초고압 가스차단기 설계 전용 S/W 상용화

[산업일보]
전력 계통 사고를 차단하기 위한 초고압 가스차단기 개발에 도움을 주는 설계 소프트웨어(S/W)가 국내 기술진에 의해 개발돼 상용화됐다.

한국전기연구원(원장 권영한) 신전력 기기연구그룹 김홍규 박사팀은 초고압 가스차단기 설계 전용 소프트웨어를 세계 최초로 상용화했다고 밝혔다.
연구원측은 “개발 프로그램 자체에 대한 시장규모는 크지 않으나 이 프로그램을 전력기기 제품 개발에 활용할 경우, 약 250억 원 정도의 개발비용을 줄여 제품 단가를 낮출 수 있다”고 설명했다.

S/W의 특징과 최적화 기법에 의한 차단부 설계 결과

이 S/W는 차단 성능 예측기능과 최적화 기법을 도입해 차단성능에 영향을 주는 설계변수를 추출, 짧은 시간에 원하는 성능을 갖는 차단기 설계기능을 가지고 있다.
S/W는 상용 툴을 2가지 이상 사용하는 기존 방법에 비해 하나의 프로그램으로 유동, 전계, 내전압 해석 등이 가능하며 데이터 입력 과정 간편하게 만들었다는게 연구소측의 설명이다. 또한 캐드 파일을 직접 사용할 수 있고, 캐드에서 모델링이 이루어지기 때문에 전처리 과정이 편리하다. 차단 실패 및 성공 여부에 대한 사전 예측이 가능한 것또한 이 패키지의 특징으로 들 수 있다.

최적화 기법에 의한 차단부 설계 결과를 그림을 통해 살펴보면 Vd는 차단기의 절연내력, Va는 극간에 인가되는 전압을 의미하며, 절연내력이 인가전압보다 크면 차단기는 충분한 절연내력을 가져 차단에 성공하게 되며, 반대의 경우에는 절연파괴가 일어나서 차단에 실패하게 된다.
초기모델(initial model)의 경우 시간이 약 17ms되는 시점에서 인가전압이 절연내력보다 크게 돼 이 차단기는 차단에 실패하게 되며, 최적화된 차단기는 모든 시점에서 절연내력이 인가전압보다 높아서 차단에 성공하게 된다.
초기모델에서 ‘weakest point’라고 표시된 부분의 밀도는 차단실패가 일어나는 시점인 17ms에서 최적화된 모델에 비해서 매우 낮아서 절연성능이 매우 떨어진다. 반면에 최적화된 모델은 밀도가 충분히 높아서 차단에 성공하게 된다.



















지금까지 국내 업체들은 초고압 가스차단기를 비롯한 전력기기의 연구 개발을 위해서 유동해석, 전자계 해석, 아크해석 등을 위한 고가의 프로그램을 외국에서 수입, 사용해 왔으나 각각에 대해 해석하고 종합하는 어려움이 있었다.
김홍규 박사팀이 Design GCB라는 이름으로 상용화에 성공한 이 S/W는 초고압 가스차단기의 유동 해석, 전계 해석, 차단성능 해석 및 열가스 해석 등을 통합한 패키지로서 수치해석에 대한 전문지식이 없는 현장 실무자들도 용이하게 사용할 수 있다.

김홍규 박사는 “이번에 Design GCB를 개발함으로써, 효성, LG산전, 현대중공업, 일진전기 등 국내 대기업들은 물론, 연구 환경이 열악한 중소기업에서도 초고압 가스차단기 이외에 초고압 전력기기를 비롯한 새로운 전력기기의 연구개발에 쉽게 활용할 수 있어 국산 전력기기의 국제 경쟁력 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
문의 : (055)280-1568

미디어다아라 김원정 기자(news@daara.co.kr)