수배전반 시스템: 신뢰성 있는 전력 공급을 지원하는 핵심 구성요소

필자가 경험해 본 바로는 대부분의 사람들이 우리가 가정에서 사용하고 있는 전압 220V의 전기가 어떠한 과정을 거쳐 오는지 잘 모르고 있었습니다. 지식의 부재가 아닌 우리의 기본 생활권을 유지하는 가장 필수적인 전기에 대해서 잘 모르고 있다는 부분에 대해서 아쉽게 생각해 본 적이 있습니다. 폭넓게는 전력 시스템은 현대 사회와 산업의 기반이 되는 중요한 인프라 구성요소입니다. 이에 요구되는 전력을 안정적으로 공급받고 유용하게 사용하기 위해서는, 전력 시스템 구성 요소들을 이해하는 것이 중요합니다. 이 블로그에서는 발전된 전기를 사용 가능케 해주는 수배전반에 대해 알아보겠습니다.

발전소에서 전기를 사용하는 수용가까지의 계통도

1. 우리가 사용하는 전기는 어디서 어떻게 오는가
- 원자력, 화력, 수력, 태양열등 각 발전소에서 전력을 생산합니다.
- 생산된 전력은 765/345kV로 송전선로를 이용하여 1차 변전소까지 보내어집니다.
- 1차 변전소에서 변압기를 통하여 765/345kV의 전력을 154kV로 다운시킵니다.
- 다운된 154kV전력을 송전선로를 이용하여 배전변전소로 보내어집니다.
- 배전변전소에서 변압기를 통하여 154kV의 전력을 22.9kV로 다운시킵니다.
- 아파트 같은 공동주택이나 빌딩에서는 전기실에 수배전반을 설치하여 자체 변압기를 통해 22.9kV를 380V 나 220V로 다운시켜 가정에서 사용하게 됩니다.
- 단독주택이나 일반 소규모 상가 같은 경우에는 수배전반이 없으므로 주상(전봇대)에 설치된 변압기를 통해 22.9kV를 380V 나 220V로 다운시켜 가정에서 사용하게 됩니다.

2. 수배전반의 개념 및 기능
수배전반(Switchboard)은 고압 전력을 저압의 사용전력으로 안정적으로 사용자에게 공급하기 위한 중요한 전력 시스템 구성 요소입니다. 주요 기능은 우리가 필요한 전력을 안정적으로 분배하고, 과부하, 단락, 절연 결함 등이 발생했을 때 이를 즉시 차단하여 전기화재와 기기 및 시스템의 피해를 예방하고 전기사고로 부터 우리의 안전을 보호하는 역할을 합니다.

아파트나 빌딩의 전기실에 설치되어 있는 수배전반

3. 수배전반 구성 요소
수배전반은 크게 전기적으로 고압라인으로 구성된 고압반(HV)과 저압라인으로 구성된 저압반(LV)으로 이루어지며, 외함(케이스), 차단기(CB), 계전기, 스위치 기어 등으로 구성됩니다. 외함은 일반적으로 철재로 제작되며, 차단기는 전기의 개폐와 누전 시 사고를 예방하는 역할을 합니다. 계전기는 우리가 사용하는 전력을 모니터링하여 이상전류나 이상전압시 저압차단기들의 메인차단기인 ACB(Air Circuit Breaker)나 고압차단기인 VCB(Vacuum Circuit Breaker)에 전기적인 신호를 줌으로써 사전에 차단 및 제어하는 역할을 합니다.

4. 수배전반 시스템의 유지 관리
수배전반 시스템은 전력 공급의 안정성을 보장하기 위해 정기적인 유지 보수가 필요합니다. 전기 접속부 열 관리 및 절연 성능 관리, 회로 차단기 및 콘택터의 정기 검사 등을 통해 수배전반의 안전성을 지속적으로 관리해야 합니다.

아파트 같은 공동주택 또는 빌딩에서 사용하는 부하들을 계산하여 작성한 전기(수배전반)도면의 예시

각종 보호기기와 차단기, 그리고 전기의 통로인 동으로 이루어진 동바가 설치되어 있다.[출처-서전기전]

5. 스마트 그리드와 수배전반
스마트 그리드는 전력 시스템의 지능화를 통해, 에너지 효율과 전력 시스템 안정성을 향상시키는 기술입니다. 스마트 그리드 기술은 수배전반에도 적용되어, 스마트 미터, 원격 모니터링 및 통제 장치 등을 통해 보다 효율적이고 안전한 전력 공급을 제공할 수 있습니다.

스마트 그리드 [출처-한국전력공사]

전력 시스템의 핵심 구성 요소인 수배전반은 안정적인 전력 공급을 위해 매우 중요합니다. 수배전반의 이해 및 유지 보수 관리를 통해 전력 공급 안정성을 보장하고, 에너지 효율 및 전력 시스템 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있습니다. 에너지 전환의 시대에 적합한 스마트 그리드 기술을 접목함으로써 전력 인프라 관리의 새로운 미래를 열어가고 있습니다. 오늘은 여러분들께 생소한 수배전반에 대해서 정리를 해보았는데요, 사실 쉽게 접할 수 있는 분야는 아니기도 하고 실제로 자료가 많지 않은 것도 사실입니다. 작게나마 정보전달이 잘 되었으면 좋겠네요. 감사합니다.