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하이브리드 변압기 제안서. 와 공동연구개발한 신기술 변압기. ♠ 1000KVA 1 대 설치로 년 약 3,528 만원 비용 ( 전기요금 ) 절감 효과. ■ 한전과 공동연구개발 신기술 변압기 ■ 국무총리상 , 교과부장관상 , 한국전력 수상 ■ 지식경제부 신기술인증 ■ 중소기업청 성능인증 ■ 정부 우선구매 추천제품 : 중소기업청 , 특허청 , 한국발명진흥회 , 국방부 ■ 조달청 우수제품 지정제품. [ 주 ] 에너테크 www.enerkeeper.com
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하이브리드 변압기 제안서 와 공동연구개발한 신기술 변압기 ♠ 1000KVA 1대 설치로 년 약 3,528만원비용(전기요금)절감 효과 ■ 한전과 공동연구개발 신기술 변압기 ■ 국무총리상, 교과부장관상, 한국전력 수상 ■ 지식경제부 신기술인증 ■ 중소기업청 성능인증 ■ 정부 우선구매 추천제품 : 중소기업청, 특허청, 한국발명진흥회,국방부 ■ 조달청 우수제품 지정제품 [주] 에너테크www.enerkeeper.com 서울/경기 지사 031-907-8009, 010-4481-8890
목 차 7 5 6 4 3 2 1 하이브리드변압기 주요 설치 기관 개 요 하이브리드변압기 개발배경 비용(전기요금)절감 분석 하이브리드변압기 개요 설치사례(KT&G, 당진화력, 하동화력발전소, 수자원공사,서울시,안산시,무림SP,코오롱,우성사료,해태제과) 공인인증서 및 특허증
1. 한국전력의 신뢰성 하이브리드변압기는 한국전력발전5사와 공동연구개발하고, 한국전력발전5사에서 등록한 ‘한국전력 개발선정품’입니다. ◎ 기술개발 연구실적 : 한국전력 발전5사(개발 선정품 등록) ◎ 특허 및 ESCO시행 : ㈜에너테크 ☞ 기존의 고효율 변압기 즉, 효성중공업, LS산전, 현대중공업 등의 변압기는 지식경제부의 ‘신기술 인증’이나 ‘조달청 우수제품’이 아닌 단순한 고효율변압기입니다. 2. 제조회사(OEM)인 ㈜케이피일렉트릭(KP Electric co. Ltd)과 ABB KOREA의 신뢰성 (1) KP Electric사 : 효성 LS산전 OEM제조회사로서, 1977년 설립 이래 철도청, 지하철공사, LH공사, 도로공사, 삼성엔지니어링, 삼성물산, 포스코(포항, 광양제철소), 현대스틸, 국방과학연구소, 비행장, 공항, 서울대, 경희대 등 지금까지 수만대의 변압기를 공급한 변압기 분야에서는 굴지의 메이커입니다. (2) ABB KOREA : 세계적인 글로벌기업으로서 신뢰성 양호 ※ 국가공인인증서 : 지식경제부의 신기술인증서, 조달청 우수제품 지정, 국무총리상, 한국전력 수상 등 3. 탁월한 비용(전기요금) 절감효과 : ☞ 1,000KVA(부하율60%, 몰드변압기) 기준 변압기 가격 : ①일반변압기 : 2700만원 ②고효율 : 3500만원 ③하이브리드: 4900만원 하이브리드 변압기로 교체하면 (년 약 7% 전기요금절감) 연간 약 3,528만원이 절감되어 20년간의 절감금액은 약 7억원이 됩니다. 현재 귀사는 1000KVA1대당 매년약 3,528만원의 전기요금을 더 내고있는셈입니다. 귀사가 만약 1000KVA 10대를 사용하고 있다면 년간 약 3.5억원의 전기요금 절감을 기대할 수 있습니다. - 2014년 부터 산업용 전기요금 6.4%인상 - 비생산라인에 테스트용으로 우선 설치하고, 비용절감효과 나타나면 생산라인에 설치( 대부분 대기업들의 방법) - 무상설치후ESCO(전기요금 절감분 상환) 가능 (KT&G 에서 시행) - 코오롱, 두산중공업등 국내 많은 대기업 및 공기업 공공기관에 납품(설치사례에 기업 담당자 전화번호로 확인 가능) - 삼성물산과 마켓팅협약: 해외수출 1 개 요
