463-835 경기도 성남시 분당구 야탑로 338(야탑동 191) T.(031) 724-6100(代) 등록일자 1976년 3월 18일·등록번호 서울 라 11267

www.kemc.co.kr

2015 08VOL. 483

특집•Post 2020 기후변화 대응을 위한 국가별 온실가스 감축계획 분석

Power Tech •DC링크 전압 평형을 고려한 멀티레벨 컨버터 제어

•Bus-bar의 연결 구조에 따른 부하개폐 스위치의 전자기력 특성

•전기자동차 충전설비 시공기준 제정 연구

전기정보 | 2015년 1월호 11

2015 08

등록일자 | 1976년 3월 18일

인 쇄 일 | 2015. 8. 5

발 행 일 | 2015. 8. 10

발 행 인 | 곽 기 영

발 행 처 | 한국전기공업협동조합

주 소 | 경기도 성남시 분당구 야탑로 338(야탑동 191)

Tel. (031)724-6100(代)

Fax. (031)704-8337

홈페이지 | www.kemc.co.kr

편집 및 광고문의 | 스마트앤컴퍼니(주)

Tel. (02)841-0017

Fax. (02)841-0584

인 쇄 처 | 우성사 (031)908-6226

본지는 한국간행물 윤리위원회의 윤리강령 및 실천요강을 준수합니다.

Electric Information

Contents

12 Interview- 소통 및 현장 경영 강화 … 소통하는 이사장 약속 실천- 백승도 전기조합 기술연구본부 본부장

16 KEMC News(조합 소식)

20 특 집 ost 2020 기후변화 대응을 위한 국가별 온실가스 감축계획 분석

세계 각국이 온실가스로 인한 이상기후로 몸살을 앓고있는 가운데 올 12월 파리에서 열리는 게 되는 제21차 파리 당사국 총회

(COP2)는 지난 1992년 리오데자네이루에서 최초 회의가 개최된 이래 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국 195개국 모두가 참여하여

2020년 이후의 글로벌 신 기후체제 합의문을 도출하는 마지막 총회로 예정되어 있다. 본고에서는 한전경제경영연구소 보고서를

토대로, 탈탄소 경제(Decarbonized economy) 달성을 위한 세계동향과 주요국 INDC 분석을 통해 주요국의 온실가스 감축전략을 파

악하고 기후변화 대응 방향성을 제시하고자 한다.

25 정 책 15층 이하 공동주택도 전문기관이 안전점검 실시

Power Tech26 DC링크 전압 평형을 고려한 멀티레벨 컨버터 제어

30 Bus-bar의 연결 구조에 따른 부하개폐 스위치의 전자기력 특성

33 전기자동차 충전설비 시공기준 제정 연구

38 Inside MarketIoT 표준 전쟁… IoT를 기준으로 산업 재편 촉발

42 컴퓨터 팁

윈도우 10, “미리 예약하고 무료 업그레이드 받으세요”

44 Technical Trends

전기차 확산의 장벽을 허무는 반도체 기술

46 Technical Series

수배전반 예방진단 및 관리기술

53 Product Feature.XT 기술 적용 IGBT5를 사용함으로써 더 높은 전력 가능

57 DIY/원격 전원제어만원에 아두이노로 만드는 원격 전원제어

65 News Brief포스코아이씨티, 태양광 풍력으로 섬 에너지 자급자족 실현한다

국내 최대 규모 ESS 통합 시험 설비 구축

한전, 제주서‘한국전기차 충전서비스(주)’본점 개소

한화그룹, 홍성군 죽도를 에너지자립섬으로 변신

전기자동차, IGBT 성장 불씨 당겨

폭발 위험 없는 배터리 나온다

12

소통 및 현장 경영 강화 … 소통하는 이사장 약속 실천

서울에서 제주까지 지역별 간담회 통해 지역협의회 구성

하반기 회원사 개별 방문 통해 현장 애로 청취 계획

소통하는 조합을 만들기 위한 곽기영 이사장의 행보가

지역 회원사의 마음을 움직이고 있다.

또 떠나갔던 조합 회원사가 재가입을 신청하고 있으며,

지역에서 활발히 민수 활동을 하고 있는 기업들도 조합의

문을 두드리고 있다.

지난 3월 치러진 선거에서 “현장과 소통하는 조합, ‘현장

과 소통하는 이사장이 되겠다”는 약속을 지키기 위한 첫

단추로 지역별 간담회를 통해 지역협의회 재건을 추진하고

있는 곽 이사장은 “지역 활성화가 전기조합이 과거의 영광

을 재현하는 불씨가 될 것”이라며 “사그러진 불씨를 지피

기 위한 불쏘시개 역할을 마다하지 않겠다”고 다짐했다.

5월 전북을 시작으로 6월 16일 오후 6시 서울, 6월 17일

오후 6시 인천, 6월 18일 경기(북부), 6월 22일 12시 경기

(동부), 6월 22일 오후 6시 경기(남부), 6월 23일 전북, 6

월 23일 오후 6시 대전·충남, 6월 24일 경기(서부), 6월

24일 오후 6시 대구·경북, 7월 6일 부산·울산·경남, 7

월 7일 12시 제주에 이어 7월 8일 12시 강원지역 간담회를

끝으로 지역별 간담회를 마무리 한 곽 이사장.

6월 초 전국적으로 메르스 감염으로 인해 지역별 간담회

를 잠정 중단했지만 조합 현안에 대한 설명 등 시간을 지

체할 수 없어 6월 16일 서울지역 간담회를 시작으로 하루

에 점심, 저녁으로 일정을 나눠 지역별 간담회를 진행했으

며 인천과 대구를 하루에 오가며 진행하는 강행군도 마다

치 않았다.

간담회에서 만난 지역 회원사들은 이구동성으로 “배수의

진을 치고 버티고 있다”는 말로 작금의 어려움을 표현하

고, 지역 회원사에게 좀 더 관심을 가져 달라고 당부했다.

곽 이사장은 “나부터 지역에 본사를 둔 지방 기업이다.

지역 회원사의 아픔을 누구보다도 더 잘 알고 있다. 지역

회원사 대표님들과 함께 동고동락하며 아픔을 함께 나누

고 기쁨도 함께 나눌 수 있도록 뛰겠다”고 약속했다.

지역별 간담회에 참석한 조합 회원사 대표들이 판로확

대를 가장 큰 어려움으로 꼽은 가운데 곽 이사장은 “소기

업·소상공인 우선구매제도가 조합원사의 가려운 곳을 긁

어 줄 수 있는 효자손이 될 수 있을 것으로 기대한다”며

“현재 조합에서 운영과 관련한 내용을 정비 중인만큼 조만

간 좋은 소식이 있을 것”이라고 답했다.

소기업·소상공인 우선구매제도는 상대적으로 영세한

소기업·소상공인들이 공공기관에 중소기업자 간 경쟁제

품으로 지정된 품목을 우선 공급할 수 있도록 물꼬를 터주

는 제도다.

중소기업기본법에서는 제조업을 기준으로 소기업을 종

업원 50인 미만, 소상공인은 10인 미만의 기업으로 각각

정의하고 있다.

곽 이사장은 “중소기업 사이에서도 공공조달시장에서 부

익부 빈익빈 현상이 갈수록 심화되고 있다. 특히 조달시장

에서 인증제품을 생산하는 중소기업과 그렇지 않은 중소

기업 간 수주 격차는 상당하다”고 우려하고 “조달시장에서

서울간담회 인천간담회 강원지역

Inte

rview

2015년 8월호 13

영세 소기업·소상공인의 수주 기회를 넓힐 수 있도록 제

도를 보완할 수 있는 방안을 마련하는데 주력하고 있다”고

설명했다.

지역별 간담회에 참석한 대구지역 한 업체 대표는 “같은

중소기업끼리라도 공공조달시장에서 수주 기회가 편중되

고 있는 만큼 중소기업 간 양극화를 해소하고 수주 기회를

균등하게 주기 위해 영세한 기업 제품을 우선 구매하도록

정책적인 배려가 절실하다”고 강조했다.

중소기업중앙회가 2006년부터 2010년 사이 조달청 나라

장터에서 중소기업 간 경쟁제품 공급내용 분석 결과에 따

르면 배전반과 계장제어장치 등의 경우 전체 계약금액 대

비 상위 3% 업체의 납품비율이 2006년 당시 16%에 불과

했지만 2010년에는 72%로 편중현상이 매우 심해진 것으

로 나타났다.

