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적용 신전력기기 개발에 관한 산업분석IT

2003. 6. 18

한국전기연구원

- 2 -

제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하

년도 산업기술개발사업 중기거점 차세대 과제의 연구기획보고서를 사업계획서2003 ( / )

의 별책으로 제출합니다.

2003. 6. 18.

기술기획위원회명 적용 신전력기기: IT

위원장 : 박 경 엽위 원 : 이동철 위 원 :: 강영식위 원 : 김종화 위 원 :: 김호용위 원 : 송원표 위 원 :: 이우영위 원 : 김정배 위 원 :: 이병윤위 원 : 윤자홍 위 원 :: 김홍규위 원 : 최병화 위 원 :: 정현교위 원 : 김남해 위 원 :: 임기조위 원 : 김익모 위 원 :: 최희준위 원 : 서정민 위 원 :: 김기채위 원 : 김영근 위 원 :: 최상연위 원 : 박석원 위 원 :: 송기동위 원 : 김평중

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목 차

요약문

목적I.

내용 및 범위II.

결론Ill.

서론1.

해당산업의 특성1.1

산업의 기술 경제적 위치1.2 ·

기획의 범위 및 세부내용1.3

추진체계1.4

방법론1.5

추진일정1.6

산업환경 분석2.

산업구조 분석2.1

시장환경 분석2.2

세계시장 규모2.2.1

국내시장 규모2.2.2

향후시장 전망2.2.3

연구개발 인프라 분석2.3

국내 제조업체현황 및 연구기반현황2.3.1

정부지원 정책현황2.3.2

향후 산업동향과 정책방향2.4

기술분석3.

기술동향3.1

국내기술개발 동향3.1.1

선진국의 기술개발동향3.1.2

기술 로드맵3.2

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세부기술 내용3.3

세부기술 선정기준3.4

추진계획4.

추진전략4.1

단계별 추진대상과제4.2

예산소요계획4.3

총 소요자금4.3.1

대상과제별 소요자금4.3.2

인력투입계획4.4

기술개발 효과5.

기술적 효과5.1

경제적 효과5.2

전략적 효과5.3

결론6.

과제선정 논리6.1

과제내용 작성6.2

총괄과제의 목표 및 내용6.2.1

세부과제의 목표 및 내용6.2.2

도출 세부과제의 개발일정 계획6.2.3

기술기획위원회 명단7.

참고문헌8.

부록

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연구기획보고서

요 약 문

목적I.

적용 신전력기기 개발을 위한 해당분야 산업분석 및 중기거점 사업계획 수립IT

내용 및 범위.Ⅱ

국내 외 관련산업 분석1) ·

적용 신전력기기의 국내외 기술동향 분석- IT

적용 신전력기기 국내외 시장환경 분석- IT

국내 기술개발 능력 분석-

기술개발 효과 분석-

기술개발 계획 수립2)

세부 기술개발과제 도출-

기술개발의 최종목표 및 내용 결정-

세부과제별 연구목표 및 내용 작성-

세부 연구추진 대상과제 선정3)

분 야 세부 연구추진 대상과제 우선순위

적용IT

신전력기기

개발

개폐제어형 차단기 개발362○ ㎸ 순위4

급 복합절연25.8 Intelligent○ ㎸

개발Switchgear

순위1

형 초고압245 40 Motor-drive GIS○ ㎸ ㎄

개발

순위3

전류 영점후 아크 측정 및Parameter○

해석 설계 기술 개발/

순위2

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결론.Ⅲ

전 세계적인 전력산업의 구조개편과 원가절감 등을 포함한 경영합리화 추세에□

의해 전력설비 시장에서의 또는 디지털 송변전 시스템의 도입은 급증할 것으SA

로 예상되고 있음 이에 따라 전략설비 세계시장의 수요 및 공급 구조는 기존의 개.

별기기 공급방식에서 변전소 또는 보다 상위 규모의 시스템 단위로 바뀔 것이며,

이러한 시스템의 핵심은 디지털 기술이 결집된 종합 제어 보호 감시 및 진단시· ·

스템임 이 경우 모든 개별기기 및 부품들의 사양 및 공급여부는 이 전체 시스템에.

의해 결정되므로 전력용 변압기 차단기 개폐기 케이블 등 개별기기도, GCB/GIS, , ,

기술의 접목에 의해 디지털화 된 전력공급시스템에 채용이 가능한 방식으로 개발IT

이 되어야 함.

전력기기 분야 중에서 현재에도 기술적 혁신이 계속되고 있으며 교체 및 신규수□

요가 급증할 것으로 예상되는 품목을 선정하였음.

향후 년 이후에 국내외 전력기기 시장에서 국제경쟁력 확보가 가능한 분야 및5□

품목을 선정하였음.

단순히 연구과제의 성공적인 수행보다는 연구종료 후의 세계시장에서의 점유율口

확대를 최우선으로 고려하였음 년 세계시장 점유율 평균 를 목표로 하였(2020 30%

음).

본 사업에서 개발할 가지 품목의 성공적인 사업화를 위해서는 제조 공정 및3 ,口

시험설비를 위한 막대한 투자 해외시장에서의 마켓팅 능력 브랜드 파워 품질관리, , ,

능력 등이 필수적이어서 세부과제 수행의 주체는 대기업이 맡고 중소기업들은 협,

력업체로 참여하는 방식을 택하게 되었음.

본 사업의 개의 사업화 세부과제의 성공적인 수행을 위해 개의 세부과제를3 , 3□

효율적으로 연계 지원할 과제로 전류 영점후 아크 측정 및 해석 설“ Parameter /•

계 기술 개발 과제를 선정하였으며 이 과제에서는 개폐제어 기술 복합절연 기술” , ,

복합소호방식 설계 기술 관련 공통기술 등을 지원하게 됨, IED Module .

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차단기는 현재 상일괄 조작기를 사용하고 있으며 개의 조작기를 사용170 3 3口 ㎸

하여 각 상 조작을 해야 하는 개폐제어형 차단기에 비해 경제성이 뛰어나므로 현,

시점에서는 개폐제어형 차단기 개발은 효과가 크지 않는 것으로 판단되어170㎸

본 사업에서는 제외하기로 하였음.

- 8 -

서론1.

해당산업의 특성1.1

적용 신전력기기의 정의1.1.1 IT

전력기기 기술과 기술의 효율적인 융합에 의해 개발이 가능한 전력기기를 의미하IT

며 모든 종류의 정지기기 회전기기 전력용 케이블 등이 해당될 수 있음 그러나, , .

본 기획보고서에서는 디지털 기반 송변전 시스템 또는 시스템( SA , Substation

에 적용이 가능한 새로운 전력용 개폐장치들로서 그 범위를 한Automation System)

정함.

기술적 특성1.1.2

필수 기반사업 융합 산업+ IT口

전력기기 설계 제작기술 전력시스템 해석기술 등과 전자 정보 통신 기술이 접목된/ , / /

융합산업으로 최근의 전력산업 구조조정과 기술의 발전에 따라 급성장하고 있IT

음.

기술집약적 산업口

제품의 성능과 품질이 설계 소재 가공 조립기술에 크게 영향을 받으며 특히 설계기/ / /

술의 비중이 절대적이어서 세계적인 기술수준 확보를 위해서는 장기간의 지속적인

설비 및 투자가 필수적임R&D .

고신뢰성口

안정적인 전력공급을 위한 핵심기기이므로 타 산업의 제품들에 비해 매우 높은 신

뢰도가 요구되며 특히 수많은 부품들이 사용되는 대형 복합기기이어서 대기업 및,

많은 중소 참여기업 구도의 효율적인 협력체제가 필수적임 그리고 초고압 대용량.

의 기기일수록 고도의 기술을 필요로 하고 제품의 신뢰성이 더욱 중요시됨, .

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경제 사회적 특성1.1.3 •

새로운 성장산업口

디지털 기반 송변전 시스템 또는 산업은 전 세계적S.A.(Substation Automation)

인 최근의 전력산업 구조조정과 기술의 발전에 띠라 급성장하고 있으며 적용IT , IT

신전력기기들은 상기 시스템의 핵심 구성요소로서 수요가 급증할 것으로 전망 되고

있다 그림 참조( 1 ).

막대한 설비투자 산업口

설비투자액이 타 산업에 비해 상대적으로 크고 투자 회임기간이 길다, .