2 하이브리드변압기 주요 설치기관
3 ⊙ 국무총리 표창 – 우수자본재 개발 유공기업 (2011. 9. 28) ⊙ 교과부장관 표창 -전력산업 분야 ⊙ 한국전력 표창 공인인증서 및 특허증
高 가격 低 변압기 소음 低 高 1. 변압기별 성능 비교 4 ⊙ 에너지절약 약 7% ⊙ 고효율·저손실·친환경 변압기 전력손실 Efficiency Curve (kwh) (%) 99.6 99.4 99.2 99.0 98.8 98.6 98.4 98.2 98.0 일반변압기(타사) Hybrid 비용(전기요금)절감 분석 고효율 고효율(타사) 일반변압기 Hybrid(당사) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100(%) 기계 소음 (천원) 설치 투자비 Hybrid 고효율 일반변압기 Hybrid 고효율일반변압기 ⊙ 고조파필터 설비투자비 절감 ⊙ 경제성 확보 및 소음 개선 하이브리드변압기 제조 : OEM방식으로 효성변압기 제조회사(KP일렉트릭)와 같은 생산라인
2. 변압기 형태별 비용(전기요금) 절감 비교 비용(전기요금)절감 1. 위는 변압기 용량 1,000KA 기준으로 계산한 것으로, 4,900만원의 변압기 교체로 년 3,528만원의비용(전기요금)절감 의 효과가 있음. 용량이 커지면 더 큰 절감효과 기대. 2. 2014년부터 산업용전기요금이 6.4%인상되었으므로 비용절감효과가 더 크게 나타남.
3.무상설치후ESCO성과(절감된 전기요금) 상환계약 ☞ 사용자, 에너테크모두 ‘WIN WIN’ 비용(전기요금)절감 설치 전 설치 후 ESCO 상환 사용자 이익(비용절감) 사용자 이익(비용절감) 전기요금 전기요금 전기요금 1.“에스코”는 하이브리드변압기를 먼저 “무상”으로 설치하고,설치후 사용자가 절감된 전기요금으로 3년~5년간 변압기비용을 상환하는 방법임. (현재 KT&G가 에스코로 상환 하고 있음) 2. 개런티(전력 절감량에 의하여 변압기비용 상환 ) 약정도 가능함. 3. 비생산라인에하이브리드 변압기를 테스트용으로 우선 설치하고, 전력사용량 절감효과가 나타나면 그 후에생산라인에 설치해도 무방함(대부분 기업들이 그렇게 함) 4. 에스코로 분할상환 하지 않고, 하이브리드 변압기를 바로 구매하여도 무방함. 상환 완료 후 ESCO 상환 3년~5년 상환 15년~17년간 이익
5 1. KT&G 영주공장, 신탄진공장 ※ 자료출처 : KT&G 영주공장 생산지원실 설치사례 설치시기 영주공장(2011. 10), 신탄진공장(2012. 4) 전력개선장치(7,000K), 하이브리드몰드 변압기 제품용량 ⊙ 1,500KVA 1식 시범설치 결과표
※ 자료출처 : KT&G 영주공장 생산지원실, 한전 사이버지점 “I SMART’ (1) 절감 효과 분석 -사용량 (08:00~18:00) ⊙ 공장 전체 용량 : 총 7,000K(1,500K*2, 2,000K*2) 절감율: 7.7% 설치 전 설치 후 ※ 자료출처 : KT&G 영주공장 생산지원실
(2) 비용(전기요금) 절감 효과 ※ 자료출처 : KT&G 영주공장 생산지원실 ♠ ESCO상환기간(5년) ESCO상환 후(15년) ① 매월 절감금액 : 17,000,000 ② KT&G절감이익 : 약 40억원