곽 이사장은 “과거 협동조합들의 주요 수익원이었던 단

체수의계약 제도가 조합원 간 물량 배정과 납품 비리 등의

부산지역제주지역

① 경기남부② 경기동부③ 경기북부④ 경기서부

⑤ 대구경북⑥ 대전충남⑦ 전북지역

① ②

④ ⑤

⑥ ⑦

③

14

문제로 폐지됐던 것처럼 소기업·소상공인 제품 우선구매

제도도 이 같은 전철을 되풀이하는 것 아니냐는 지적이 있

다”며 “조합에서 합리적인 제도 운영이 될 수 있도록 방안

을 준비하고 있지만 조합 회원사들도 과거와 같은 우를 범

하는 일이 절대로 있어서는 안 될 것”이라고 당부했다.

“현재 막바지 작업이 진행 중인 만큼 안이 마련된다면 지

역 협의회를 통해 상세히 설명을 할 수 있는 기회를 만들

것”이라는 곽 이사장은 “영세한 기업에 더 많은 혜택을 주

자는 취지인 만큼 규모가 있는 기업에서는 통큰 양보가 필

요하다. 십시일반으로 다 함께 갈 수 있도록 함께 동참해

달라”고 덧붙였다.

극심한 내수 침체와 지역 간담회를 통해 제기된 조합 회

원사의 다양한 역할 요구에 곽 이사장은 최근 조직 개편을

단행과 협동조합 최초 부설 기업연구소를 설립하는 등 과

감한 변신에 나섰다.

모두가 함께 가고, 모두가 필요로 하고, 모두가 발전·성장하

는 조합과 조합의 변화를 갈망하는 회원사들에게 보다 진정성

있게 다가가기 위한 첫 발걸음으로 경영본부, 사업본부, 기술

연구본부, 제품인증본부 등 4본부 6팀 1연구소로 체재를 개편

한 곽 이사장은 무엇보다 기술연구소에 큰 기대를 걸고 있다.

곽 이사장은 “협동조합 차원에서 부설 기술연구소를 설

립한 것은 반세기 협동조합 역사상 최초”라며 “기술개발에

목말라 하거나 기술이 있어도 투자를 하지 못하는 기업들

을 위해 조합에서 직접 기술개발을 주도하고, 개별기업의

좋은 아이디어를 수용해 서로가 함께 살아갈 수 있는 공존

공생의 기틀을 마련함으로써 회원사들에게 실질적인 도움

을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

특히 직접생산확인제도를 악용해 입찰만 보며 물량을 받

아가는 사례가 지역별로 빈번한데 대해 곽 이사장은 “땀흘

려 일하는 성실한 기업의 기회를 박탈하는 이 같은 행위는

묵과할 수 없다”고 목소리를 높이고 관리감독을 강화하는

방안을 모색하겠다고 밝혔다.

간담회를 통해 일각에서는 선거 직후 설립된 전기에너지

산업조합과 전임 이사장에 대해 이야기들이 나왔지만 곽

이사장은 “전기산업계가 양분되는 모양새에 안타까울 뿐

이다. 무엇이든 명분이 없으면 호소력이 없고, 호소력이

없으면 더 큰 목적을 달성할 수 없다. 할 말은 많지만 말을

아끼겠다. 진실은 언제나 승리하지 않냐”며 “시간은 조금

걸리겠지만 더디가도 조합원사에게 더 진정성 있게 다가

갈 것”이라고 말했다.

끝으로 곽 이사장은 “메르스 여파가 한창이던 시기에 지

역간담회를 진행했는데 200여 회원사에서 참여해 주셨다.

이 자리를 빌어 감사의 말씀을 드린다”고 “간담회에서 나

온 좋은 이야기가 조합 운영에 반영될 수 있도록 하며, 소

통하는 조합을 꼭 만들어 나가겠다”고 약속했다.

“기술연구개발에 있어 회원사 가려운 곳 긁어 주는 효자손 역할 할 터”

백승도 전기조합 기술연구본부 본부장

한국전기공업협동조합은 협동조합 가운데 국내 최초로 부설전기기술연구소를 설립, 지난 4일 초대 소장으로 백승

도 前 한국전력공사 경기본부장을 영입하며 중소기업 기술경쟁력 강화와 기술환경 자립에 나섰다.

고려대 전기공학과에서 박사 학위를 받았으며, 전기기술 분야에서 탁월한 연구업적을 지닌 전기분야 전문엔지니

어로 평가를 받고 있는 백승도 초대 전기기술연구소 소장을 만났다.

Inte

rview

2015년 8월호 15

▲ 취임을 축하드립니다.

감사합니다. 처음 제안을 받았을 때 전기조합에 대해서

는 어렴풋이 알고 있었지만 제가 어떤 역할을 할 수 있을

지 많이 고민을 했습니다. 한편으로는 제가 한전에 근무할

때 현재 한전 전력연구원의 전신인 전기시험연구소 연구

원으로 4년간 근무를 했었는데 그 때가 생각나기도 했습

니다. 곽기영 이사장님께서 구상하시는 전기기술연구소에

대한 설명을 듣고 부족한 능력이지만 제가 가진 달란트가

쓰일 수 있다면 그 또한 좋은 일이라 생각을 해서 결정을

내리게 됐습니다.

▲ 전기기술연구소의 활동 방향은 어떻게 됩니까?

중전기기 기술의 사업화 및 보급을 확산시키고, 중소·중견

기업 그리고 대기업간 역량강화를 위한 첨단기술을 공동으로

개발할 계획이며, 이를 위해 산·학과 연계해 수요업체가 요

구하는 신기술을 개발하고자 합니다.

우선 8월 10일경부터 전 조합원사에 인사의 말씀과 함께 기술

개발에 대한 전반적인 설문조사를 진행하고자 합니다.

설문조사 결과를 토대로 기술개발 애로사항 등에 대한 우

선순위를 정해 관련한 업무를 진행할 계획입니다.

기술개발과 함께 조합원사들의 기술진에 대해 현장기술

지도는 물론 기술개발 애로 요인, 기술개발 자금 조달 등

에 대한 자문도 함께 하고자 합니다.

앞으로 전기기술연구소가 제 자리를 잡게되면 조합원사

의 기존 실험장비활용을 극대화 하고 유사 연구소 등과 연

계해 기술을 개발하는 만큼 신속하게 현장 중심의 기술 개

발이 이뤄질 것으로 기대하고 있습니다.

▲ 수배전반, 변압기, 발전기, UPS, 금구류 등 다양한 품목의

기업이 회원사로 가입되어 있습니다. 기술개발에 있어 품목이

다양한 만큼 애로사항도 있을 것 같습니다.

한 분야가 아니라 여러 분야이기 때문에 방향성을 정하

는데 있어서 사실 많이 고민을 했습니다. 때문에 설문조

사를 통해 품목별로 기술개발 애로 사항 등에 대한 현안을

파악하고, 기술개발 요구에 대한 내용을 살펴보면서 방향

성을 잡고자 하는 것입니다.

품목별 맞춤형 연구개발로 기술에 대한 갈급함을 가지고

있는 회원사의 가려운 곳을 긁어 줄 수 있는 효자손이 되

겠습니다.

▲ 끝으로 회원사에 당부하고 싶은 말씀이 있으시다면?

먼저, 직접 찾아뵙고 인사를 드려야 하지만 이렇게 지면을

빌어 인사를 드리게 된 점 양해의 말씀을 드립니다.

초대 기술연구소 소장으로서 막중한 책임감을 느끼며,

한전 신입사원 시절 가졌던 긴장감을 한 순간도 놓치지 않

고 오직 조합 회원사를 위한, 조합회원사 기술연구소가 될

수 있도록 힘쓰겠습니다.

또, 회원사 대표님과 회원사 연구소 연구원들과 많은 대

화를 통해 소통하는 연구소 그리고 회원사와 함께 성장하

는 동반성장의 연구소로 자리매김할 수 있도록 최선을 다

하겠습니다.

조합 회원사 대표님들의 많은 조언 부탁드립니다. 감사

합니다.