안정적인 고부가가치 산업口

제품의 신뢰성이 매우 중요시 되는 기술집약적 산업이어서 부가가치가 높은 편이

며 경기변동의 영향을 비교적 적게 받는 안정적인 산업이다.

파급효과가 큰 산업□

산업관련 효과에 있어서 소비 투자 수출 등 최종수요가 한 단위 증가할 때마다 각, ,

산업부문에서 직간접으로 생산이 발생하여 생산유발 효과가 비교적 큰 산업이며,․후방 연쇄효과가 커 관련 부품소재산업 성장에 많이 기여하는 산업이다.

- 10 -

향후 전력공급 시스템은 아래 그림과 같은 방식으로 개발될 전망이며 이 시스템口

의 주요 구성요소인 전력기기들은 이 시스템에서 사용이 가능한 형태로 개발이 되

어야 함 본 사업에서 개발할 적용 신전력기기는 핵심 전력기기 중에서 기술성 시( IT ,

장성 등을 고려하여 배전급 스위치기어 초고압급 분야에서 선정하였음, GCB/GIS ).

디지털 기술 기반 미래형 송변전 시스템 Output Image

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산업의 기술 경제적 위치1.2 ·

해당분야의 산업발전에 기여도를 파악하기 위한 것으로 기술적 및 경제적으로口

미치는 영향 분석을 통한 현재 조사대상 산업의 선진 외국대비 기술수준과 경제적

위치에 대해서 서술

표 선진국 대비 국내 해당분야의 기술수준< >

분야 기술항목선진국 대비 기술수준

부족 다소부족 동등 우월 보다우월

초고압

전력기기

개폐제어 기술 ○

기초 설계기술 ○

소재 부품 기술․ ○

구동장치 기술 ○

계통 해석기술 ○

제조 공정 기술․ ○

배전급

전력기기

개폐제어기술 ○

기초 설계기술 ○

소재 부품 기술․ ○

구동장치 기술 ○

계통 해석기술 ○

제조 공정 기술․ ○

적용IT

기술

시스템 통합 기술 ○

기술IED(H/W) ○

기술IED(S/W) ○

감시진단 기술 ○

통신 기술 ○

성능평가

성능평가 설비 ○

제어측정 기술 ○

성능평가 기술 ○

규격적용 및 해석 ○

- 12 -

표 해당산업의 국가 경제적 비중< 〉

자료: 광공업 통계조사 보고서 통계청 해당산업은 기타 전기기계 및 전기변환(2003), ( “

장치”)

관세청 무역통계년 월 보 및 한국무역협회 무역동향 수출 입 통계, “ ( ) ” “ ”, “ ”․

기획의 범위 및 세부내용1.3

전기기계산업의 전기공급 및 전기제어장지 분야 중에서 기술을 적용한 새로운IT口

전력용 개폐장치 산업에 대해 국내외 산업현황 기술수준 및 기술개발 동향에 대하,

여 분석하고 국내업체들을 위한 기술개발 추진계획 및 기술개발 효과를 제시하며

향후 개발이 필요한 과제 중에서 정부에서 지원이 필요한 과제를 선정함.

- 13 -

추진체계1.4

추진조직

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추진조직 구성원 현황 및 연구경력口

성명 소속 직위/ 최종학력 세부전공 연구경력 년( )기획관리

경력 년( )

박경엽 KERI 그룹장 박사 아크해석 17 5

송기동 KERI 선임연구원 “ “ 15 -

이동철 한국전력공사 부장 학사 전력계통 15 10

김종화 한국전력공사 과장 “ “ 17

송원표 효성 PU 이사 석사 전력기기 13 5

김정배 효성연구소 차장 박사 예방진단 13 -

윤자홍 현대중공업 부장 학사 전력기기 16 7

최병화 현대중공업 차장 “ “ 18 -

김남해 현대중공업 부장 박사 전력전자 18 5

김익모 현대중공업 부장 “ 전력기기 19 -

서정민 산전LG 부장 석사 예방진단 15 3

김영근 산전LG 부장 “ 전력기기 16 -

박석원 산전LG 차장 학사 “ 16 -

김평중 동우전기공업 전무이사 “ 소재 절연/ 20

최상연 선도전기 부장 “ 전력기기 19

강영식 KERI 실장 “ “ 15 15

김호용 KERI 단장 박사 배전계통 15 10

이우영 KERI 팀장 석사 광학 전자/ 22 -

이병윤 KERI 선임연구원 박사 전계해석 15

김홍규 KERI 선임연구원 “ 유동해석 12

정현교 서울대 교수 “ 전력기기 22

임기조 충북대 교수 “ 전기절연 25

최희준 연세대학교 교수 “ 응용수학 22 -

김기채 영남대 부교수 “ 센서 17 -

방법론1.5

산 학 연의 관련 전문가로 구성된 산업분석 연구기획위원회 운영을 통하여 자체· ·□

적으로 조사 분석된 내용을 기준으로 대상사업 선정 및 추진 방법론을 제시· .

- 15 -

추진일정1.6

- 16 -

산업환경 분석2.

산업구조 분석2.1

해외 선진업체들의 M&A口

현재 세계 전력기기 업체는 최근까지 진행된 전 세계적인 과정을 거쳐M&A ABB,

Siemens, Alstom, VA Tech, Japan AE power systems corp., T&M transmission

등의 개 기업으로 재편되었으며 모두 거대한 규모에 효율적인and distribution 6

생산체제 수주체제 등을 갖추고 있음R&D, , .

세계 전력기기 산업계 결과M&A

- 17 -

해외 선진업체들의 생산 점유율 고압 개폐장치 년 기준( , 2000 )口

국내 주요 생산업체 및 주요 생산 품목口

출처:

국내 해당업체별 문의 월(2003. 6 )

The World Market for Transformers, Goulden Report 2001

The World Market for High Voltage Switchgear, Goulden Report 2001

The world Market for Low Voltage Protection components, Goulden Report 2001

- 18 -

시장환경 분석2.2

세계시장 규모2.2.1

주요 국가의 시장규모1)

고압 개폐장치 이상(1000V )口

고압 개폐장치의 년 세계시장은 억불로 추정되며 가장 큰 시장은 전체- 2000 139 ,

세계시장의 이상을 차지하는 미국이며 시장규모는 억불로 추정되며 그 다20% 29

음으로는 중국 억불 독일 억불 일본 억불 순임(18 ), (16 ), (12 ) .

고압 개폐장치의 수요에 대한 추세는 지역적으로 차이가 있음 유럽지역에서의- .

수요는 년대 후반의 하락에 이어 다시 상승세에 있으며 아시아 지역에서는1990

년부터 시작된 경제위기 이후 회복 기미만을 보이고 있을 뿐 년 이전의1997 1995

수준을 회복하지 못하고 있음 반면에 미국은 지속적인 경제 성장에 따라 꾸준한.

상승세에 있음.

년도에 고압 개폐장치의 전체 생산액은 억불로 추정되며 가장 큰 생산- 1999 128 ,

국은 미국으로 억불임28 .

년의 총 수출액은 억불이며 가장 큰 수출국은 독일 억불 이며 미국- 1999 41 (7 ) , (5.9

억불 프랑스 억불 가 뒤를 잇고 있음), (5.2 ) .

년도의 수입 총액는 억불이며 가장 큰 수입국은 미국 억불 이며 다음- 1999 42 (3.5 )

으로 중국 억불 멕시코 억불 순임(2.7 ), (2.4 ) .

과 는 이 분야의 선도적인 제조업체이지만 판매시장은 주로 유럽지역- Alstom ABB

에 편중되어 있으며 북아메라카에서는 와 사가 주요 업체이며 미쯔비, GE Cooper ,

시 도시바 히타치 및 후지사는 아시아 태평양 지역의 주요 제조업체임, , - .

- 19 -

저압 개폐장치 이하(1000V )口

년도 저압 개폐장치 저압 보호용 부품 의 세계시장 규모는 억불임- 2001 ( ) 115 .

가장 큰 국가별 시장은 미국이며 약 억불로 전체의 약 를 차지하며 다음- 26 23% ,

은 일본 영국 프랑스 순이며 각 각 억불 억불 억불임, , 9.8 , 9.5 , 7.7 .

