나이지리아 전력망을 위한 고압 SF6 데드 탱크 회로 차단기 솔루션

1. 프로젝트 배경​

아프리카에서 가장 인구가 많은 나라이자 나이지리아의 전력망은 오랜 기간 동안 불안정한 전력 공급, 노후된 인프라, 그리고 빈약한 환경 적응성 등의 문제에 직면해 왔다.

고압 송전 및 배전 네트워크에서, 전통적인 오일 회로 차단기는 빈번한 유지 보수와 습한 기후 (예: 우기 동안 절연 성능 저하)로 인해 증가하는 수요를 충족하기 어려웠다.

남아프리카와 동남아시아 등 국제 사례는 고오염 및 고습도 환경에서 그리드 신뢰성 문제를 효과적으로 해결하는 Dead Tank SF6 Circuit Breakers의 도입이 나이지리아에게 실행 가능한 통찰력을 제공한다는 것을 보여준다.

2. ​솔루션​

2.1 장비 선택 및 기술적 적응​

• 40.5kV 고압 시스템을 위해 특별히 설계된 Dead Tank SF6 Circuit Breakers의 배치. 이 Dead Tank SF6 Circuit Breakers는 4,000미터 이하의 고도에서 작동하며, 나이지리아의 다양한 지형, 즉 고원에서 해안 지역까지 적응할 수 있다.
• T2 구리 접점 (순도 ≥99.95%)과 SF6 가스 절연 (0.03~0.04MPa)의 통합으로 아크 소멸 능력과 부식 저항성이 크게 향상되며, 우기 동안 금속 부품의 녹 방지를 지원한다.
• 위상 간격을 210mm로 최적화하여 모래/먼지 환경에서 절연 성능을 향상시키는 공기 및 크리핑 거리를 연장한다. 중동의 그리드 업그레이드에서 유사한 설계가 성공했다.

2.2 현지 설치 및 유지 관리​

• 모듈식 설계: 야외 폴 마운트 Dead Tank SF6 Circuit Breaker 솔루션을 참고하여 분리 가능한 반원형 클램프와 고무 스트립 고정을 통해 설치를 간소화하고 볼트 부식을 방지한다.
• 현지 교육 및 부품: DILO와 같은 국제 기관과 협력하여 SF6 가스 회수 교육을 제공하고 지역 부품 센터를 설립하여 유지 보수 중단 시간을 줄인다.

2.3 환경 및 비용 최적화​

• 콤팩트 설계: Dead Tank SF6 Circuit Breakers는 면적을 30% 줄여 나이지리아의 밀집된 도시 지역에서 변전소 확장을 위한 이상적인 솔루션이다.
• 수명 연장 및 저 유지 보수: 2,000회 작동 기계 수명, 에폭시 수지 절연, 스프링 작동 메커니즘 (CT14 타입)을 통해 수명 주기 비용이 최소화된다. 남아프리카 ESKOM 그리드의 유사한 업그레이드로 O&M 비용이 40% 감소했다.

3. ​달성 결과​

• ​신뢰성 향상: 라고스 파일럿 프로젝트에서 Dead Tank SF6 Circuit Breakers는 고장률을 85% 줄이고, 연간 정전 시간을 2시간 미만으로 줄여 IEA 권장 표준을 충족시켰다.
• 환경적 이점: 99.9%의 SF6 가스 회수율로 온실 가스 배출을 줄여 파리 협정 하의 나이지리아의 약속을 준수한다.
• ​경제적 이익: 상환 기간이 5년으로 단축되었다. 인도의 그리드 현대화 경험을 활용하여 피크-베일 요금 조정으로 연간 수익이 12% 증가했다.