2015년도 제3차 이사회 개최

금년도 제3차 이사회가 2015.7.21.(화) 우리조합 3층

중회의실에서 개최되었습니다. 재적이사 26명 중 이사

18명, 감사 배석 2명이 참석한 이번 이사회에서는 곽기

영 이사장의 공약사항을 이행하기 위하여 설치된 특별

위원회(위원장 이삼암)에서 조합의 영업활동과 조합원

에 대한 기술지원을 강화하기 위하여 마련한 각종 규정

개정(안)을 심의 의결한 결과 직제규정 개정(안)은 수정

가결 되었고, 나머지 업무분장, 위임 전결, 인사, 처무,

문서, 인장, 연봉제급여, 공동상표 운영 규정 개정(안)과

출자금 증좌 승인의 건은 원안 가결되었습니다. 이중 직

제규정은 조합의 직제를 현행 1본부 3팀에서 개술개발

역량을 강화하기 위하여 기술연구본부와 기술연구소를

신설하는 등 4본부 6팀 1소로 확대 개편하는 것으로 개

정 하였으며 이와 관련된 규정을 정비하였습니다.

조합 인사 발령 (2015. 8. 1.)

경영본부 상임고문 이승우

경영본부 본부장 박은수

경영본부 팀 장 김태현

경영본부 직 원 이준미

경영본부 계약직 백철기

경영본부 계약직 강정자

사업본부 본부장 이건우

사업본부 팀 장 이관형

사업본부 차 장 김종우

사업본부 차 장 전재영

기술연구본부 본부장 백승도

(기술연구소장 겸직)

기술연구본부 팀 장 김재수

기술연구본부 차 장 전석현

기술연구본부 직 원 오득호

제품인증본부 본부장 직무대행 최우정

제품인증본부 직 원 안호균

기술연구소 소장 백승도

기술연구소 직원 이소민

우수조달공동상표 활성화를 위한 의견수렴

중소기업중앙회에서는 2015. 7. 17.(금) 우수조달공동상

표 활성화를 위한 회의를 개최하여 관련 협·단체의 의견

을 수렴하였습니다. 동 제도는 관련 협·단체에서 자체적

으로 운영위원회를 조직하여 활동하여 왔으나 자체 조직

의 한계로 인하여 제도개선이나 홍보활동 등에 많은 제약

을 받을 수밖에 없었습니다. 앞으로 중소기업중앙회가 앞

장서서 동 제도의 발전을 위하여 적극적인 활동을 전개하

여 명실상부한 수의계약 제도로 정착시키겠다는 의지를

Kemc

News

16

천명하였으며 관련 협·단체도 적극적으로 동참하여 줄

것을 요청하였습니다.

2015년도 최고경영자세미나 일정 안내

2015년도 최고경영자세마나가 2015. 10. 14.(수) 〜 10.

16.(금)까지 2박3일 일정으로 강원도 정선군에 소재하고 있

는 강원랜드 컨벤션호텔에서 개최하게 되었습니다. 연례적

으로 제주도에서 실시하였으나 대부분의 조합원사가 지역

을 다변화 할 경우 신선한 느낌을 받을 수 있고 교통편 마련

도 편리함은 물론 저렴한 비용으로 다양한 행사 내용을 구

성할 수 있다는 사유로 육지에서 개최할 것을 건의하여 금

년 최고경영자세미나 행사는 육지에서 개최하기로 확정하

였습니다. 강의는 정책과 건강, 금융 분야에서 우리나라 최

고 권위자를 초청하여 알찬 내용으로 구성하였으며 문화체

험활동은 다양한 역사적 배경을 간직한 관광명소와 태백산

의 정기를 이어받아 수려한 경관을 자랑하는 등산코스, 최

고의 시설을 갖추고 있는 골프장을 예약하여 그동안 쌓인

스트레스를 말끔히 날려버릴 수 있도록 구성하였으니 많이

참석하여 행사를 빛내주시기 바랍니다. 또한 2일째 만찬에

는 SBS악단의 연주와 가무가 펼쳐질 예정이오니 기대하여

주시기 바랍니다.

알아두면 유용한 생활 상식

* 열대야에 숙면을 위한 10계명

① 항상 일정한 시간에 기상하여 활동함으로써 뇌 속의 생체

시계가 정상적으로 움직이도록 한다.

② 졸릴 때만 잠을 청한다.

③ 낮잠을 피하고 평소 취침하는 시간 외에는 눕지 않는다.

④ 규칙적 운동을 해준다.

⑤ 식사시간을 일정하게 맞추는 것이 좋고, 저녁에는 과식을

하지 않는 것이 좋다.

⑥ 저녁 시간에는 흥분을 피하고 편안한 상태를 유지하고,

공포 영화 같은 것은 피하는 것이 좋다.

⑦ 카페인이 함유된 음료, 담배, 흥분제 등도 도움이 되지

않는다.

⑧ 과식하지 않는 것도 중요하지만 너무 배가 고파 잠을 이룰

수 없는 때는 우유 한 잔과 가벼운 군것질이 도움이 될 수

있다.

⑨ 잠이 안 올 때에는 책을 읽는 등 다른 일을 하도록 한다.

⑩ 카페인이 든 커피, 홍차, 초콜릿, 콜라, 담배는 각성효과가

있어서 수면을 방해하므로 저녁시간에는 피해야 한다.

한국전력공사, 2015년도 배전용변압기 입찰공고

지난 7월 28일 한국전력공사에서 2015년 배전용 변압

기 단가계약을 위한 입찰공고가 있었습니다. 일반형주상

변압기 외 3개 품목에 추정수량 42,392대 추정금액 623

억원으로 발주되었으며, 계약건별로 입찰신청마감일은

8월 12일에서 13일까지이고 입찰마감일은 8월 13일에서

14일까지입니다. 우리조합에서는 8월 4일까지 한전에

등록된 조합원사로부터 위임장을 제출받아 공동수주에

나설 예정입니다.

2015년 8월호 17

입찰공고 내용 (단위 : 천원, VAT 별도)

품명 추정수량 추정가격 신청마감

1 일반형 주상변압기(부착형) 4,357 4,269,860 08/12

2 일반형 주상변압기(부착형) 4,357 4,269,860 08/12

3 일반형 주상변압기(부착형) 4,354 5,486,040 08/12

4 일반형 주상변압기(부착형) 4,354 5,486,040 08/12

5 일반형 주상변압기(부착형) 4,355 5,487,300 08/12

6 일반형 주상변압기(부착형) 3,567 5,257,758 08/12

7 일반형 주상변압기(부착형) 3,567 5,257,758 08/12

8 일반형 주상변압기(부착형) 3,568 5,259,232 08/13

9 일반형 주상변압기(부착형) 3,542 6,138,286 08/13

10 Compact형 주상변압기 3,282 4,634,310 08/13

11 Compact형 주상변압기 2,535 5,381,040 08/13

12 일반형 지상변압기 20 80,080 08/13

13 일반형 지상변압기 284 2,590,471 08/13

14 부하개폐형 지상변압기 250 2,740,000 08/13

합 계 42,392 62,338,035

2015년 하반기 회비 납부 안내

2015년 하반기 조합회비를 납부하여 주시기 바랍니다.

•중소기업 : 300,000원

•대 기 업 : 720,000원

•납부계좌 : 중소기업은행 076-002690-01-014

예금주 : 한국전기공업협동조합

• 2012년과 2013년, 2014년 회비를 미납하신 조합원은

함께 납부하여 주시기 바랍니다.

동호회 동향

* 혹서기로 인하여 골프회는 쉽니다.

* 산악회는 한국전기산업진흥회 산악회와 연합하여

2015. 8. 15.(토)에 레프팅을 할 예정이며, 자세한 사

항은 추후 조합홈페이지에 공지할 예정이오니 참조하시

기 바랍니다. 조합원사의 많은 참여 부탁드립니다.

삼가 고인의 명복을 빕니다

* 전기조합 제13대 배수억 이사장 별세(07/14(화))

* (주)피닉스 김정민 대표이사 빙부상(07/29(수))

2015년 7월 공동판매 사업 계약(발주) 현황

18

Kemc

News

품목 건수 금액(VAT별도)

배전반 2 68,689

무정전전원장치 2 3,816

합계 4 72,505

품목 발주수량(대) 발주금액(VAT별도)

일반형주상(미부착형) 310 359,768,330

일반형주상(부착형) 1,349 1,431,217,478

컴팩트형주상 996 1,671,070,692

아몰퍼스주상 520 421,265,800

내염형주상(스테인레스) 70 105,726,400

내염형주상(아연피막) 20 26,052,660

일반형지상 186 1,574,666,159

슬림형지상 86 1,159,565,116

부하개폐형지상 20 203,633,520

합계 3,557 6,952,966,155

품목 건수 금액(VAT별도)

충전장치 2 26,071

합계 2 26,071

다수공급자계약(단위 : 천원)

품목 건수 금액(VAT별도)

폐쇄형배전반 2 57,245

전동기제어반 1 35,780

몰드변압기 1 38,005

합계 4 131,030

조합추천 소액수의 계약(단위 : 천원)

중소기업자간 경쟁 입찰(한국전력공사 변압기)(단위 : 천원)

중소기업자간 경쟁 입찰(한국전력공사 충전장치)(단위 : 천원)

품목 건수 금액(VAT별도)

분전반 3 818,603

배전반 1 170,727

합계 4 989,330

우수조달 공동상표 계약(단위 : 천원)

2015년 8월호 19

신규가입 조합원

업체명 대표자 주생산품 소재지 가입일

이테크(주) 김석호 수배전반 경기도 파주시 교하로 505번길 29-34 2015. 7. 6.