년에 가장 많이 생산한 국가는 미국이며 억불임- 2000 20 .

년도 전 세계의 수출 및 수입규모는 억불 및 억불임- 1999 43 47 .

년도 국가별 수출규모는 독일 프랑스 미국 순이며 억불 억불- 1999 , , 9.8 , 9.5 , 7.7

억불임.

년도 국가별 수입규모는 미국 이탈리아 프랑스 순이며 억불 억불- 1999 , , 9.2 , 3.0 ,

억불임2.7 .

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주요 업체별 고압 개폐장치 매출규모口

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국가별 전력용 개폐장치 고압 및 저압 수출 수입 규모( ) /口

- 22 -

우리나라의 국가별 전력기기 수출 수입 규모/□

- 23 -

연도별 세계시장 규모2)

출처:

The World Market for High Voltage Switchgear, Goulden Report 2001

The world Market for Low Voltage Protection components, Goulden

Report 2001

표시 전년도와 그 이전년도의 시장규모의 성장률을 적용한 추정치* :

- 24 -

세계시장을 선도하는 주요 생산업체3)

업체명 국적( ) 생산품목과 주요 특징 비고

스웨덴ABB( )High voltage products, Substations, Transformer, Power

system에 주력SA

AI.STOM

프랑스( )

Power Generation, Power transmission, Power distribution,

Protection control & supervision, Network planning, Network

관련 제품operations & maintenance

발전설비에

강함

SIMENS

독일( )

High voltage, Metering, Power systems control & energy

관련 제magngement, Protection & substation control systems

품

에 주력SA

Va Tech

오스트리아( )

High voltage products, Substations, Transformer, Power

관련 제품system, MV&LV switchgear, Control & protection

에MV&LV

강함

FUJI

ELECTRIC

일본( )

Transformers, Switchgears, Power electronics productsJapan AE,

Power

Systems

로 통합Corp.HITACHI

일본( )

관Generation, Transmission, Distribution, Control & protection

련 제품

MEITSUBISHI

ELECTRIC

일본( )

Industrial Automation Machinery, Rotating Machines,

Switchgears, Circuit Breakers, Transformer, Amestor, DC

equipment, Insulator products로TM T&D

통합TISHIBA

일본( )Switchgears, Circuit Breakers, Tranformer, Arrestor, Insulator

출처: Internet Homepage

- 25 -

국내시장 규모2.2.2

국내의 시장규모1)

본 사업과 관련된 시장규모 차단기 개폐기 배전제어장치 포함 는 년도 기준 수( , , ) ‘02

출 백만불 수입 백만불이며 전력기기 전체시장에 대해 약 의 규모를152 , 494 12%

가짐.

- 26 -

해당산업의 기업규모별 현황2)

- 27 -

국내 주요 생산업체3)

주요 업체명 주요 생산품목 기술적 특징 비고

현대중공업

차단기GCB/GIS, ,

변압기 전동기, ,

수배전반 발전기,

초고압 분야 및 고효율 에너지

절약형 기술 추세

기기분야

진단분야

효성변압기, GCB/GIS,

전동기 수배전반,

초고압 분야 및 에너지 절약형,

소형 경량화 기술,

기기분야

진단분야

산전LG

계장제어반 계량기기, ,

초고압기기 전력기기, ,

시스템SCADA

배전급 기술과 초고압기술 혼용

및 제어기술

기기분야

제어분야

일진전기초고압기기,

배전기자재 케이블,

배전급 기기에 강점 최근에 초,

고압기기 개발에 진출

기기분야

소재분야

비츠로테크

VCB, VI, VCS,

기타 배전급 및 저압

전력용 기기

배전급 및 저압용

전격기기의 경쟁력 우수

기기분야

소재분야

진광 E&C 배전급 전력기기 배전용 전력기기 개발능력 우수 기기분야

동우전기공업전력기기용 절연물

CT, PT에폭시 절연물 몰딩 소재분야

선도전기배전급VCB,

전력기기배전용 전력기기 개발경험 많음 기기분야

젤파워 주( )

최대전력장치 디지털,

보호계전기 전력선,

초고속 통신장치

전력기기 운용에서 디지털 제어

기술 적용

기기분야

보호제어

분야

태광이엔시

주( )

감시시스템 훈련용,

시뮬레이터, RTU,

산업용 통신기기

초고압 및 배전급 기기에 대한

원격 실시간 감시진단분야

성지인터넷산업용 제어기기,

통신기기산업용으로 웹 환경하에서 사용 통신분야

피에스디테크

전력기기 현장

진단장치 변압기,

절연유 진단장치

변전설비를 주 대상으로 함 진단분야

출처 조합원 명부 한국전기공업협동조합: , .

- 28 -

향후시장 전망2.2.3

세계적으로 산업구조가 고도화되고 정보화 사회가 급속히 확산됨에 따라 양질의口

전기품질에 대한 사회 경제적 요구는 계속 증가할 전망이므로 전력공급의 신뢰·

도 향상은 전력산업의 구조개편과 맞물려 전기사업자의 가장 중요한 고려요소가 되

고 있음.

양질의 전력공급을 위해서는 전력설비의 디지털화에 의한 감시 보호 제어 및, ,口

진단 기능의 체계화 된 통합운영이 필수적임 최근 들어. ABB, Siemens, Alstom,

등 해외 선진업체들은 전력기기 자체의 성능향상은 물론 기술과의 융합Va Tech IT

에 의한 고신뢰도화 화를 지향하고 있음, Low cost .

이에 띠라 전력설비 세계시장의 수요 및 공급 구조는 기존의 개별기기 공급방식口

에서 변전소 또는 보다 상위 규모의 시스템 단위로 바뀌고 있으며 이러한 시스템,

의 핵심은 디지털 기술이 결집된 종합 제어 보호 감시 제어 및 진단시스템· · ·

임 이 경우 모든 개별기기 및 부품들의 사양 및 공급여부는 이 전체 시스템에 의.

해 결정되므로 전력용 변압기 차단기 개폐기 케이블 등 개별기기도, GCB/GIS, , , IT

기술의 접목에 의해 디지털화 된 전력공급시스템에 채용이 가능한 방식으로 개발이

되어야 함.

디지털 기술이 핵심인 미래형 전력공급 시스템의 경우는 기존의 전력기기와는口

달라 이 크게 단축될 것이며 년대 중반부터 발효된 체제와 맞Life-cycle , ’90 WTO

물려 세계시장의 공급업체들 사이의 경쟁이 격화될 전망이어서 소수의 강자들만이

생존할 가능성이 높아지고 있음.

- 29 -

연구개발 인프라 분석2.3

국내 제조업체 현황 및 연구기반 현황2.3.1

기업규모 현황1)

제조업체의 인력분포2)

제조업체의 인력분포 년 기준 전력기기 제조업체의 인력은 약 명이(2002 ) : 139,542

고 전기공급 및 전기제어장치 관련 인력은 약 명 정도로 추정됨, 36,500

- 30 -

연구소 보유현황3)

정부지원 정책 현황2.3.2

관련법령 및 규제현황1)

적용 신전력기기를 포함한 전력기기 산업과 관련되는 중요한 법령은 년IT 2002口

윌 일부터 시행이 되고 있는 법 제조물 책임법 이 있으며 이7 1 PL ( , Product Liability)

법에 의하면 전력기기의 결함에 의해 발생하는 소비자의 손해를 제조자가 배상을

해야 하므로 전력기기의 신뢰도 제고가 필수적임.

한국전력공사의 구매지침에 의하면 전력기기는 국민생활과 산업활동에 직접 관□

련되어 있기 때문에 제품개발 후 성능 및 신뢰성 확인을 위해 일정기간의 시사용이

의무화되어 있고 사용에 지장이 없다고 판정되면 한전 납품가능업체로 등록하게,

되어 있음.

한국전력공사에서는 아지도 독립된 보호배전반인 경우 중소기업 보호를 위해 대□

기업들에게는 참여를 제한하고 있음.

- 31 -

단체수의계약제도 중소기업협동조합법 제 조 중소기업진흥법 및 제품구매촉: 31 ,口

진에 관한 법률 제 조 및 정부투자기관관리기본법 시행령 제 조에 명시된 제도9 15

로 정부투자기관은 중소기업청장이 정한 단체수의계약물품을 구매하고자 할 때에

는 특별한 사유가 없는 한 중소기업협동조합과 우선적으로 단체수의계약을 체결하

여 구매하도록 규정되어 있다 이 제도 의해 중소기업들의 안정적인 영업활동은 어.

