■ 전자식 배전반의 기술 및 제품 동향 1) 기술개요 배전반이란 감시제어용(계기, 계전기, 조정기 등) 및 주회로기기(차단기, 단로기 등)의 어느 하나 또는 복수를 구조물(개방 또는 폐쇄)에 장착하거나 수용하여 배선를 통해 감시제어 및 보수보안상 가장 유효한 형태로 추린 기기의 집합체이다. 배전반은 전력의 발전, 송전, 변전에서부터 수전, 배전 및 전동기 제어에 이르기까지 전력의 수급이 필요한 모든 부분에 필요한 장치로서 간단한 것에서부터 복잡한 용도의 것까지 또 기술진보에 의한 혁신도 포함해서 그 종류는 실로 가지각색이다. 총괄적으로 말하면 그 규모, 기능에 정도의 차가 있을지라도 감시 제어하는 각 기기가 충분한 성능을 발휘할 수 있게 상호 협조하여 유기적, 무형적인 결합을 꾀할 사명이 있고 인간의 두뇌적인 역할을 지닌 것이다. 따라서 배전반은 감시, 제어 보호기능을 갖기 위하여 각종 계전기(과전류, 과전압, 부족전류, 부족전압, 지락 등)와 계측기(전류, 전압, 전력, 주파수, 위상 등)를 실장하고 있으며 개폐기 및 복잡한 교류 및 제어용 전선으로 구성되어야 하므로 전력수급 규모와 안전성에 대한 요구가 증대됨에 따라 복잡, 대형화되고 있다. 2) 기술동향 기존 배전반을 제작하기 위해서는 판금, 용접, 도장, 부품조립, 전기배선, 감사 등의 공정을 거쳐야 하므로 제작자 입장에서는 제조 공정이 복잡하여 표준화가 곤란하여, 사용자 측면에서는 유지 보수의 어려움이 크다. 또한, 최근 인텔리전트 빌딩이나 24시간 가동빌딩, 생산과정이 고도화된 FA공장 등이 출현하고 있는 고도 정보화, 온라인화 된 사회에서 전기에의 의존도가 증대되면서 전기에너지의 안정 공급이 수배전 설비에서의 사회적 욕구가 되었으며 도시의 과밀화, 지가상승에 따라 배전반을 소형화함으로써 설치면적의 축소를 도모할 필요성이 생겼다. 이와 같이 배전반에의 요구사양은 에너지 사정이나 사회정세의 변화에 따라 다양화되고 중요성이 높아감에 따라서 선진국에서는 1960년부터 시작되어온 전자기술의 적용을 최근 본격적으로 확대하고 있다. 특히 마이크로프로세서를 적용하여 아날로그 계기로서는 구현이 어려운 기능들을 실현시킴으로써 고 기능화, 다 기능화를 추구하고 있다. 즉 디지털 기술의 발전으로 개개의 아날로그 계기들의 기능을 하나의 디지털 제어장치로 수행할 수 있게 되었으며, 이러한 복합 제어장치를 수용한 전자식 배전반은 성능개선, 공정절감, 적용의 유연성, 패널 면적과 결선의 감소, 감시반과의 간단한 인터페이스, 자기감시 등의 정점 등을 가지며 가격면 에서도 경쟁력을 갖게 되었다. ※ 디지털화에 따른 장점 (1) 설비의 간소화 마이크로프로세서나 DSP 칩을 이용한 하나의 제어장치에 의해 각종 보호, 계측, 제어기능을 수행하므로 장치가 소형화될뿐만 아니라 외부 배선이 간소화 되므로 배전반 제작이 간단하며, 감시반 구성시 별도의 RTU 패널이 불필요하다. (2) 보호계전기능의 성능 향상 (가) 신뢰성 향상 전력계통의 사고에 따른 과도 전압, 전류는 사고지점에 따라 정도의 차이는 있으나 고조파 성분과 지수함수적으로 감소하는 직류성분에 의하여 심하게 왜곡된다. 이 과도 성분들은 보호 계전기의 오차로 작용한다. 그러나 디지털화에 의하여 왜곡된 입력신호에서 필요한 성분만을 추출(예 : 전압, 전류의 기본파 성분)하는 디지털 필터링 기법의 이용이 가능하게 되어 직류 및 고조파 성분에 영향을 받지 않으므로써 보호계전기능의 획기적인 성능 향상을 달성할 수 있게 되었다. (나) 보호협조의 용이 동작특성을 자유로이 정정할 수 있어 보호협조가 용이하다. 과전류 계전기인 경우 정한시, 반한시, 장반한시, 초반한시, 순시 등 여러 특성을 자유로이 선택할 수 있고 정정치도 1A 등 최소단위로 가변할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 요구에 따라 특수한 특성도 구현할 수 있어 유연한 보호협조가 가능하다. (3) 자기진단 기능에 의한 신뢰성 향상 상시감시, 자동점검 기능을 부가함으로서 만일의 고장을 조기 발견 할 수 있으므로 설비의 신뢰성이 향상된다. (4) 변성기의 저부담 종래에 비해 부담이 적으므로 PT, CT의 소형화가 가능하다. (5) 뛰어난 유연성 상·선식 및 PT비, CT비 등을 정정키나 DIP스위치 등으로 간단히 설정 가능하므로 회로정격 변경에 손쉽게 대응 (6) 일괄집중 감시 시스템의 구축이 용이 고속 직렬통신장치등에 의하여 간단히 상위 컴퓨터와 접속이 가능하므로 원방제어 및 중앙감시가 용이하다. 3) 제품동향 배전반의 디지털 보호감시제어장치는 두가지 유형으로 구분할 수 있는데, 첫번째는 보호계전 기능을 중심으로 일부 계측기능을 부가한 디지털 보호 계전기능 중심의 제품이다. 도시바와 미쯔비시 제품이 주종을 이루고 있다. 두번째는 보호 계전기능을 포함한 배전반에서 필요한 모든 기능을 디지털화한 제품이다. 광명전기, LG산전, 현대중공업 등 국내 개발품과 Merin Gerin 제품들이 이 유형이다. 이러한 관련 제품들은 관련 회사들의 개발 전략에 따라 개발 방향이나 구현 기능이 차이가 나므로 단순히 비교표에 따라 제품 성능의 우열을 가릴 수 없다. 관련 제품을 적용하고자 할 때에는 요구되는 기능과 특성, 신뢰성, 가격 등을 종합적으로 판단하여 선택하여야 할 것으로 사료된다