(주)신영엔지니어링 김복식 수배전반 전남 광양시 옥곡면 옥진로 363 2015. 7. 9.

(주)세니온 이동률 수배전반 서울시 영등포구 당산로2길 12(문래동3가, 에이스테크노타워)208호 2015. 7. 10.

대연시스템(주) 김순태 기타 경기도 화성시 양감면 송말길 30-10 2015. 7. 15.

동서산전(주) 최수정 수배전반 경기도 화성시 향남읍 발안공단로 50 2015. 7. 16.

(주)디에코에너지 유인택 발전기 경기도 용인시 처인구 양지면 송주로 261 2015. 7. 17.

청호전기(주) 이영동 수배전반 부산시 강서구 미음산단6로33 2015. 7. 23.

(주)미주파워텍 김명애 변압기 경기도 안산시 단원구 엠티브이12로22번길 26 2015. 7. 24.

조합원 변동 사항

업체명 현대표자 변동 사항 변경 전 변경 후 변경일 주생산품

삼덕전기(주) 고명자 상호명 영남전기(주) 삼덕전기(주) 2015. 7. 9. 수배전반

(주)세강엔지니어링 공희숙 소재지전남 화순군 도곡면 도곡농공길 12-2

전남 화순군 도곡면 도곡농공길 11-2

2015. 7. 6. 수배전반

우성기연(주) 백태상 법인전환 우성기연 우성기연(주) 2015. 7. 6. 수배전반

6월 이사장, 전무이사 참여 행사

주 최 행사일 내 용

전기조합

7/6(월) 경남부산울산 지역간담회

7/7(화) 제주지역간담회

7/8(수) 강원지역간담회

7/21(화) 제3차 이사회

대한전기학회 7/14(화)~16(금) 2015 하계학술대회

첨단기기산업분과위원회 7/15(수) 첨단기기산업분과위원회 회의

단체표장사업추진위원회 7/21(화) 우수조달 공동상표 물품지정제도 관련 회의

전기공업신문 7/28(화) 대한민국 녹색성장 학생생활 발명대회 시상식

중소기업중앙회

7/2(목)~4(토) 2015 중소기업 리더스 포럼

7/9(목) 제2차 국제통상위원회 회의

7/14(화) 중소기업뉴스 창간 50주년 기념식

업체명 대표자 주생산품 가입일 탈퇴일

피엠시에스지(주) 강춘식 수배전반 2009. 9. 10. 2015. 7. 21.

탈퇴 조합원

탈탄소화(Decarbonization)와 글로벌 신기후체제 출범

지금과 같은 추세의 지속적인 지구 온난화는 인류생존

에 심각한 위협으로 인식되고 있다. 이런 추세가 지속되면

2100년에는 해수면 63cm 상승, 평균기온 3.7℃ 증가가

예상된다. 따라서 국제사회는 기후변화에 대응하여 인류

의 생존을 보장할 수 있는 범세계적인 목표를 설정하고 추

진해야 한다는 필요성에 공감하고 있다.

2010년 칸쿤에서 개최된 COP16에서는 인류의 지속가능

한 발전을 위해 2100년까지 지구의 평균온도 상승을 산업

화 이전 대비 2℃내로 억제해야 한다는 목표를 설정하였

으며, 이를 위해서는 즉시 온실가스 순배출을 ’0’로 만드는

탈탄소화를 추진할 것을 요구하였다.

미국과 EU의 CO2 배출량 비율은 100년 사이 50%이상

감소하였지만, 개도국과 미개발국 모두가 참여하지 않은

선진국 중심의 교토체제는 전 세계 기후변화 대응에 한계

점을 노출하고 있어, 개도국과 미개발국을 포괄하는 새로

운 기후체제의 필요성이 대두되었다.

현재 세계는 교토체제 이후의 글로벌 신기후체제 출범

을 준비하고 있다. ’13년 COP19에서 유엔기후변화협약

(UNFCCC) 당사국 195국은 ’15.10.1일까지 INDC를 제출

하기로 합의하였으며, 각국의 INDC를 바탕으로 제21차

파리 당사국 총회(COP21, ’15.12월)에서 '20년 이후의 글

로벌 신기후체제 합의문을 도출할 예정이다.

주요국의 INDC(온실가스감축계획) 분석

지금까지 UNFCCC 당사국 195개국 중 25%인 총 48개

국이 INDC를 제출하였는데, 이들 국가를 분류해보면, 34

개 OECD 회원국 중 28국, G-7 7개국, G-20국 중 11개

20

특 집

Post 2020 기후변화 대응을 위한 국가별 온실가스 감축계획 분석

[그림 1] 지역별 이산화탄소 배출량 변화

* 출처 : World Energy Outlook Special Report: Energy and Climate Change(IEA, ’15. 6)

국이다.

48개국의 CO2 배출량은 전 세계 총 배출량의 70% 수준

(2013년 기준)이며, 선진국 혹은 온실가스 다 배출 국가들

의 우선적 감축목표 제출로 다른 미제출국가들의 목표설

정 가이드라인으로 작용할 것으로 예상된다.

미국

미국은 ’25년까지 온실가스 배출량을 ’05년 대비

26~28% 감축한다는 목표를 제출하였다. 이 수치는

COP15에서 밝힌 ’20년까지 ’05년 대비 17% 감축보다 강

화된 것으로, 구체적으로는 천연가스와 신재생에너지원

확대를 통해 발전부문의 CO2 감축에 중점을 두고, 강력한

2015년 8월호 21

세계 각국이 온실가스로 인한 이상기후로 몸살을 앓고있는 가운데 올 12월 파리에서 열리는 제21차

파리 당사국 총회(COP2)는 지난 1992년 리오데자네이루에서 최초 회의가 개최된 이래 유엔기후변화협약

(UNFCCC) 당사국 195개국 모두가 참여하여 2020년 이후의 글로벌 신 기후체제 합의문을 도출하는 마지

막 총회로 예정되어 있다. 본고에서는 한전경제경영연구소 보고서를 토대로, 탈탄소 경제(Decarbonized

economy) 달성을 위한 세계동향과 주요국 INDC 분석을 통해 주요국의 온실가스 감축전략을 파악하고 기

후변화 대응 방향성을 제시하고자 한다.

[표 1] Post 2020 신기후체제 추진경과

COP17 (2011, 더반)

교토체제(〜2020)후속 신기후체제* 합의

*선진국 주도의 교토의정서와 달리 190여개 모든 당사국에

적용되는 새로운 체제

COP19 (2013, 바르샤바)

2020년 이후 국가별 기여방안(INDC) ’15년까지 제출 합의

COP20 (2014, 리마)

INDC 작성지침 구체화 ① 제출정보 ② 기여원칙 ③ 감축목표 ④ 제출절차

[그림 2] 미국의 INDC 온실가스 감축 시나리오 [그림 3] EU의 INDC 온실가스 감축 경로

* 출처 : World Energy Outlook Special Report: Energy and Climate Change(IEA, ’15. 6)* 출처 : World Energy Outlook Special Report: Energy and Climate Change(IEA, ’15. 6)

각국 INDC를 바탕으로 COP21에서 신기후체제 합의문 도출 예정

22

연비기준과 대체연료 사용으로 수송부문에서 310백만톤을

감축한다는 것이다.

EU

EU는 ’30년까지 ’90년 온실가스 배출량 대비 최소 40%

감축을 목표로 하는 INDC를 제출하였다. EU는 신재생 확

대로 수입에너지 의존도를 줄임으로써 에너지안보 강화와

비용절감에 중점을 두고 있다. EU는 지난 20여 년간 온실

가스 배출이 감소추세를 보이고 있으며, 최근 경제성장과

는 Decoupling 현상을 나타내고 있다. 현재의 에너지 관

련 정책시행만으로도 ’30년 목표달성이 가능할 것으로 예

상되고 있다.