느 정도 보장이 되었으나 선택과 집중에 의한 품목별 전문화 업체 육성 및 경쟁에,

의한 품질 및 성능제고 등의 관점에서는 불리한 면도 있다 전기분야에는 최근에.

배전급 가스개폐기가 해제되었고 년 현재 남아있는 품목은 배전급 변압기(1999 ) ,

배전반 발전기 등 가지로 주로 한국전력공사 조달청 등에 납품되는 일부UPS, , 4 ,

정격의 품목들이다.

정부지원 정책사업 종류와 현황2)

전력기기 산업의 육성을 위해 정부에서 정책적으로 지원하고 있는 관련법령 및口

지침에 의해 시행되고 있는 사업은 과학기술부 산업자원부 중소기업청 등에서 시, ,

행하고 있는 모든 연구개발사업이 해당됨.

산자부의 전력산업 기반조성사업은 년 전력산업구조개편과 함께 전력산업2001口

의 경쟁체제 도입으로 그 동안 한전이 자체적으로 수행하던 공익기능을 정부로 이

관 지속적 지원을 위한 사업으로 전력산업의 지속적 발전과 전력의 안정적 수급,

을 위하여 전력수요관리사업 전력부하관리 전력효율향상 수요관리홍보 부하관리( , , ,

요금지원사업 전력산업연구개발사업 전력시장경쟁력강화 전력공급안정화기술개), ( ,

발 환경친화전력기술개발 미래혁신진력기술개발 전력인프라구축지원사업 인력, , ), (

양성사업 기술기반조성사업 국제협력 정책연구 기반조성홍보사업 전력공익사, , , , ),

업 전력공급지원 전기안전관리사업 발전소주변지역사업 타에너지지원사업 국내( , ). , (

무연탄발전 발전 열병합 발전 대체에너지발전사업 융자사업 수요관리지원, LNG , , ), ( ,

전원개발사업 등을 수행하고 있음) .

- 32 -

향후 산업동향과 정책방향2.4

문제점口

기술을 적용한 전력기기산업은 기존의 전력기기 설계 제작기술 전력시스템 해1) IT / ,

석기술 등과 전자 정보 통신 기술이 접목된 융합산업으로 최근의 전력산업 구조조/ /

정과 기술의 발전에 따라 급성장할 것으로 전망됨IT .

이 분야는 자동화에 한계가 있고 고령화 등으로 인해 전문인력 확보가 점점 어2)

려워지는 선진국에서는 퇴조하고 있으며 막대한 설비투자 부담과 기초기술 부족으,

로 인하여 후발국이 참여하기에는 어려움이 많아 우리나라가 세계시장을 석권할 수

있는 호기를 맞고 있음.

그러나 최근의 정부의 편중된 연구개발 지원정책 때문에 등 또3) (IT, BT, NT 5T

는 분야 위주로 지원하고 있음 이 분야는 철저히 소외되고 있어 자동차 조선6T ) ,

등을 이어 우리니라의 수출주도산업으로 육성할 수 있는 기회를 놓치고 있음

정책적인 지원방향口

산자부 주도하에 산학연이 협력하여 우리나라 전력기기산업의 발전 비전을 수립-

제시 예 현재 국내 전력기기산업의 세계시장 점유/ ( : 5 to 30, Five to Thirty.......

율이 약 정도인데 이것을 향후 까지 끌어올려 수출주도 산업화 하는 계획5% 30%

을 수립).

이 분야의 해외선진업체들의 동향을 살펴볼 때에 국내업체들 사이의 전략- M&A

적 제휴 또는 문제가 대두될 수 있으며 한편 국내산업의 역량이 커지면 필요M&A ,

시 해외 선진업체와의 전략적인 제휴도 고려할 수 있을 것임 이 경우 정부 차원의.

사전검토 및 정책적인 조율이 필요할 것임.

국내 최대 수요처인 한국전력공사와 해당분야의 대기업 및 중소기업들이 적극적-

으로 참여하여 장기적으로 해외시장 진출까지 고려하여 공동으로 사용 개발할 수, , /

있는 표준화된 시스템 개발을 지원

- 33 -

정부차원에서 장기적인 안목을 가지고 세계시장을 선도할 수 있는 시스템 개발-

에 주력하여야 할 것임 즉 해외 선진업체들이 이미 실용화 한 기술을 뒤쫓지 말.

고 비록 현 시점에서는 다소 뒤지더라도 일정기간 후에는 세계시장을 제패할 수 있

는 전략을 채택할 필요가 있음.

전력공급설비의 화에 국내 전력기기업체들의 사활이 걸려있음 이 분야는 위에- IT .

서 언급한 바와 같이 다양한 종류의 기술 정보통신 전력계통 전력전자 전력기기( , , ,

등 과 개별기기 전력용 변압기 차단기 개폐기 케이블 등 및 부품 릴) ( , GCB/GIS, , , ) (

레이 조작기 통신모듈 센서 등 들을 시스템화하는 기술이어서 특정 기관, , , , CT/PT )

또는 개별기업 단위로 기술개발을 해서는 의미가 없으므로 정부차원의 조직적이고

장기적인 프로그램을 수립한 후에 체계적으로 육성 지원해야 할 것임/ .

- 34 -

기술분석3.

기술동향3.1

국내 기술개발 동향3.1.1

일반현황□

초고압 대용량 분야의 경우 한국전력공사의 생산기술 기반사업 지원과- GCB/GIS ,

제로 한국전기연구원과 주 효성 주 현대중공업이 를 순수( ) , ( ) 800 40 4000A GCB㎸ ㎄

국내기술로 공동 개발하여 고전압 절연내력시험 및 일부 단락시험에서 성공을 거두

었다 그리고 년 국내 최초로 상업운전을 개시한 변전소에 사용된. 2002 765 800㎸

가 주 효성에 의해 개발되었으며 년에 한국전기연구원에50 8000A GIS ( ) , 1998㎸ ㎄

서 개발시험이 성공적으로 완료되었다 한편 현대중공업도 년 상반기에. 2001 800㎸

의 개발시험에 성공하였다50 8000A GIS .㎄

는 주 효성 현대중공업 및 산전 사 모두 개발을 완료한 상- 362 40 GIS ( ) , LG 3㎸ ㎄

태이며 점절 는 주 효성의 주도하에 한국전기연구원을 비, 362 63 8000A 2 GIS ( )㎸ ㎄

롯한 위탁 참여기업의 협조로 년도에 개발시험을 마친 상태이고/ 1998 , 362 63㎸ ㎄

점절 는 주 산전이 중기거점과제로 개발을 완료하였다 또한 중기거8000A 1 GIS ( )LG .

점 지원과 제로 수행중인 극간콘덴서 불용형 상일괄 개발은3 170 50 GCB㎸ ㎄

주 효성이 년 월에 주 산전이 월 현대중공업이 월에 각각 개발시험을( ) 2001 2 , ( )LG 4 , 7

완료하였다 이러한 극간콘덴서 불용형 는 콘덴서가 차지하는 공간을 절약할. GCB

수 있고 세라믹 콘덴서의 수입비용 절감 등의 장점으로 인해 의 소형 경, GCB/GIS ,

량화 원가절감 및 신뢰성 제고에 크게 기여하였다, .

한편 년 월에는 전철용 가 한국전기연구원과- , 2000 6 72.5 20 2000A GIS㎸ ㎄

주 산전에 의해 공동으로 개발되었으며 동 기종의 가스차단기는 열팽창실과 소( )LG ,

형파퍼실을 갖춘 복합 소호방식을 채택한 국내 최초이며 소요조작력이 적어 유압,

조작기 대신에 전동스프링 조작기를 사용하였다 현재 현대중공업이 복합소. 170㎸

호형 를 개발 중에 있으며 이 기술이 적용되면 국산 의 소형화 및 신뢰도GCB GIS

향상에 크게 기여할 것으로 전망된다.

