 16.5[%] 이었으나 1,000[kVA]

미만은 18.0[%], 1,000[kVA] 이상은 20.1[%] 인 것으로 조사되었다 .

○ 이러한 내용으로 볼 때 , 변압기의 용량이 클수록 평균연간부하율이 높은 것으로

나타났다 .



업종별 도시규모별 용량별 연간부하율

업 종 별 도시규모 별연간 부하율 [%]

1,000[kVA] 미만 1,000[kVA] 이상 Total

1, 2 차 산업중대도시 19.65 24.08 20.52

기타지역 19.89 24.96 21.08

3 차 산업중대도시 17.76 22.64 19.79

기타지역 14.84 21.50 18.42

공동주택 등중대도시 16.46 17.79 16.93

기타지역 16.67 15.06 15.98

공공기관 등중대도시 14.50 18.57 15.87

기타지역 13.55 16.04 14.63

○ 변압기 연간부하율은 기타지역의 1,000[kVA] 이상이 24.96[%] 로 가장 높았으며 ,

다음으로는 중대도시의 1,000[kVA] 이상은 20.08[%] 인 것으로 조사되었다 .

○ 또한 기타지역의 1,000[kVA] 미만의 연간부하율은 13.55[%] 로서 가장 낮은 것으로

조사되었다 .



전체 평균

구 분 평 균 표본 수 표준편차 표준오차 95[%] 신뢰구간연간부하율 18.4[%] 1,698[ 대 ] 13.98[%] 0.34[%] (17.76,19.09)

○ 전체표본에 근거한 모집단 변압기의 평균연간부하율의 추정치는 18.4[%] 임


맺음말

○ 변압기의 공급전력은 시간의 흐름에 따라 유동적이므로 , 측정기간을 1 년 단위로 조사하는 것이 가장 정확한 연간 부하율을 조사방법이나

○ 그러나 나름대로 통계기법에 근거한 일정수준의 신뢰도를 확보한 전력용

변압기 표본선정 및 실태조사를 실시하여 우리나라 평균연간부하율을

변압기용량별 , 업종별 , 지역별로 구분하여 도출하였음 .

○ 본 연구기간 동안에 수용가내 각 변압기마다 1 년 동안 수많은 장비를

동원하여 각 변압기별 연간부하율을 파악하는 것은 현실적으로 불가능함



톱런너 변압기란 ?

특정기기변압기의 에너지절약 목표기준을 달성한 변압기를 종래제품과 차별화하고 보급을 확대할 의도를 바탕으로 “톱런너변압기”라는 알기 쉬운 제품명칭을 제정 ※ 유입변압기는 2006 년부터 , 몰드변압기는 2007 년부터 전면적용

[ 변압기 효율의 추이 ]

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