그러나 기존 목표에는 포함되지 않았던 LULUCF(Land

Use, Land-use Change, Forestry, 인간에 의한 토지사

용, 토지사용변경 및 임업활동으로 인해 발생하는 온실가

스 배출과 감소를 담당하는 온실가스 인벤토리 부문)가 금

번 계획에 포함되어 야심적(ambitious)이어야 한다는 기

여원칙에 부합하지 않다는 지적이 대두되고 있다.

중국

중국은 ’30년까지 GDP단위당 온실가스 배출량을 ’05년

대비 60~65% 감축한다는 목표를 제출하였다. 이를 위해

비화석 에너지 소비량을 20%로 상향하고, 산림 면적은 45

억㎡ 확대하는 한편, 단위당 배출량 감축목표 설정으로 경

제성장에 미치는 피해는 최소화하며 정부의 정책시행으로

전 세계 신재생에너지 시장을 주도한다는 계획이다. ’14.11

월 미국과의 공동 발표에 이어 기존 국제사회 질서에의 편

입을 통해 영향력을 확대하려는 중국정부의 전략이 내포

되어 있다.

[그림 6] 10년 배출량 대비 감축률 [그림 7] 10년 대비 온실가스 집약도 감축률

* 출처 : How Ambitious Are the Post-2020 Targets?(Bloomberg New Energy FInance(BNEF), ’15.7) * 출처 : How Ambitious Are the Post-2020 Targets?(Bloomberg New Energy FInance(BNEF), ’15.7)

[그림 4] 중국의 1차 에너지 믹스

(에너지효율: 제품 1단위를 생산하는데 소비되는 에너지수준. 수치가 낮을수록 높은 효율을 의미함)

[그림 5] 주요업종 국가별 에너지 효율 비교

* 출처 : Bloomberg New Energy FInance(BNEF), '15. 7 및 전국경제인연합회* 출처 : Bloomberg New Energy FInance(BNEF), ’15. 7 및 전국경제인연합회

특 집

2015년 8월호 23

한국

한국은 ’30년 BAU대비 37%(국내 25.7%와 해외 11.3%)

감축한다는 목표를 설정하고 있다. 이로 인한 산업계의 부

담 최소화를 위해 온실가스 감축률(산업공정 포함)을 부문

BAU의 12% 수준을 초과하지 않도록 배려하고 있다. 현실

적으로 기존의 목표(’20년 BAU 대비 30% 감축) 및 INDC

목표 달성에는 상당한 어려움이 따를 것으로 예상된다.

한국은 주요국 대비 제조업의 비중이 높으며(’13년 현재

31%), 철강. 석유화학 등 에너지다소비업종의 에너지 효

율은 OECD 최고수준으로 추가감축에 한계가 있다.

위와 같이 각국의 감축목표는 기준년도, 목표연도 및 감

축방식이 상이해 동일한 기준에서 목표를 비교하는 것이

필요하다.

먼저 ’10년 배출량 대비 감축률을 비교해 보면, EU가

32% 감축으로 최고 수준이었고, 한국은 글로벌 벤치마크

수준인 21% 감축 수준이고, 중국과 러시아는 각각 58%,

60% 증가하는 것으로 분석되고 있다. 참고로, 글로별 벤

치마크 수준이란 2℃ 기온억제를 위해 전 세계는 ’50년까

지 온실가스 배출량 50% 감축이 필요한 것으로 분석. 이

를 위해 전 세계는 ’10년 온실가스 배출량 대비 21% 감축

해야 하는데 이 수치는 한국의 감축 목표와 같다.

또한 ’10년 대비 온실가스 집약도 감축률을 비교해 보면,

한국은 53%로 중국과 함께 글로벌 벤치마크(49%)를 넘는

세계 최고 수준이다. 중국이 54%로 가장 높았으며, 러시

아는 유일하게 12% 증가하는 것으로 분석되었다.

’30년 BAU대비 온실가스 감축비율은 한국이 28%로 최

고 수준이었고, 온실가스 배출량이 감소하고 있는 EU의

경우 INDC에 제시한 ’30년 목표 배출량은 BAU보다 5%

더 많은 것으로 나타났다. 한국과 중국을 제외한 주요 국

가들은 ’50년까지의 장기 감축목표 설정 후 목표달성을 위

한 연장선상에서 INDC를 제출했다.

감축 목표 달성 방안 분석 결과

제출된 감축 목표는 에너지효율 향상, 저탄소 발전, 연료

전환을 통해 달성한다는 계획이다. 즉, 차량의 연비기준

을 강화하고, 신재생에너지원의 확대 및 CCS 활용, 수송.

건물용 연료의 저탄소화 등을 목표달성 주요수단으로 활

용한다는 것이다.

그러나 산업부문과 화물부문의 감축계획은 구체화되어

있지 않아, 이 분야에 대한 감축방안은 향후 각국의 주요

관심사로 떠오를 전망이다.

현재까지의 주요국이 제출한 INDC로는 2℃ 목표달성에

는 미흡한 것으로 평가되고 있다.

결론

본 분석 보고서를 보면 한국은 다른 주요국과 달리 ’50년

장기목표가 부재한 것으로 나타났다. 따라서 이해당사자

들의 입장과 국가의 비전을 반영한 장기 온실가스 감축목

표 설정과 일관된 정책 추진이 필요하다.

그러나 한국은 INDC를 제출한 주요국 중 ’30년 BAU 대

비 최고 수준의 온실가스 감축목표를 제시한 만큼 신재생

에너지원 확대, 마이크로그리드, ESS 등 에너지신산업 활

[그림 8] 10년 배출량 대비 감축률

국가명 기준년도 목 표

미국 2005년 83% 감축

EU 1990년 80 〜95% 감축

일본 2005년 80% 감축

러시아 1990년 50% 감축

캐나다 2006년 60 〜70% 감축

한국 없음 없음

[표 2] 10년 대비 온실가스 집약도 감축률

* 출처 : How Ambitious Are the Post-2020 Targets?(Bloomberg New Energy FInance(BNEF), ’15.7) * 출처 : How Ambitious Are the Post-2020 Targets?(Bloomberg New Energy FInance(BNEF), ’15.7)

24

성화를 통해 전력부분의 신성장 동력 확보 기회로 활용해

나갈 전략이 필요하다.

또한 온실가스 감축계획을 뒷받침하는 합리적 전기 요금

체계 수립 및 온실가스 감축기술에 대한 장기적인 투자가

있어야 할 것이다.

특 집

• KEMRI 전력경제 Review 15-29호

• SDSN&IDDRI, Pathways to deep decarbonization, 2014. 9

• IEA, World Energy Outlook Special Report 2015: Energy and

Climate Change, 2015

• World Bank, Decarbaonizing Development: Three Steps to a

Zero-Carbon Future, 2015

• CAT, Climate Action Tracker Policy brief: G7+EU INDSs:some

improvements, but a large emissions gap remains, 2015. 6

• BNEF, How Ambitious Are the Post-2020 Targets?, 2015. 7

• http://climatesactionatracker.org/countries.html

• http://newsroom.unfccc.int/paris/

참고문헌

참고 : 48개국 INDC 개요

국가 목표연도 기준연도 감축목표 제출일 해외시장

스위스 2030 1990 50% 감축 2015. 2. 27 ◯

EU(28개국) 2030 1990 40% 감축 2015. 3. 6 ×

노르웨이 2030 1990 40% 감축 2015. 3. 27 ◯

멕시코 2030 BAU 22% 감축 2015. 3. 30 ◯

미국 2025 2005 26~28% 감축 2015. 3. 31 ×

가봉 2005 2000 50% 감축 2015. 4. 1 ×

러시아 2030 1990 25~30% 감축 2015. 4. 1 –

리히턴슈타인 2030 1990 40% 감축 2015. 4. 23 ◯

안도라 2030 BAU 37% 감축 2015. 4. 30 ×

캐나다 2030 2005 30% 감축 2015. 5. 15 ◯

모로코 2030 BAU 13% 감축 2015. 6. 5 ◯

에티오피아 2030 BAU 64% 감축 2015. 6. 10 ◯

세르비아 2030 1990 9.8% 감축 2015. 6. 30 –

아이슬란드 2030 1990 40% 감축 2015. 6. 30 –

중국 2030 2005 60-65% 감축(배출량/GDP) 2015. 6. 30 –

한국 2030 BAU 37% 감축 2015. 6. 30 ◯

싱가폴 2030 2005 36% 감축(KgCO2e/S$) 2015. 7. 3 ◯

뉴질랜드 2030 2005 30% 감축 2015. 7. 7 ◯

일본 2030 2013 26% 감축 2015. 7. 17 ◯

마샬군도 2025 2010 32% 감축 2015. 7. 21 ×

케냐 2030 BAU 30% 감축 2015. 7. 24 ◯

2015년 8월호 25

정 책

15층 이하 공동주택도 전문기관이 안전점검 실시주택법 시행령 및 시행규칙 개정안, 8월 7일 입법예고

국토교통부는 지난 7월 24일 공포된 「주택법」 일부개정

법률(공포 6개월 후 시행)에서 위임한 “15층 이하 공동주

택에 대한 안전점검 강화 대상 요건”, “부당한 광고 등을

한 사업주체에 대한 행정처분 기준” 등을 정하고, 공동주

택 동별 대표자 임기의 중임제한을 완화하는 등 그 동안

운영 과정에서 나타난 일부 미비점을 개선하는 내용을 담

은 주택법 시행령 및 시행규칙 개정안을 마련하여 8월 7일

(금)부터 40일간 입법예고한다고 밝혔다. 개정안의 주요

내용(세부내용은 붙임 참조)은 다음과 같다.

