전력용 변압기 이용 실태조사

1. 전력용 변압기 이용 실태조사 (조사결과 발표자료) 2007년 1월 26일 한국전기안전공사` 전기안전연구원

2. Electrical Safety Research Institute 발표순서 Contents • 과업수행 개요 • 과업목표 및 주요내용 • 국내변압기 보급실태 파악 • 국내외 전력용변압기 기술동향 • 변압기 부하율 실태조사 • 맺음말

3. 과업명 : 전력용 변압기 이용 실태조사 과업 기간 : 2006. 7. 31 - 2006. 11. 30 (4개월) 참여 조직 및 인력 ◈ 수행책임자 : IT기술개발센터장 배석명 ◈ 참 여 자 : - 연구원 : 6명 - 전국 38개 사업소 과장 : 38명 Electrical Safety Research Institute • 과업수행 개요

4. 과업 목표 및 주요내용 과업 목표 ◈ 국내 전력용 변압기 보급실태 파악 ◈ 해외 전력용 변압기 기술동향 조사 ◈ 전력 수용가 현장방문 및 년간 부하율 조사 ◈ 전력용 변압기의 효율적 이용방안 도출 과업 주요내용 Electrical Safety Research Institute ◈ 전력용 변압기의 이용 실태조사를 통한 DB 구축 ◈ 전력용 변압기의 년간 부하율 조사 ◈ 전력용 변압기의 효율적 이용 방안 도출

5. 전력용 변압기 보급실태 파악 개 요 송변전설비 변압기 현황 Electrical Safety Research Institute ○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, 2006년 ¼분기 현재

6. 전력용 변압기 보급실태 파악 배전설비 변압기 현황 Electrical Safety Research Institute ○ 2005년말 기준, 주상 및 지상변압기를 합해 총 1,715,164대가 설치되어 있으며 그 용량은 총 83,352,474[kVA]에 이르고 있으며, 이중 주상변압기는 매년 평균 6.5%의 증가세를 나타내고 있음 [변압기용량 및 설치대수의 연도별 추이]

7. 전력용 변압기 보급실태 파악 자가용전기설비 변압기 현황 Electrical Safety Research Institute 수용가 현황 ※ 한국전기안전공사 통계, 2005년 12월 기준 수용가당 변압기 평균 보유대수 (추정) : 1.76대/호 ○ 2006년 2월에 종료된 환경부의 “유입변압기 사용실태조사” 시 유입변압기를 보유하고 있는 수용가 88,853호에서 총 156,348대를 보유하고 있었음 - 변압기 평균보유대수 : 156,348대/88,853호 = 1.76대/호 전국 자가용수용가내 변압기 추정 보유대수 : 총 247,070대 ※ 추정 보유 대수 : 140,381호1.76대/호 = 247,070대

8. 국내외 기술동향 우리나라 Electrical Safety Research Institute ○ 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

9. 국내외 기술동향 주요외국 Electrical Safety Research Institute ○ 2005년 2월 쿄토의정서 발효이후 지구온난화 방지 및 이산화탄소 배출 저감 등을 위해 국가적차원에서 고효율변압기 등의 사용을 적극적 장려 ○ 일본의 경우 - 2003년 4월 1일. 에너지절약법에서 고압배전용변압기 특정기기로 지정  기존에 비해 40[%]의 고효율을 기준으로 한 톱런너변압기의 조기도입 ○ EU의 경우 - EU에서 효율규제 변압기 대상은 유입변압기로서 에너지소비효율은 전력손실[W]로 나타내며, 1992년부터 시행 중 ○ 미국의 경우 - 효율규제 대상변압기는 유입변압기이며 에너지소비효율 기준은 전력손실[W]로 나타내며, 2002년부터 시행 중

10. 변압기 부하율 실태조사 표본 설정 기준 Electrical Safety Research Institute ○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

11. 변압기 부하율 실태조사 전력용변압기 표본설정 Electrical Safety Research Institute ○ 자가용수용가 : 총 140,381호 (2005년 12말 기준) [샘플프레임의 층별분포] ※ 업종구분 - code 1 : 1,2차 산업 (농업, 어업, 금속, 기계, 건설, 식품, 전기, 전자 등) - code 2 : 3차 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

12. 변압기 부하율 실태조사 Electrical Safety Research Institute 추출된 표본의 층별 분포 ○ 표본설정 내역

13. 변압기 부하율 실태조사 조사된 샘플 분석(호수) Electrical Safety Research Institute [용량별업종별도시규모별 구분]

14. 변압기 부하율 실태조사 조사된 샘플 분석 (변압기 대수) Electrical Safety Research Institute [용량별업종별도시규모별 구분]

15. 변압기 부하율 실태조사 전력용 변압기 년간 부하율 조사 전력 수용가 현장 방문 조사 Electrical Safety Research Institute ○ 국내 전력용 변압기 보급실태, 규격, 용량 및 수용설비 내역, 계약전력에 대한 조사 ○ 조사 방법 : 전국 38개 사업소 기술과장 및 연구원 수용가 방문 조사 ○ 수용가별 연간전력사용량 : 한국전력 DATA 이용 ○ 현 부하 사용량 측정 후 년간 사용량 비례 추정 ○ 전기안전관리자의 문진에 의한 조사 ○ 변압기별 부하 사용 기록표에 의한 조사

16. 평균 연간부하율 분석 업종별 연간부하율 도시규모별 연간부하율 Electrical Safety Research Institute ○업종별로 구분하여 보면, 2차 산업이 20.9%로 가장 높았으며, 공공기관 등은 15.1[%]로 가장 낮은 것으로 나타났다. ○이것은 업종특성상 2차 산업은 가장 왕성한 산업활동이 이루어지나 공공기관 등은 주로 야간에는 업무가 종료되기 때문인 것으로 분석된다. ○도시규모별로는 통계적으로 연간부하율의 크기에 차이가 없는 것으로 나타났다.

17. 평균 연간부하율 분석 변압기 용량별 연간부하율 Electrical Safety Research Institute ○변압기 용량을 3단계로 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.

18. 평균 연간부하율 분석 업종별도시규모별용량별 연간부하율 Electrical Safety Research Institute ○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.

19. 평균 연간부하율 분석 전체 평균 Electrical Safety Research Institute ○전체표본에 근거한 모집단 변압기의 평균연간부하율의 추정치는 18.4[%]임

20. 맺음말 Electrical Safety Research Institute ○변압기의 공급전력은 시간의 흐름에 따라 유동적이므로, 측정기간을 1년 단위로 조사하는 것이 가장 정확한 연간 부하율을 조사방법이나 ○본 연구기간 동안에 수용가내 각 변압기마다 1년 동안 수많은 장비를 동원하여 각 변압기별 연간부하율을 파악하는 것은 현실적으로 불가능함 ○그러나 나름대로 통계기법에 근거한 일정수준의 신뢰도를 확보한 전력용 변압기 표본선정 및 실태조사를 실시하여 우리나라 평균연간부하율을 변압기용량별, 업종별, 지역별로 구분하여 도출하였음.

21. 국내외 기술동향 톱런너 변압기란? Electrical Safety Research Institute  특정기기변압기의 에너지절약 목표기준을 달성한 변압기를 종래제품과 차별화하고 보급을 확대할 의도를 바탕으로 “톱런너변압기”라는 알기 쉬운 제품명칭을 제정 ※ 유입변압기는 2006년부터, 몰드변압기는 2007년부터 전면적용 [변압기 효율의 추이]