- 35 -

최근 들어 초고압 의 수출이 증가함에 따라 수출용 의 개발도- GCB/GIS GCB/GIS

활발하여 현대중공업에서 년 점절 유압조작기형 년에1995 300 40 1 GCB, 2000㎸ ㎄

는 의 개발시험에 성공하였다 또한 주 효성은 수출용으로245 40 GIS . , ( ) 2000㎸ ㎄

년에 점절 및 점절 의 개발420 50 4000A 50/60 1 550 50kA 4000A 2 GIS㎸ ㎄ ㎐ ㎸

시험을 완료하였으며 현대중공업은 현재 복합소호방식과 전동스프링을 이용한, 170

점절 를 개발 중이다50 1 GCB .㎸ ㎄

전력기기의 화와 관련하여 국내 제작업체들에서도 보호 제어 통신기능을 가지- IT , ,

는 송전급 및 배전급 디지털 릴레이를 중심으로 디지털 전력제어 및 진단시스템의

구성 기기에 대한 연구개발 필요성을 인지한 상태이며 년대 초에 관련업체들, 1990

이 디지털 계전기에 관한 전기공업협동조합규격을 만든 이후에 많은 기술개발을 통

해 계전기 관련기술이 발전되어 왔지만 주로 개발하고 있는 계전기는 과전류 요소,

를 기반으로 하는 계전기가 다수를 이루고 있고 종합보호를 목적으로 하는 계전기,

는 아직 상용화되지 않은 단계이며 또한 차세대 변전소의 종합제어기능의 중추가,

되는 분야에는 관심을 가지기 시작한 상태임IED(Intelligent Electronic Device) .

전력기기용 의 개발을 위해서는 막대한 연구개발비와 연구인력 그리고 상당한- IED ,

개발기간이 소요될 것으로 전망되며 이를 위한 범국가적인 산학연 협력체계가 조직

되어 곧 사업수행에 착수할 것으로 전망됨 의 및 는 앞으로 한전에서. lED H/W S/W

의 채용 및 세계시장에서의 경쟁력 확보를 위해 표준화 작업을 우선적으로 실시할

것으로 예상됨.

전력기기용 의 는 으로 개발하여 국내에서 표준- lED H/W Universal Platform Type

화 하여 다양한 기종 때문에 발생하는 문제점들을 사전에 방지하고 는 이미, S/W

상당한 연구실적과 연구인력을 보유하고 있는 차세대 전력기술 연구센터 의 기초“ ”

기술 이론 요소기술 등 을 활용하는 방안을 강구할 필요가 있음( , ) .

- 36 -

전력기기 진단분야에서는 한국전력공사가 급 전력설비에 예방진단기술을- 765㎸

이미 도입하였고 진단 및 변전소 자동화에 대한 연구과제는 수행한 예가 더러 있,

지만 제품 및 구성부품의 상업화 개발은 아직 미진한 수준이어서 일반 공공시설이

나 산업체에 적용하기에는 성능면과 경제성면에서 어려움이 있으며 평가하는 알고

리즘과 측정기술의 외국 의존도가 높은 편임 띠라서 진단 및 감시를 위한 각종 센.

서와 이에 적합한 신호처리기들의 국산화는 측정부의 저가화와 함께 다양한 경우의

데이터를 취득할 기회를 만들 수 있어 진단시스템의 기술향상과 도입을 더욱 가속

화시킬 수 있는 동기부여를 제공할 것임.

국내 주요 기관 기술개발 동향口

주 효성- ( )

등 수출용 소형화 화 개발에 주력하고 있음145 /245 GIS , Low cost .㎸ ㎸․스프링 조작기 소형화 개발 진행 중․

개발완료550 GIS㎸․

현대중공업-

등 수출용 소형화 화 개발에 주력하고 있음145 /245 GIS , Low cost .㎸ ㎸․스프링조작기 소형화 개발진행 중․

산전- LG

수출용 기종 개발에 주력72.5 /145㎸ ㎸․

일진전기-

개발 중170 /362 GIS㎸ ㎸․

한국전기연구원-

복합소호방식 양방향 구동방식 등 새로운 차단방식의 초고압 차단부 연구 중,․국내업체들이 공통적으로 필요로 하는 기반기술인 전력기기 전산설계 절연설계( ,․통전설계 차단설계 방압설계 조작기설계 등 개발에 주력하고 있음, , , )

국내업체들의 전력기기 비용 및 소요기간을 획기적으로 줄일 수 있는 전력R&D․기기 전산 성능검증 기술을 추진하고 있음

아크 플라즈마 기초 특성해석 및 고정도 측정기술 개발을 추진 중임․전력설비 초고압 전력용변압기 전력전자장치 회전기 케이블 수배전( GCB/GIS, , , , ,․반 등 에 대한 광역 진단시스템의 상용화 개발을 진행 중임)

- 37 -

한전전력연구원-

국내 초고압 및 전력용변압기에 적용할 수 있는 감시진단 기술을 개발 중GIS․

서울대학교-

아크 플라즈마에 대한 기초이론 모델링 및 해석기술의 개발에 주력,․

한양대학교-

가스방전 고전압 절연 전력기기 감시진단 기술 개발에 주력, ,․

동아대학교-

전자계 및 열해석 기술을 바탕으로 전력기기 운전시의 온도상승 예측기술을 개발․중이며 특히 초고압 의 모선 및 탱크 외부의 온도상승치 예측에서는 상당한 성, GIS

과를 내고 있음

영남대학교-

가스 및 최근에 부각되고 있는 혼합가스 에 대한 기초특성 연구에SF6 (SF6 + N2)․주력하고 있음

인하대학교-

고전압 현상 및 절연에 대한 기초연구에 많은 성과를 내고 있음․

선진국의 기술개발 동향3.1.2

일반현황□

세계적으로 전력기기 산업은 년대부터 미국과 유럽을 중심으로 발전하기 시- 1940

작하여 년대까지 많은 신 기종 개발 및 성능개선을 행하여 세계시장을 석권하1960

였으나 년대에 유럽의 기업들이 미국 등의 전력기기 분야를 를, 1970 GE, WH M&A

통해 흡수하여 세계적인 거대 다국적기업으로 탄생하였고 일본이 기술제휴 및 기,

술도입을 통해 세계시장에 진출하였으며 기초과학기술을 활용하여 전력기기 설계,

를 위한 전산해석기술이 발전하기 시작하였음 년대에는 전력기기의 초고전압. 1980

화 및 대용량화를 위한 연구개발이 많이 수행되었으며 년대에는 디지털기술, 1990 ,

광기술 센서기술 등을 응용한 진단기술 디지털 전략제어기술 등이 급속도로 발전, ,

하였음 그래서 현재 유럽의 등 거대기업들과 일. ABB, Siemens, Alstom, Va Tech

본의 및 등이 기술개발을 선도하고 있Japan AE Power Systems Corp. TM T&D

음.

- 38 -

등 세계적 거대기업들은 기업간 핵심역량 위- ABB, Siemens, Alstom, Va Tech

주로 사업을 전문화하는 등 전략적 제휴를 활발히 진행하고 있으며 저가 범용제품,

에 대해서는 동남아 중남미 지역에 현지공장을 설립하고 생산거점을 확보하여 현,

지시장 점유율을 높이는 등 현지경영을 확산시키고 있음 또한 기술개발은 자국에. “

서 생산은 현지에서 의 생산과 기술개발의 분리정책으로 기술유출을 방지하고 있, ”

고 후발국에 기술이전을 기피하고 있음.

해외 선진업체들은 초고압 및 대용량화 화 고신뢰도화 등의 기술개발- , Low Cost ,

정책을 도입하여 새로운 제품들을 개발하여 시장선점 및 기술경쟁력을 강화할 뿐

만 아니라 기술 전력전자기술 디지털기술 광기술 센서기술 등과 기존 전력기, IT , , , ,

기 기술을 접목한 고부가가치의 융합형 전력기기 제품들을 개발하기 위해 지속적

인 연구개발 투자를 하고 있음.

선진국들은 후발국의 시장잠식 견제를 위해 안전성 및 신뢰성에 관한 국제적 기-

술 규격 및 시험기준을 강화하고 첨단제품 및 핵심부품의 기술이전을 회피하며 기, ,

술 제휴의 대가로 고가의 기술료를 요구하고 국제규제기구를 창설하여 활동을 강,

화하며 선진국간 상호인정 추진 등 선진국간의 결속을 강화하고 있음 또한 에너지, .