15층 이하 공동주택에 대한 안전점검 강화 대상 요건 마

련 의무관리 대상인 15층 이하 공동주택(관리주체가 반

기마다 실시)으로서 사용검사일부터 30년이 경과되었

거나 「시설물의 안전관리에 관한 특별법」상 안전등급이

C·D·E 등급에 해당하는 경우에도 16층 이상의 경우와

같이 전문기관 등의 안전점검 대상에 포함(’16.1.25부터

시행) 부당한 광고 등을 한 사업주체에 대한 행정처분 기

준 마련 주택공급 시 부당한 표시·광고를 하거나 계약 내

용 설명의무를 위반한 사업주체에 대하여 입주자의 피해

를 보다 실효적으로 방지하기 위해 영업정지 등 행정처분

을 부과할 수 있도록 세부 기준 마련(’16.1.25부터 시행)

주택조합설립 인가 신청에 필요한 동의율 등을 법률로 상

향하여 규정함에 따른 조문 정비 등 국민의 재산권을 보호

하고 국가정책의 예측가능성 제고를 위해 주택조합설립인

가 신청 시 동의율 등을 대통령령에서 법률로 상향 규정

함에 따라 인용조문 및 자구 등을 정비(’16.1.25부터 시행)

공동주택 동별 대표자 임기 중임제한 완화 중임제한*을

유지하되, 500세대 미만 공동주택 단지에 한하여 2회이상

선출공고에도 후보자가 없는 경우, 해당 선거구 입주자등

의 2/3이상 동의시 예외(공포하는 날부터 시행) * 동대표

임기는 2년으로 하되 한번만 중임(주택단지 안에서 2년 2

회, 최대 4년)

1. 서론

신재생 에너지원의 분산전원 시스템 구성이 증가함에 따

라 단위역률의 고조파 전류기준에 부합되는 출력전류를

만들기 용이한 인버터가 요구되고 있다[1]. 기존의 계통연

계형 인버터는 2레벨 전압형 인버터를 사용했었으나 이

는 정현파에 가까운 출력 전압을 발생시키기 위하여 고주

파 스위칭을 필요로 하기 때문에 그로 인한 스위칭 손실과

THD가 크다.

멀티레벨 인버터는 전압의 레벨이 증가할수록, 출력전압

은 더 많은 스텝을 갖게 되고 출력전류는 낮은 총고조파

왜율(THD, Total Harmonic Distortion)을 갖는다. 낮은

스위칭 주파수로 스위칭이 가능하기 때문에 스위칭 손실

이 줄고, 효율이 증가한다. 각각 스위치에 걸리는 스트레

스도 기존 인버터보다 적으므로 높은 신뢰도를 기대할 수

있다[2-3].

본 논문에서는 직렬 연결된 2개의 커패시터로 구성되는

DC링크단에 스위치를 가지는 H-브리지 멀티레벨 인버터

를 구동한다. 사용된 인버터는 전력소자를 줄임으로써 구

성이 간단하여 기존 NPC형 멀티레벨 인버터에 비해 경제

적인 모델이며, 스위칭 손실이 줄어서 효율이 향상되는 특

징이 있다. 제안한 PWM 스위칭 패턴은 DC링크 스

위치에 대한 PWM 신호를 발생하기 위해 2개의 반송파를

사용하였으며 이로 인해 기존에 제안한 제어의 시퀀스보

다 스위치 패턴의 변동을 적게 하여 고조파 특성을 개선시

키려 하였다. 또한 DC링크 커패시터의 전압 불균형도 같

이 고려한 스위칭이 인버터의 성능을 보장하는지 확인하

였다.

2. 본론

2.1 멀티레벨 인버터의 구조

그림 1은 구동하는 멀티레벨 인버터의 구성을 보여준다.

멀티레벨 인버터는 H-브리지 인버터와 DC링크단과 직렬

로 연결된 2개의 능동 스위치, 그리고 DC링크단과 교차하

여 연결되는 2개의 다이오드로 구성된다. DC링크 커패시

Power Tech Ⅰ

DC링크 전압 평형을 고려한 멀티레벨 컨버터 제어

최윤걸*, 최원식* , 박기현** , 박현철* , 김기목***

(포항공과대학교*, 포항가속기연구소**, POSCO ICT***)

26

[표 1] 셀당 필요로 하는 소자의 수 비교

스위칭 소자 능동소자 수동소자 도통소자

적용된 멀티레벨 인버터

1 6 2 4

기존 NPC형 인버터

2 8 4 4

터의 중성점은 직렬로 연결된 2개의 다이오드의 중간점에

연결된다. DC링크 스위치의 스위칭 전압은 Vdc/2이고,

스위칭 주파수는 캐리어 신호의 주파수와 같다. 반면에

H-브리지 스위치의 스위칭 전압은 Vdc이고, 기준파 신호

의 한 사이클 동안 한번 스위칭한다.

Stack을 직렬로 쌓아 4n+1 레벨로 확장할 수 있다.

정상 상태 시에 DC링크 스위치 T1, T2에 걸리는 최

대 전압은 Vdc/2, -Vdc/2 그리고 H-브리지 스위치

S1, S2, S3, S4에 걸리는 전압은 nVdc, -nVdc (n은

Stack의 개수) 로 그 크기가 상이하게 다르므로 저용량 시

스템에 인버터를 운용할 시 MOSFET와 IGBT 같은 조합

이 가능하고 대용량 시스템에 경우는 IGBT와 GTO 같은

조합도 가능하다.

2.2 제안된 변조 방식

멀티레벨 인버터를 구동하는 동안에 중요한 것은 레벨을

생성하는 각 DC링크 커패시터 전압의 균형을 맞추는 것이

다. 구동하는 멀티레벨 인버터의 DC링크 커패시터 전압이

각각 Vdc/2 로 평형을 계속 유지해야 하나의 Stack에서

이 전압을 이용하여 Vdc, Vdc/2, 0, -Vdc/2, -Vdc의 5

레벨 인버터의 안정적인 구동이 가능하다. 제안된 변조 방

식은 캐리어 신호들의 크기를 정현파 반주기마다 바꿔줌

으로써 스위치 T1 과 T2 의 도통시간을 평균적으로 같게

만든다. 이로 인해 커패시터 C1과 C2에 충방전 시간도 평

균적으로 동일하게 되어 DC링크 커패시터 전압 평형을 이

뤄낸다. 또한 제어 방식은 완벽하게 대칭적인 스위칭 시퀀

스로 구성이 되기 때문에 기존에 T1, T2를 실시간으로 상

보 스위칭하여 전압 평형을 이뤄내는 알고리즘보다 더 안

정적이고 좋은 고조파 특성을 기대할 수 있다. 표 2는 하

나에 Stack을 가진 인버터의 스위칭 상태에 따른 출력 전

압을 나타낸다. 1은 스위치의 도통상태, 0은 차단 상태를

말한다.

스위칭 상태에 따라 5레벨의 출력 전압에 총 8가지 패턴

이 존재한다. 각 패턴에 따라 DC링크 커패시터에 충전과

방전동작이 상이하게 달라지므로 인버터 운용시에 정확한

duty의 분배가 필요하다. 제안된 변조 방식은 5가지 패턴

만을 이용하여 평균적으로 같은 duty를 스위치에 분배한

다. 그림 2는 제안된 PWM 기법의 한 주기 동안의 동작을

나타낸다.