2. 당진화력발전소 ※ 자료출처 : 한국동서발전(주) 당진화력발전본부 강용주 차장 ▶생산단위(kg/hr)당 소비전류 설치 후 설치 전 절감율7.2% 설치시기 2009. 10월 3상 1000kVA, 6.9kV/480V, 하이브리드 건식 변압기 제품용량 7,8호기 해수 전해설비 (정류기 부하) 설치장소
3. 하동화력발전소 ※ 자료출처 : 한국남부발전(주) 하동화력발전본부 설치장소 무연탄 컨베이어시스템 3상,440V 1,400Kva (700K * 2식) 제품사양 2009. 6. 설치년월
4. 수자원공사 ※ 자료출처 : 수자원공사 수도기술처 설치장소 아산정수장, 중앙연구원, 용인정수장 3상,380V, 1,000Kva 제품사양 2011. 6. 설치년월
5. 서울시 자원회수시설- 노원소각장 ※ 자료출처 : 서울시시설공단, 노원소각장(한불 에너지관리)
6. 안산시 상하수도사업소 ※ 자료출처 : 안산시 상하수도사업소 설치장소 송풍기동 3상, 2,000Kva 제품사양 2011. 4. 설치년월
7. 무림에스피(대구공장) ※ 자료출처 : 무림에스피 생산지원실 서상익 과장 (053)351-8111(교환 587), 010-2296-7661 설치장소 조성2호 3상,1,250Kva 제품사양 2012. 6. 설치년월
8. 코오롱글로텍 구미공장 ※ 자료출처 : 코오롱글로텍전기팀 김유정 반장,054-468-8046, 010-4530-8953 Ⅰ. 400KVA 효과분석 결과표 설치장소 동력용 복합부하 1차 : 400KVA, 2차 : 1000KVA 제품사양 2013. 1. 2013. 8. 설치년월
Ⅱ. 1000KVA 효과분석 결과표 설치장소 동력용 복합부하 유입식1000KVA 제품사양 2013. 8. 설치년월
9. 우성사료 논산공장 ※ 자료출처 : 우성사료 논산공장 생산지원실 전종소 팀장. (041)740-4451, 010-5455-5941 설치장소 공장전체-동력용 복합부하 몰드6,500KVA(3000K, 1800K, 1700K) 설치용량 인상요금 단가 적용 환산 2010. 12. ~ 2011. 2. 설치년월
10. 해태제과 청주공장 ※ 자료출처 : 해태제과 청주공장 오경록 팀장, 강종욱,043-266-1960(508), 010-5521-3374 설치장소 동력용 복합부하 유입식1000KVA 제품사양 2013. 8. 설치년월
6 1. 하이브리드 변압기 개발 배경 한국전력 발전5사와 협력연구개발 한전 송전계통 및 수용가의 수∙배전 설비 피해 증가 전동기 Cable 공진, 소음 과열, 손실 하이브리드 변압기 개발 배경 변압기 콘덴서 절연파괴, 과열, 소손 오동작, 통신장애, 수명단축 전자기기 통신기기 스위치 계전기 ▶ 비선형부하 & 분산형 전원증가 ⇒ 고조파 발생 증가 ☞ 전력품질 저하, 전력손실및송전소계전기의오동작으로 정전사고 발생 등
2. 하이브리드 변압기 개발 목표 고조파 : 유도장해 > 배전선로 주변 • 고조파 • 감쇄
저소음 고효율 변압기 아몰퍼스 고효율 변압기 KS 표준변압기 하이브리드 변압기 3. 변압기 발전 과정 • 특징:규소강판 • (방향성, 무방향성) • 기능:변압기능 • 특징:아몰퍼스 코어 • 기능:고효율 변압기 • (40% 미만 부하) • 특징:자구미세화 코어 • 기능:고효율 변압기 • (40% 이상 부하) • 특징 • : 자구미세화 코어 • + 2중 Zig-Zag Winding • 기능 : 고효율 + 전력개선
고효율 변압기 전력개선 7 1. 하이브리드 변압기 개요 복합기능변압기 에너지절감 6% 고조파 감쇄 불평형 개선 변압기자체손실 약 1.8% 감소 하이브리드 변압기 개요 하이브리드 변압기 (절감기능)
