SF₆ 단계적 폐기까지의 카운트다운: 누가 미래의 전력망을 책임질 것인가
1. 소개
기후 변화에 대응하기 위해 전 세계적으로 다양한 종류의 SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어를 개발하기 위한 광범위한 연구 및 개발이 진행되고 있습니다. 이러한 장비는 기존의 SF₆ 기반 장비의 대안으로 사용됩니다. 한편, SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어는 1960년대 후반부터 운용되고 있습니다. 이 기술은 에폭시 수지와 같은 고체 절연 재료를 사용하여 스위치 기어의 활성 부품을 통합적으로 성형함으로써, SF₆보다 훨씬 높은 유전 강도를 가지며, 놀라운 컴팩트함을 달성합니다.
일본의 전력 공급 회사는 환경 친화적이고 SF₆-없는 고체 절연 스위치 기어(SIS)를 50년 이상 운영해 왔습니다. 이러한 장비는 뛰어난 운용 성능, 뛰어난 안전성, 유지보수 및 점검의 효율성, 그리고 입증된 장기적인 신뢰성을 제공합니다. 그들의 컴팩트한 크기로 인해 SIS 장비는 건물이나 지하 공간에 설치하는데 특히 적합하며, 특히 공간이 제한적인 도시 지역에서 유용합니다.
현재까지 약 6,000대의 SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어가 설치되었으며, 주로 전력 회사, 일반 산업 시설, 교통 인프라에 서비스되고 있습니다. 약 3,000대가 유틸리티 네트워크에 배치되었으며, 지난 50년 이상 동안 주요 고장으로 인한 정전률은 기존의 가스 절연 스위치 기어(GIS)의 반 미만으로, SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어의 높은 신뢰성을 입증하고 있습니다.
최근에는 10년에서 50년 동안 현장에서 운용된 몇몇 SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어 장비들이 회수되어 공장으로 돌아와 절연 노화 및 수명 평가를 포함한 평가를 받았습니다. 결과는 약 60년의 예상 운용 수명을 나타냈습니다.
또한, 수명주기 평가(LCA) 연구에 따르면, SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어는 캐비닛형 가스 절연 스위치 기어(C-GIS)와 관련된 총 온실가스(GHG) 배출량(이산화탄소 상당량으로 표현)의 약 65%–70%로 줄일 수 있습니다. SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어는 플루오린화 가스나 100년간의 전지적 온실효과(GWP₁₀₀)가 100을 초과하는 어떠한 가스도 포함하지 않습니다. GIS와 비교하여, 비슷하거나 더 우수한 예상 수명과 신뢰성을 보여주었습니다. 또한, 그 작은 발자국뿐만 아니라, 상당히 낮은 이산화탄소 상당량의 온실가스 배출을 생성합니다.
따라서, SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어는 SF₆-없는 스위칭 기술 중 하나로서 실현 가능한 솔루션을 제공하며, 그 채택이 더욱 확대될 것으로 예상됩니다.
— “일본 전력 회사에서의 SF₆-없는 가스 절연 스위치 기어의 장기 운용 경험”
2. 국내외 정책 및 규제 해석
2.1 국제 정책
육황화 유황(SF₆)은 이산화탄소의 23,500배의 전지적 온실효과(GWP)를 가지고 있으며, 교토 의정서에서 6개의 온실가스 중 하나로 지정되어 있습니다. 유럽 연합, 미국, 일본 등 선진국들은 SF₆ 사용을 제한하기 위한 엄격한 정책을 시행하고 있습니다:
유럽 연합: F-가스 규제에 따라 유럽 연합은 2030년까지 2014년 수준의 1/3로 SF₆ 소비를 단계적으로 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다.
미국: 여러 주에서는 SF₆ 배출을 제한하고 환경 친화적인 대체 기술을 적극적으로 촉진하기 위한 규제를 시행하고 있습니다.
일본: 전지적 온실효과 대책 촉진법은 명시적으로 SF₆ 사용과 배출을 줄이도록 요구하고 있습니다.