DC링크단에 스위치를 설치한 H-브리지 멀티레벨 형태의 인버터에 적용되는 새로운 제어 방식을 제안한

다. 제안된 방식은 기존에 PD, POD, APOD 변조기법 중에서 POD 변조기법을 기반으로 하여 정류된 정현

파 형태의 기준파 하나와 삼각파 형태의 두 개의 반송파 신호로 컨버터를 제어하는 새로운 PWM 방식이다.

DC링크 커패시터 전압의 균형을 위한 복잡한 스위치 제어 알고리즘과 시퀀스를 비교적 간단히 구현할 수

있으며 분산 전원시스템에 적용하기 용이한 장점이 있다. 제안된 변조방식의 타당성을 시뮬레이션과 실험

을 통하여 확인하였다.

2015년 8월호 27

[그림 1] DC 링크 스위치를 가진 멀티레벨 인버터

2.3 실험 결과

실험에 사용된 제어보드는 TI사의 DSP 28335로 제작하

여 사용하였고 2개의 Stack으로 9레벨 인버터를 만들어

구동하였다. 출력단의 부하저항은 50 [Ohm]을 사용했고

기존 상용전압에 비하여 출력전압의 스케일을 줄여 제어

법의 타당성만을 간략하게 확인하였다. 나머지 파라미터

들은 표 3과 같다.

그림 3은 실험 결과 파형이며 (a)는 출력 전압과 전류 파

형을 나타낸다. (b)는 Stack 1의 DC link 커패시터 C1,

C2의 전압을 보여주며 15V의 크기로 평형을 잘 이루고 있

다. C1, C2 전압의 리플은 2% 그리고 C3, C4 전압은 리

플이 0.0042%로 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 기존

에 기준파 주기 교대 스위칭 기법 적용 시에 커패시터 전

압의 리플이 10% 정도였고 반송파 주기 교대 스위칭 기법

적용시가 0.05% 인 것을 고려하면 인버터의 출력 전압에

큰 영향을 미치지 않는 범위의 리플이 나타남을 알 수 있

다. 안정된 커패시터 전압이 안정적인 9레벨 출력전압을

만들면서 출력 전류 또한 완벽한 정현파에 가깝게 출력되

었다.

실험 출력파형이 시뮬레이션으로 확인한 결과와 거의 일

치함을 확인할 수 있었다. 모든 실험 결과 파형들의 측정은

Tektronix사의 TDS-7104 오실로스코프를 사용하였다.

그림 4는 출력 전류의 THD를 파워미터로 측정하고 FFT

분석결과로 나타낸 것이다. 실험 결과 제안된 변조 방식

의 전류 THD는 2.973%로 나타났다. 주파수 대역은 스위

칭 주파수 대역인 10kHz 의 정수배의 주파수와 기본파 주

파수가 주를 이루었다. POD 변조 기법의 경우에 저주파수

대역에는 고조파가 발생되지 않고 스위칭 주파수 대역과

Power Tech Ⅰ

28

[표 2] 스위칭 상태에 따른 출력 전압 (On = 1, Off = 0) [표 3] 구동 인버터의 파라미터

(a) 출력 전압 전류

(b) C1, C2 전압

Output VSwitching condition

S1 S2 S3 S4 T1 T2

Vdc 1 0 0 1 1 1

Vdc/2 1 0 0 1 0 1

1 0 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0

0 1 1 0 0 0

-Vdc/2 0 1 1 0 0 1

0 1 1 0 1 0

-Vdc 0 1 1 0 1 1

정격출력 36 W DC link 전압 30 V

출력 전압 42.426 V rms 출력 전류 0.848A rms

DC link C 3300 uF Filter L 2 mH

출력 주파수 60 Hz 스위칭 주파수 10 kHz

[그림 2] 전압 평형을 고려한 PWM 기법

[그림 3] 출력 전압 전류 및 DC링크 전압

이의 정수배 주파수 대역에만 고조파가 나타나기 때문에

필터 인덕터만 설치하 여도 전류의 THD를 낮게 유지할

수 있다. 본 논문에서 제시된 변조 방법은 POD 변조 기법

에 의거하여 변형된 방식이기 때문에 고조파 또한 예상했

던 대로 POD 변조 기법의 패턴과 비슷하게 나타났다. 여

기에 기존에 시스템 내부에 논리 조건을 근거로 이뤄지던

전압 평형 기법의 상보적인 스위칭 패턴 변화가 대칭적인

시퀀스로 이뤄지면서 급격한 전압과 전류 흐름의 변화가

제거되어 낮은 출력 전류 THD가 나타남을 실험적으로 확

인할 수 있었다. 측정에 사용된 파워미터는 YOKOGAWA

사의 WT-1800 Power Analyzer 이다.

3. 결론

직렬 연결된 2개의 커패시터로 구성되는 DC링크단에 스

위치를 가지는 H-브리지 멀티레벨 인버터에 새로운 변조

방식을 제안하였다. POD방식을 변형한 형태이기 때문에

오직 스위칭 주파수 대역과 이의 정수배 주파수 대역에만

고조파가 나타나고 대칭적인 스위칭 시퀀스가 기존의 변

조 방식보다 더 개선된 고조파 특성을 만든다. PD, POD,

APOD 방식의 THD가 10kHZ 스위칭 주파수에서 각각

3.8%, 3.7%, 3.9%의 수치를 보였던 것에 비해[4], 제안된

방식에서 2.973%의 개선된 수치가 나타남을 알 수 있었

다. T1 과 T2 의 도통시간을 평균적으로 같게 하는 방식으

로 Stack 마다 존재하는 각 커패시터의 충방전 시간을 동

일하게 만들어 전압 평형을 이뤄내는 것 또한 확인되었다.

제안된 제어 방식은 각 Stack이 독립적으로 제어되고 DC

링크단 전압의 밸런스도 고려하기 때문에 분산전원 시스

템에 적용하여 계통에 연계하기 용이하며 고압 대용량으

로 확장하는 멀티레벨 인버터에 적합하다.

2015년 8월호 29

[그림 4] 출력 전류 THD 파워미터 측정결과

[1] G. Grandi, C. Rossi, D. Ostojic, D. Casadei, “A NewMulti level

Conversion Structure for Grid-Connected PV Applications”,

IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 56, pp. 4416-4426, Nov

2009.

[2] O. Lopez, R. Teodorescu, J. Doval-Gandoy, “Multi level

transformerless topologies for single-phase grid-connected

converters”, IEEE. IECON 2006, pp. 5191-5196, 2006.

[3] D.A.B. Zambra, C. Rech, J.R. Pinheiro, “Comparison of

Neutra l-Point-Clamped, Symmetr ica l, and Hybr id

Asymmetrical Multilevel Inverters”, IEEE Trans. Industrial

Electronics, Vol. 57, pp. 2297-2306, July 2010.

[4] Ho Dong Sun, Min Young Park, “Novel H-bridge multi-level

inverter with DC-link switches”, ECCE Asia, May 2011

참고문헌

1. 서론

RMU(Ring Main Unit)는 배전급 전력계통에서 계통의

구성을 환형(Ring)으로 구성하여, 어느 구간에서 사고가

발생하였을 때 다른 구간의 전력 차단을 방지하기 위하

여 사용되는 일종의 다회로 차단기이다.

RMU는 2개 이상의 부하개폐기(LBS, Load Break

Switch)와 1개 이상의 변압기 보호 장치로 구성된다.

LBS의 성능 시험 중 투입(making) 시험은 스위치가 투

입되는 시점에 사고전류가 흐르게 되며, 이때 사고전류는

비대칭으로 흐르게 되어 최대값은 정격 차단 전류의 1.8배

이상 높아지기 때문에 전자 반발력에 의한 스위치의 비정

상 동작을 야기 시키기도 한다.

최근의 전력기기의 개발 동향으로는 친환경화, 소형화 및

원가 저감 등이 주를 이루고 있다. 이러한 소형화 및 원가 절

감을 위해서는 이미 개발이 완료되어 성능확보가 끝난 후에

추가적인 구조 변경 작업이 진행되는 경우가 있는데, 이때는

개발 제품의 성능에 변화가 없는지를 충분히 검토해야 한다.

특히 Bus-bar의 구조와 같이 전류가 흐르는 통전부의 연결

구조는 전류에 의해 발생하는 전자기력에 의한 영향으로 다

른 부위의 동작 특성 및 전기적 특성에 영향을 미치는 경우

가 많기 때문에 설계 변경에 매우 주의를 해야 한다[1].