및 환경 라운드에 대비하여 필요한 전력기기 기술과 실용화 기기 개발에 집중투자

하고 있음.

- 39 -

해외 주요업체 기술개발 동향□

- ABB

최근 방식의 조작기를 장착한 를 개발Motor-driven 145 40 GCB㎸ ㎄․최근에는 변전소 기술 개발에 총력을 기울이고 있으며 현재 일부 시스템은 상SA․용화가 이루어지고 있음.

- SlEMENS

이하 차단기에 열파파식 적용245㎸․표준화 모듈화 생산 기술 개발/․

전기종 축소화 기술 개발 중GIS․변전소 기술 개발에 총력을 기울이고 있으며 현재 일부 시스템은 상용화가 이SA․루어지고 있음.

- ALSTOM

발전기용 차단기 개발 주력․스프링조작기 축소화 개발․주물 탱크 대용량화 개발AL․

축소형 개발245/300 GIS㎸․최근에는 변전소 기술 개발에 총력을 기울이고 있음SA․

- Va Tech

표준화 모듈화 생산 기술 개발/․전기종 축소화 기술 개발중GIS․

최근에는 변전소 기술 개발에 총력을 기울이고 있음SA․

- Japan AE / T&M T&D

전기종 축소화 기술 개발중GIS․최근에는 변전소 기술 및 전력기기용 예방진단 기술개발에 총력을 기울이SA․고 있음

- 40 -

기술 로드맵3.2

- 41 -

세부기술 내용3.3

분 야 세부 연구추진 대상과제 우선순위

적용IT

신전력기기

개발

개폐제어형 차단기 개발362○ ㎸ 순위1

급 복합절연25.8 Intelligent○ ㎸

개발Switchgear순위4

형 초고압245 40 Motor-drive○ ㎸ ㎄

개발GIS순위3

전류 영점후 아크 측정 및Parameter○

해석 설계 기술 개발/순위2

과제별 우선순위는 항의 세부기술 선정기준 을 근거로 기술기획위원들의* 3.4 “ ”

평가결과에 의해 결정된 것임

- 42 -

세부기술 선정기준3.4

우선순위를 결정하기 위한 평가항목 및 가중치口

추진계획4.

추진 전략4.1

본 사업은 단계로 나누어 추진되며 단계 년 는 새로운 전력기기 설계 및 기2 1 (3 ) “□

술 개발 단계 년 는 전력기기의 화 가 목표이며 최종 개발품은 세계시장 제", 2 (2 ) “ IT ”

패를 목표로 함 따라서 연구진행 중에도 해외 선진업체들의 연구개발 동향을 면밀.

히 파악해 가면서 필요시에는 개발사양을 하여 세계 최고성능의 제품개발Up-grade

에 차질이 없도록 함.

- 43 -

개발사업의 병행추진 본 사업의 단계 달성목표인 전력기기의 화SA/IED : 2 “ IT ”口

는 개별기기관련 감시 진단 입출력용 개발에 한정IED Module․ ․ 될 것이며 시SA

스템 전체를 위한 종합 제어 보호 감시 진단 보안 및 방재용 의 개발은· · · · lED

될 수 없음 용 개발은 그 자체만으로도 막대한 연구인력과 연구비 및 상당. SA IED

한 연구기간이 필요한 부분임 따라서 범국가적인 차원에서 별도의 사업으로 추진.

이 필요하며 국내외 시장에서의 경쟁력 제고를 위해 표준화를 기본으로 하여 의lED

공통 형태 및 가 개발이 되어야 할 것임 본 사업에서는 전력산H/W( Platform ) S/W .

업 기반자금에서 추진 중인 용 개발에서 개발할 예정인 표준화된 공통SA lED

형태의 및 를 그대로 활용할 예정임Platform H/W S/W .

전산해석 설계기술 활용 및 강화 전기연구원 및 국내산업체가 이미 확보하고:口

있는 전산해석 설계기술을 적극 활용하고 새로운 전력기기의 설계에 활용할 수 있

도록 프로그램을 추가 개발 및 보완함.

산 학 연간의 조직적 체계적 연구개발 추진체계를 정립하여 활용· · ,□

- 44 -

기술교류회의 정기적 개최 및 활성화 부분적으로 요소기술이 확보된 진단기술: ,□

통신기술 전력기기 설계기술 제어기술 등을 효율적으로 결합시키기 위해 산 학, , ·

연 관련전문가가 정기적으로 모여 기술토의를 할 수 있는 기술교류회를 개최함· .

기 보유 성능평가설비의 적극적 활용 전력기기의 성능평가 설비는 매우 고가:口

이기 때문에 전기연구원과 국내 생산업체가 이미 보유하고 있는 성능평가 설비를

적극 활용하고 부족한 시험설비는 보완함.

- 45 -

단계별 추진대상과제4.2

단계별 사업추진 목표□

단계 목표 새로운 전력기기 설계 및 제작기술 개발- 1 :

단계 목표 전력기기의 화- 2 : IT

세부과제 단계별 추진일정口

순

서추진 대상과제

단계별 추진일정

비고단계1 단계2 단계3

01 02 03 04 05 06 07 08 09

순위1개폐제어형362㎸

차단기 개발=== === === === ===

순위4급 복합절연25.8 Intelligent㎸

개발Switchgear=== === === === ===

순위3형245 40 Motor-drive㎸ ㎄

초고압 개발GIS=== === === === ===

순위2전류 영점후 아크 Parameter

측정 및 해석 설계기술 개발/=== === === ===

단계별 개발추진과제에 대한 도출세부 과제를 작성하고 일정계획은 로 표기Bar Chart※

- 46 -

예산소요계획4.3

총 소요자금4.3.1

대상과제별 소요자금4.3.2

- 47 -

- 48 -

- 49 -

인력투입계획4.4

기술개발 효과5.

기술적 효과5.1

기술의 확산 효과口

전력기기의 화에 의해 기존 진력기기를 디지털 기반 미래형 송변전 시스템에 채IT

용이 가능하도록 함 기존 전력기기 기술에 정보통신기술 전력전자기술 디지털기. , ,

술 광기술 센서기술 등과 같은 전단기술을 접목한 융합형 전력기기 제품들을 개, ,

발함으로서 기존 전력기기의 기술적 수준과 영역을 한 차원 높이고 제품을 고부가

가치화 함.

- 50 -

경쟁력 향상 효과口

최근 들어 전력설비 세계시장의 수요 및 공급구조는 기존의 개별 기기 공급방식에

서 변전소단위 또는 보다 상위규모의 시스템 단위로 바뀌고 있으며 이러한 공급,

방식의 핵심은 기술을 바탕으로 한 시스템임 이 경우 모든 개별 기기 및lED SA .

부품들의 사양 및 공급여부는 이 전체 시스템에 의해 결정되므로 우리나라와 같이

전력용 변압기 차단기 개폐기 케이블 등 개별기기에 강점을 가지고 세, GCB/GIS, , ,

계시장에 수출해 온 경우 시급히 개별기기들을 화함으로서 이 분야의 국제경쟁, IT

력을 유지 또는 제고시킬 수 있음.

경제적 효과5.2

품목별 매출 수출 수입대체 효과 전망치 단위 백만불/ / ( , : )口

- 51 -

근거:

고압 개폐장치의 년 세계시장 백만불 연평균 성장률 적용1) 2002 16,511 , 3%

년 세계시장 규모 백만불 년 백만불 년 백2008 19,714 , 2010 20,915 , 2015 24,246⇒

만불 년 백만불, 2020 28,108

전체 시장규모에서의 품목별 가중치 배전급2) Intelligent Switchgear (30%), 245

초고압 개폐제어형 적용40kA GIS (10%), GCB (10%)㎸

년 불변가치 기준3) 2003

- 52 -

고용창출 효과口

근거:

신규 고용창출은 매출액 백만불당 명 억원 명 으로 추정하였으며 협력업체들1) 2 (6 /1 )

의 고용증대효과까지 고려하였음

매출액은 년 불변가치 기준 추정치임2) 2003

- 53 -

전략적 효과5.3

전력기기 화 진문인력 양성IT口

초고압 및 배전급 를 위한 감시 진단 입출력용GCB/GIS switchgear · · lED

의 설계 및 제조분야 전문인력의 양성이 가능하며 그 수는 약 명 정도로Module 30

추산됨.