2. 하이브리드 변압기 기술 및 설치도 이중 ZIGZAG 권선 (6조의 다중권취법) • ♤ 설치 전 • ▶ 고조파, 불평형 • ⇒ 철손, 동손 증가 • ▶ 전력품질 저하 • ⇒ 설비효율 저하 ♠ 설치후 ▶ 전력품질 개선 ⇒고조파 : 최대 70% 감소, ⇒ 불평형: 최대 40% 개선 ☞ 전력손실 감소 ⇒ 에너지절감 6% 고조파 저감장치 기존 변압기 배 전 단 기존 변압기 배 전 단 하이브리드 변압기 제1부하 제1부하 불평형 개선장치 제2부하 제2부하 고조파 저감장치
3.‘이중 ZIG-ZAG 권선’외형도 및 벡터도 벡터도 ☞ Zig-zag권선을 6조의 다중 권취법으로 하되 각 상에서 정방향과 역방향의 권선비를 갖고, 권선은 U상(정방향)→W상(역방향)→U상 (정방향) 순으로 반복 권취되는 형태 ☞ 비선형 부하에 의해 발생된 고조파는 각 상 전류의 자속이 교번하는 과정에서 동차수의 고조파를 상호 상쇄시키는 기술원리. 외형도 ☞ 종래기술은 120°의 위상차를 갖고 있어 불평형에 의한 위상 변이 발생 ☞ Zig-zag권선은 종래기술에 비해 각상에서 30° 위상제어 권선을 함으로써 고조파에 의한 상불평형을 제어하는 설계구조 ☞ 또한 위상제어 권선으로 인한 위상각 보정 효과로 역률 향상효과를 나타냄
4. 신기술 제품의 적용 범용성 기존 Zig- Zag권선 신기술 2중 Zig- Zag권선 ♠특 징 : Zig-Zag권선이 상하의 수직결선 형태 ♠장점 : 영상분 고조파 및 기계력 감소 효과 ♠단 점 : 누설자속에 의한 손실, 5th, 7th, 11th 고조파 감쇄효과 미미함 ♠특 징 : Zig-Zag 권선이 평면의 수평결선 형태 ♠장점 ∙ 5th, 7th, 11th 고조파 감쇄효과향상 ∙ 상간 불평형 감소, 누설자속 감소 ♠단점 : 작업공정 및 제작기간 증가, 외형(원가)증대 제품 적용 범위 산업용 전기사용량 : 전체 사용량의 51% ☞ 산업용 동력부하 :5th, 7th, 9th,11th 고조파 다수 발생
5. 하이브리드 변압기 구조 고압 코일(High Voltage Winding) 알루미늄 도체를 이중으로 보강된 절연지와 함께 연속 디스크 방식으로 권선한 후 특수 제작된 금형 및 주형 설비를 이용하여 진공 상태에서 에폭시 수지를 주입함으로써 충격 전압에 대한 내력이 높습니다. 철심(Magnetic Core) Mitered 6 Step Lap Core 적층공법을 적용함으로써 무부하손실, 무부하전류 및 소음을 감소시켰습니다. 최신 진공주형 기술로 부분방전 수치가 낮습니다.(10pC 이하) 저압 코일(Low Voltage Winding) 알루미늄 도체를 진공 주형하거나에폭시 수지로 함침된 특수 절연지와 연속 권선한 후 경화로에서 경화 및 건조과정을 거칩니다. 또한 운전 시 단락전류로 인해 발생하는 단락 기계력에 견딜 수 있도록 견고하게 제작됩니다. Epoxy Resin이 진공상태에서 주형되므로 내습성, 내진성이 뛰어나고특수 처리된 Glass를 사용하여 기계적 강도가 우수합니다. 특수 마감처리로 코일 표면이 최적의 절연상태를 유지합니다. ⊙ 반도체나 콘덴서를 사용했던 기존의 전자식 방식과 달리 권선기술에 의한 기계식 제품으로 안정성과 내구성이 우수한 것이 특징 ▶ OEM방식으로 KP일렉트릭에서 제조하며, 이 회사에서효성변압기도 제조함.
규격시험 시험기관 한국전기연구원(KERI) 시험규격 고효율 에너지기자재 보급촉진에 관한 규정에 준함 시험제품 3상 1000kVA, 6.9kV/480V, △-Z 하이브리드 변압기
[주] 에너테크www.enerkeeper.com 서울/경기지사장 우권석010-4481-8890, 031-907-8009