2.2 국내 정책
전력 설비의 세계 최대 시장인 중국은 최근 SF₆의 대체를 적극적으로 추진해 왔습니다:
"이중 탄소" 전략: 중국은 2030년까지 탄소 배출을 최고점으로, 2060년까지 탄소 중립을 달성한다는 명확한 국가 목표를 설정했습니다. SF₆ 배출 감소는 이 전략의 중요한 구성 요소입니다.
산업 표준: 중국 국가 전력공사와 중국 남방 전력공사는 SF₆-없는 환경 친화적인 스위치 기어의 채택을 장려하기 위한 여러 기술 사양을 발표했습니다.
3. SF₆-없는 솔루션에 대한 산업 전망
환경 규제가 강화되고 기술이 발전함에 따라, 전력 산업은 SF₆-포함 장비에 대한 태도가 크게 변화했습니다:
SF₆ 단계적 제거:
SF₆는 환경에 해롭고 누출 위험이 있으며, 유지보수 비용이 높습니다. 산업계는 점진적으로 기존의 SF₆ 스위치 기어를 단계적으로 제거하고 있습니다.환경 친화적 대체재의 채택:
환경 친화적, 안전성, 운용 효율성이 뛰어난 SF₆-없는 스위치 기어는 산업 발전의 새로운 방향으로 부상하고 있습니다.
4. SF₆ 대체 접근법 및 경향
1. 고체 절연 기술
SF₆ 가스 대신 고체 절연 재료를 사용하여 온실가스 배출을 근본적으로 제거합니다.
2. 진공 차단 기술
진공 차단기를 사용하여 매우 효율적이고 신뢰성 있는 전류 차단을 달성합니다.
3. 환경 친화적 가스 대체재
건조 공기나 질소와 같은 환경 친화적인 절연 매체를 SF₆ 대신 사용합니다.
5. RockWill Electric——EcoRing 시리즈 스위치기어의 성능 장점
RockWill Electric은 업계 선두의 전력 장비 제조업체로서 항상 기술 혁신과 적용에 헌신했습니다. 강력한 연구 개발 역량과 깊은 시장 이해를 바탕으로 회사는 성공적으로 EcoRing 시리즈 SF₆ 없는 가스 절연 스위치기를 출시했습니다.
특징
35kV 수준의 유지보수 필요 없는 운영：밀폐된 가스 챔버(누출률 ≤ 0.1%/년)와 마모 저항성 기계 부품을 통해 가스 재충전 및 부품 교체와 같은 일상적인 유지보수 작업이 필요 없습니다. 이를 통해 전통적인 스위치기에 비해 운영 및 유지보수(O&M) 비용을 60% 이상 줄일 수 있습니다.
우수한 안정적인 전력 공급 성능：진공 중단기와 고정밀 전류/전압 변환기를 장착하여 단락, 과전압 및 전압 변동에 효과적으로 대응합니다. 높은 습도, 먼지, 극단적인 온도와 같은 혹독한 환경에서도 99.98% 이상의 전력 공급 신뢰성을 유지합니다.
친환경적이고 안전한 가스 절연：저 GWP 환경 보호 가스(IEC 61730 표준 준수)를 사용하여 온실가스 배출을 방지하며, 완전히 밀폐된 구조로 가스 누출을 방지하고 인원의 안전을 보장합니다. 또한 강력한 부식 및 오염 저항력을 갖추고 있어 실내외 설치 모두 적합합니다.
콤팩트 설계 및 스마트 통합：모듈형이고 컴팩트한 구조로 공기 절연 스위치기에 비해 설치 공간을 40% 절약하며, 도시 지하 변전소와 같은 좁은 지역에도 적합합니다. 지능형 모니터링 시스템과의 통합을 지원하여 가스 압력, 온도 및 작동 상태를 실시간으로 추적하여 예측적 고장 관리를 가능하게 합니다.
EcoRing 시리즈 SF₆ 없는 가스 절연 스위치기는 높은 신뢰성, 다양한 운영 조건에 대한 완전한 적응성, 그리고 유지보수 필요 없는 설계 덕분에 진정한 본질적으로 안전한 제품입니다. 이는 뛰어난 성능뿐만 아니라 전통적인 공기 절연 스위치기(KYN61 등)와 SF₆ 기반 CGIS 스위치기의 이상적인 대안으로서, 전력 시스템을 위한 더 진보되고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다.