산업구조 개선口

기존 전력기기산업을 기술과의 접목을 통해 산업구조를 고도화 함- IT

개별기기 단위로 되어 있는 기존 전력기기 산업을 및 디지털 기술과의 결합에- IT

의해 시스템화 함.

국가 이미지 제고口

세계적인 무대에서 전력기기 분야의 표준화 연구개발 방향 등을 주도함으로서 우,

리나라의 대외 이미지 개선 및 위상제고.

- 54 -

결론6.

과제선정 논리6.1

전 세계적인 전력산업의 구조개편과 원가절감 등을 포함한 경영합리화 추세에 의-

해 전력설비 시장에서의 또는 디지털 송변전 시스템의 도입은 급증할 것으로SA

예상되고 있음 이에 따라 전력설비 세계시장의 수요 및 공급 구조는 기존의 개별.

기기 공급방식에서 변전소 또는 보다 상위 규모의 시스템 단위로 바뀔 것이며 이,

러한 시스템의 핵심은 디지털 기술이 결집된 종합 제어 보호 감시 및 진단시스· ·

템임 이 경우 모든 개별기기 및 부품들의 사양 및 공급여부는 이 전체 시스템에.

의해 결정되므로 전력용 변압기 차단기 개폐기 케이블 등 개별기기도, GCB/GIS, , ,

기술의 접목에 의해 디지털화 된 전력공급시스템에 채용이 가능한 방식으로 개발IT

이 되어야 함.

전력기기 분야 중에서 현재에도 기술적 혁신이 계속되고 있으며 교체 및 신규수-

요가 급증할 것으로 예상되는 품목을 선정하였음.

향후 년 이후에 국내외 전력기기 시장에서 국제경쟁력 확보가 가능한 분야 및- 5

품목을 선정하였음.

단순히 연구과제의 성공적인 수행보다는 연구종료 후의 세계시장에서의 점유율-

확대를 최우선으로 고려하였음 년 세계시장 점유율 평균 를 목표로 하(2020 30%

였음).

본 사업에서 개발할 가지 품목의 성공적인 사업화를 위해서는 제조 공정 및 시- 3 ,

험설비를 위한 막대한 투자 해외시장에서의 마켓팅 능력 브랜드 파워 품질관리, , ,

능력 등이 필수적이어서 세부과제 수행의 주체는 대기업이 맡고 중소기업들은 협,

력업체로 참여하는 방식을 택하게 되었음.

- 55 -

본 사업의 개의 사업화 세부과제의 성공적인 수행을 위해 개의 세부과제를 효- 3 , 3

율적으로 연계 지원할 과제로 전류 영점후 아크 측정 및 해석 설계“ Parameter /•

기술 개발 과제를 선정하였으며 이 과제에서는 개폐제어 기술 복합절연 기술 복” , ,

합소호방식 설계 기술 관련 공통기술 등을 지원하게 됨, lED Module .

차단기는 현재 상일괄 조작기를 사용하고 있으며 개의 조작기를 사용하- 170 3 3㎸

여 각 상 조작을 해야 하는 개폐제어형 차단기에 비해 경제성이 뛰어나므로 현 시,

점에서는 개폐제어형 차단기 개발은 효과가 크지 않는 것으로 판단되어 본170㎸

사업에서는 제외하기로 하였음.

과제내용 작성6.2

- 56 -

총괄과제의 목표 및 내용6.2.1

총괄 과제명 적용 신전력기기 개발IT

총개발기간 년2003. 8. 1 - 2008. 7. 31 (5 )

단계개발기간1 년2003. 8. 1 - 2006. 7. 31 (3 )

총사업비

천원( )

정부 민간 계

1,249,650 1,189,650 15,518,300

단계사업비1

천원( )

정부 민간 계

4,738,750 4,518,750 9,257,500

연구과제의 목표1.

총개발 목표

전력 공급의 안정성과 전력 품질의 향상을 위해 기술을- IT

적용하여 새로운 전력기기를 개발

국제경쟁력이 있는 고성능 전력용 개폐장치로서 디지털 기-

술 기반 미래형 송변전 시스템에 사용이 가능하도록 기술을IT

적용한 새로운 전력용 개폐장치 개발

개폐제어형 차단기 개발362∙ ㎸

급 복합절연 개발25.8 Intelligent Switchgear∙ ㎸

형 초고압 개발245 40kA Motor-drive GIS∙ ㎸

전류 영점후 아크 측정 및 해석 설계 기술 개발Parameter /∙

단계 목표1 새로운 전력기기 설계 및 제작기술 개발

단계 목표2 전력기기의 화IT

단계 목표3 -

연구과제의 주요내용 단계2. (1 )

개폐제어형 차단기 개발- 362㎸

개폐제어기술 적용 모델차단기 개발 성능검증IT 362 /∙ ㎸

급 복합절연 개발- 2.58 Intelligent Switchgear㎸

지능형 연구개발VI, Mechanism, Sensors∙

친환경 절연매질 연구개발(Dry Air & Solid Dielectric)∙

복합절연 의 제작 특성 및 성능 검증Switchgear Prototype∙

형 초고압 개발- 245kV, 40kA, Motor drive GIS

형 설계 제작245 40 Motor-drive GIS /∙ ㎸ ㎸

전류 점후 아크 측정 및 해석기술 개발- 0 Parameter

전류영점 영역측정기술 및 적용 신전력기기 기본설계기술 개발IT∙

- 57 -

세부과제의 목표 및 내용6.2.2

세부과제명 개폐제어형 차단기 개발362㎸

총개발기간 년 월 일 년 월 일 년2003 8 1 ~ 2008 7 31 (5 )

단계개발기간1 년 월 일 년 월 일 년2003 8 1 ~ 2006 7 31 (3 )

총사업비

천원( )

정부 민간 계

1,850,000 1,850,000 3,700,000

단계사업비1

천원( )

정부 민간 계

1,050,000 1,050,000 2,100,000

연구과제의 목표1.

총개발목표 개폐제어 기술을 적용한 점절 차단기 개발IT 362 1㎸

단계 목표1 개폐제어기술 적용한 모델차단기 개발 성능검증IT 362 /㎸

단계 목표2개폐제어기술이 구현된 개발 및 차단기 상용화lED 362㎸

모델 개발

단계 목표3 -

연구과제의 주요내용 단계2. (1 )

차년도(1) 1

부하에 따른 개폐제어 알고리즘 개발. ITⅰ

차단기용 개폐제어 장치 개발. 362 ITⅱ ㎸

차년도(2) 2

개폐제어형 모델 점절 차단기 설계 제작. 362 1 /ⅰ ㎸

개폐제어형 구동부 설계 제작. 362 /ⅱ ㎸

차년도(3) 3

개폐제어형 점절 모델차단기 특성 및 성능검증. 362 1ⅰ ㎸

개폐제어형 점절 모델차단기 문제점 파악 및 보완. 362 1ⅱ ㎸

- 58 -

세부과제명 급 복합절연 개발25.8 Intelligent Switchgear㎸

총개발기간 2003.08.01 ~ 년2008.07.31(5 )

단계개발기간1 단계1 : ‘03.08.01~’ 년06.07.31(3 )

총사업비

천원( )

정부 민간 계

1,998,750 1,998,750 3,997,500

단계사업비1

천원( )

정부 민간 계

1,198,750 1,198,750 2,397,500

연구과제의 목표1.

총개발목표 복합절연 개발25.8 Intelligent Switchgear㎸

단계 목표1

지능형 연구 개발- VI, Mechanism, Sensors

친환경 절연매질 연구개발- (Dry Air & Solid Dielectric)

복합절연 의 제작 특성 및 성능 검- Switchgear Prototype

증

단계 목표2축소형 친환경 신뢰성평가 및 해외규격 취득- / Switchgear

전용 개발Switchgear lED

단계 목표3

연구과제의 주요내용 단계2. (1 )

차년도(1) 1

구상 및 특성연구(a) 25.8 Intelligent VI㎸

압축 의 생성 특성연구(b) Dry Air /

고체절연 방법 에 대한 연구(e)

지능형 메커니즘 특성 연구(d)

적용 센서의 특성 연구(e)

차년도(2) 2

지능형 의 설계 제작(a) VI /

압축 장치 제작(b) Dry Air

시작 금형 설계 제작(c) /

메커니즘 설계 제작(d) BMA /

적용 센서의 제작 시험(e) /

차년도(3) 3

복합절인 구상설계 제작(a) SWGR /PT

신뢰성 시험 및 해외규격 취득(b)

제작시방서 작성(c) Intelligent IED

개발 시험(d) Intelligent lED /

- 59 -

세부과제명 형 초고압 개발245 40kA Motor-drive GIS㎸

총개발기간 개월2003. 8. 1 ~ 2008. 7. 31 (60 )

단계개발기간1 개월2003. 8. 1 ~ 2006. 7. 31 (36 )

총사업비

천원( )

정부 민간 계

2,700,000 2,700,000 5,400,000

단계사업비1

천원( )

정부 민간 계

1,500,000 1,500,000 3,000,000

연구과제의 목표1.

총개발목표 형 초고압 개발245 40kA Motor-drive GIS㎸

단계 목표1 형 설계 제작245 40kA Motor-drive GIS /㎸

단계 목표2 형 용 모듈 개발245 40kA Motor-drive GIS lED㎸

단계 목표3

연구과제의 주요내용 단계2. (1 )

차년도(1)1

기초자료 조사 기본사양 결정(a) ,

차단부 설계 및 자재발주(b)

조작기 설계(c) Motor

설계 및 제작(d) Spacer

기본설계(e) GIS (DS, ES, Main Bus, B/G)

차년도(2) 2

기본성능해석 및 특성시험(a)

조작기 설계(b) Motor

성능해석(c) GIS (DS, ES)

설계(d) Main Bus, B/G

설계 및 제작(e) Spacer

설계 및 보완(f) Review

차년도(3) 3

조작기 특성시험(a)

성능확인시험(b) GCB (KERI)

성능확인시험(c) GIS (KERI)

및 구조개선 보완(d) GCB GIS ,

모듈 설계(e) lED

신뢰성시험(f) Spacer

- 60 -

세부과제명 전류영점 후 아크 측정 및 해석 설계기술 개발Parameter /

총개발기간 년 월 일 년 월 일 년2003 8 1 - 2007 7 31 (4 )

단계개발기간1 년 월 일 년 월 일 년2003 8 1 - 2006 7 31 (3 )

총사업비

천원( )

정부 민간 계

1,020,000 1,020,000 2,040,000

단계사업비1

천원( )

정부 민간 계

770,000 770,000 1,540,000

연구과제의 목표1.

총 개발목표전류영점 영역의 아크변수 측정 해석 및 적용 신전력기기/ IT

설계기술 개발

단계 목표1전류영점 영역측정기술 및 적용 신전력기기 기본설계기술IT

개발

단계 목표2 전류영점 영역해석 검증 및 신전력기기의 화 기술 개발/ IT

단계 목표3

연구과제의 주요내용 단계2. (1 )

개폐제어 기술 개발)ⅰ

복합절연 특성시험 및 해석기술 개발)ⅱ

복합소호 차단부 설계기술 개발)ⅲ

전류영점 영역 해석기술 개발)ⅳ

전류영점 영역의 아크 파라미터 측정기술 개발)ⅴ

감시 진단용 입출력 변수 특성분석 및 결정) /ⅵ

- 61 -

도출 세부과제의 개발일정 계획6.2.3

과제

순번도출 세부과제명

추진일정

비고단계1 단계2

년1 년2 년3 년4 년5

1급 복합절연25.8 Intelligent㎸

개발Switchgear=== === === === ===

2전류 영점후 아크 Parameter

측정 및 해석 실제 기술 개발/=== === === ===

3형245 40kA Motor-drive㎸

초고압 개발GIS=== === === === ===

4 개폐제어형 차단기 개발362㎸ === === === === ===

- 62 -

기술기획위원회 명단7.

번호 성명 소속 직위 전화번호 E-mail

1 박경엽 KERI 그룹장 055-280-1561

2 송기동 KERI 선임연구원 055-280-1563

3 이동철 한국전력공사 부장 02-787-8269

4 김종화 한국전력공사 과장 02-3456-5132

5 송원표 효성 PU 이사 055-268-9007

6 김정배 효성연구소 차장 055-268-9916

7 윤자홍 현대중공업 부장 052-230-8181

8 최병화 현대중공업 차장 052-230-8187

9 김남해 현대중공업 부장 031-289-5151

10 김익모 현대중공업 부장 031-289-5170

11 서정민 산전LG 부장 043-261-6510

12 김영근 산전LG 부장 043-216-6511

13 박석원 산전LG 차장 043-261-6956

14 김평중 동우전기공업 전무이사 031-611-8006

15 최상연 선도전기 부장 031-491-9661

16 강영식 KERI 실장 055-280-1520

17 김호용 KERI 단장 055-280-1300

18 이우영 KERI 팀장 055-280-1572

19 이병윤 KERI 선임연구원 055-280-1565

20 김홍규 KERI 선임연구원 055-280-1568

21 정현교 서울대 교수 02-880-7242

22 임기조 충북대 교수 043-261-2424

23 최희준 연세대학교 교수 02-594-7758

24 김기채 영남대 부교수 053-810-2538

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참고문헌8.

산업기술 주요통계요람 한국산업기술진흥협회1) 2003, 2003

전기공업통계 한국전기공업진흥회 각 년도2) , ,

광공업통계조사보고서 통계청3) , 2003

조합원명부 한국전기공업협동조합4) , 2003

5) International Trade statistics Yearbook, UN, 1997-2001

관련기업6) web site

국내 해당업체별 문의 월7) (2003. 6 )

8) The World Market for Transformers, Goulden Report 2001

9) The World Market for High Voltage Switchgear, Goulden Report 2001

10) The world Market for Low Voltage Protection components, Goulden Report

2001

12) BOSMA, A., Franz-Josef Koerber, Roberto Cameroni, and Richard

Thomas, Motor Drive with Electronic Control for HVAC Circuit-Breakers, CIGRE

session 2002, 13-203

13) BOSMA, A. and SCHREURS, E., Cost optimization versus function and

reliability of HVAC circuit-breakers, CIGRE session 2000, 13-102

14) CIGER Technical brochure 83: final report of the second international

enquiry on high-voltage circuit-breaker failures and defects in service, June

1994

15) lEC 60694, 1995 : Common specifications for high-voltage switchgear

and controlgear standards

16) IEC 60255 : Electrical relays (in applicable parts)

17) IEC 62271-100, 2001 : High-voltage switchgear and controlgear Part 100

: High-voltage alternating current circuit-breakers

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부록 특허자료( )

[1] Hitachi, Ltd., Operating Mechanism for an Inert Gas Filled Circuit Breaker,

US Patent Number: 5,243,160, Date of Patent: Sep. 7, 1993

[2] Hitachi, Ltd., Puffer Type Gas-Insulated Circuit Breaker, US Patent

Number: 5,231,256, Date of Patent: Jul. 27, 1993

[3] Hitachi, Ltd., Gas Blast, Puffer Type Circuit Breaker with Improved Nozzle,

US Patent Number: 5,274,205, Date of Patent: Dec. 28, 1993

[4] Hitachi, Ltd., Gas Circuit Breaker, US Patent Number: 5,298,703, Date of

Patent: Mar. 29, 1994

[5] Hitachi, Ltd., Puffer Type Gas Circuit Breaker, Contact Cover and

Insulated Nozzle of the Breaker, US Patent Number: 5,079,391, Date of

Patent: Jan. 7, 1992

[6] Hitachi, Ltd., Gas Insulated Switch Gear Device, US Patent Number:

5,638,254, Date of Patent: Jun. 10, 1997

히다찌 개폐기용 조작장치 공개번호[7] , , 89-2925

니시가와 아끼오 스즈끼 히로시 사또우 미끼오 가스절연 전기장치 및[8] , , , SF6

그 제조법 공고번호, 88-2125

히다찌 단로기의 충전전류 차단시 대지절연 검증시험법 공고번호[9] , , 89-602

야마오까 유끼노리 다가하시 다께시 가스절연개폐장치 공고번호[10] , , , 89-1191

히다찌 가스차단기 노즐 공고번호[11] , , 89-2474

히다찌 가스절연개폐장치 공개번호[12] , , 89-12419