본 논문에서는 이미 성능이 확보된 LSB의 구조 변경을

위해서, 부하개폐기의 스위치에 연결된 Bus-bar의 구조

에 따라 스위치의 동작에 미치는 영향을 유한요소 해석에

의한 방법으로 검토하였다.

2. 본론

2.1 해석 모델의 선정

RMU의 개발 단계에서 최기의 설계 모델에서는 개폐 스

위치의 투입성능 시험을 통과하여 문제가 없음을 확인하

였다. 그러나 재료비의 저감 및 구조의 최적화를 위해서

Bus-bar의 연결 구조를 변경하여 적용하였으나 시험결

과가 요구되는 성능을 만족하지 못 하였다. 따라서 본 논

문에서는 초기 모델과 변경 모델에 대해서 전자기력 해석

을 진행하고, 성능을 개선하기 위한 개선 모델을 선정하여

전자기력을 비교하였다.

2.1.1 3상 개폐스위치의 고장 전류

고장 전류에 의한 전자기력을 계산하기 위해서는 자기장

해석의 입력값으로 고장 전류를 정의해야 한다. 고장 회로

의 과도상태 전류는 다음과 같은 식으로 표현된다[2].

여기에서, Vm/z는 사고전류의 최대치이고 φ는 시험 설

비의 회로정수이며, α는 각 상의 위상각이다. 그림 1에는

본 논문에서 검토하고자 하는 상태에 대한 단락 전류의 입

력값을 보이고 있다.

30

Power Tech Ⅱ

Bus-bar의 연결 구조에 따른 부하개폐 스위치의 전자기력 특성

류재섭, 이서현, 최종웅, 박석원 (LS산전 전력연구소)

2015년 8월호 31

본고는 부하개폐기(LBS)에 연결된 Bus-bar의 구조에 따라서 스위치의 회전력에 영향을 미치는 전자기

력에 대하여 유한요소법에 의한 해석으로 비교 검토 하였다. 부하개폐기의 시험 항목 중에서 투입 시험

(making test)에서는 정격 차단 전류가 비대칭으로 인가되기 때문에 정격의 약 1.8배 이상의 높은 전류가

순간적으로 인가된다. 이에 따라서 스위치가 투입되는 시점에 스위치의 회전력에 영향을 미치는 전자기력

이 발생하며, 이것은 스위치에 연결된 Bus-bar의 구조에 의해서 크기와 방향이 결정된다. 본 논문에서는

부하개폐기의 스위치에 연결된 Bus-bar의 구조에 따른 전자기력 해석에 의해 투입 시험에서도 요구되는

성능을 확보하기 위한 구조를 비교 검토하였다.

2.1.2 개폐스위치의 구조

그림 2에는 개폐스위치의 구조를 보이고 있다. 그림

2-(a)는 초기 모델(Case 1)로 투입 시험에서 성능이 검증

된 모델이며, 그림 2-(b)는 개폐스위치의 경제성 및 소형

화를 위한 구조 변경 모델(Case 2)이다. Case 2에서는 투

입 시험 시에 전자기력에 의한 반발력의 발생으로 불완전

투입되어 시험에 실패한 것으로 예상 되었다. 따라서 개폐

스위치의 재료비 및 내부 구조의 제한 조건에 의해 Case

2의 기본 구조는 유지하면서 전자기력을 최소화 할 수 있

는 구조를 해석적인 방법에 의하여 검토 하였다.

그림 3에는 Case 1과 Case 2에 대하여, 사고전류가 최대

로 인가된 시점에서의 자속밀도 분포를 보이고 있다.

2.2 Bus-bar의 구조에 따른 전자기력

2.2.1 Bus-bar 구조의 변경

투입 시험 성능을 만족하는 Bus-bar의 구조를 선정하기

위하여, 기존의 Case 2 모델에서 S상과 T상의 Bus-bar

연결 위치를 변경하여 전자기력을 검토하였다. 그림 4에는

[그림 1] 3상 단락 전류 파형

[그림 3] 개폐스위치에서의 자소밀도 분포 (S상 최대전류)

(a) Case 1

[그림 2] 부하개폐기의 Bus-bar 연결구조

(a) 초기 모델 (Case 1) (b) 1차 개선 모델(Case 2)

(b) Case 2

[그림 4] Bus-bar의 변경 구조

(a) Case 3 (b) Case 4

Case 3와 Case 4의 Bus-bar 구조를 보이고 있다. Case

3에서는 S상(중앙)의 하부 Bus-bar 연결 위치를 R상(우

측)과 같이 고정 스위치 접점의 바깥쪽으로 이동하여 연결

하였고, Case 4에서는 T상(좌측)의 하부 Bus-bar 연결

위치를 S상과 같이 이동하여 연결하였다.

2.2.2 Bus-bar의 구조에 따른 회전 토크

각 모델에 대한 전자기력 해석은 S상에 최대 전류가 들

어갈 수 있도록 그림 1과 같은 전류가 인가되었다. 그림 5

에는 스위치의 회전 방향과 가동자의 구조를 보이고 있다.

스위치의 가동자는 그림과 같이 반시계 방향으로 회전하

여 투입되는 구조이며, 가동자에 영향을 미치는 전자기력

을 z-축을 회전축으로 하는 토크로 환산하면 (-)방향의

값이 회전을 방해하는 토크가 된다.

그림 6에는 각 구조에 따른 회전 토크의 발생을 순시값으

로 표현한 그래프이다. 이 때, 회전 토크는 각 상의 가동자

가 하나의 회전축에 연결되어 구동되기 때문에 각 상의 가

동자가 받는 회전 토크를 합한 값이 된다. 결과에서와 같

이 모든 경우에 전자기력은 회전을 방해하는 (-)의 값을

갖는 토크로 나타나며, 이것이 스위치가 투입 되는 시점에

영향을 미치는 것으로 판단된다.

그림 7에서는 투입 시험에서 요구되는 성능이 만족되지

않았던 Case 2를 기준으로 각 경우에 발생하는 전자기력

에 의한 토크의 값을 백분율로 표시한 그래프이다. 투입

시험 시에 문제없었던 Case 1의 경우에는 Case 2와 비교

하여 1/4(25%) 수준의 토크가 가동자의 회전을 방해하는

것으로 나타났다. Case 3와 Case 4는 Case 2와 비교하여

각각 88.63% 와 70.42%를 보이고 있다.

각 모델의 전자기력에 의한 회전 토크를 비교하여, 최종 모델을

Case 4로 선정하였다. 최종 모델을 적용한 투입 시험은 요구되는

성능을 만족하였으며, 이에 따라 Bus-bar의 연결구조의 설계에

서 전자기력에 의한 영향을 검토해야 함을 확인할 수 있었다.

3. 결론

본 논문에서는 부하개폐기의 Bus-bar 연결 구조에 따른

전자기력이 스위치의 회전에 미치는 영향을 검토하였다.

해석 결과에서와 같이 Bus-bar의 연결 구조는 스위치의

회전 운동에 영향을 미치는 토크를 발생시키며, 이것은 스

위치의 회전 운동을 방해하여 투입 시에 불완전한 동작을

야기시킬 수 있음을 확인 하였다. 해석에 의해 확인된 개

선 모델에 의하여 투입시험을 진행하였고, 시험 결과가 요

구되는 성능을 만족하는 결과를 얻었으므로 본 논문에서

제시한 방향의 검토가 타당함을 확인하였다.

32

Power Tech Ⅱ

[그림 5] 개폐 스위치의 구조 및 회전 방향[그림 6] Bus-bar의 구조에 따른 회전토크의 비교

[그림 7] 전자기력에 의한 발생 토크의 비교

[1] Xiaofei Yao 외, “An Influence of an Ambient Magnetic Field

Induced by a Nearby Parallel Conductor on High-current

Vacuum Arcs”, Proc. ISDEIV2012, Vol.2, pp337-340, 2012

[2] Ruben D. Garzon, “High Voltage Circuit Breakers ? Design and

Applications”, Marcel Dekker, Inc., 1997

참고문헌

2015년 8월호 33

전기자동차 충전설비 시공기준 제정 연구

김우호*, 한형주*, 왕용필*(한국전기산업연구원)*

전기자동차 충전설비는 전기와 통신, 건축, 기계 기술이 융·복합된 설비 특성으로 인해, 설치 및 유지보수에 다양한 법령 및 기준

이 적용되고 있다. 그러나 전기공사와 전기안전관리에 관련하여 법령 및 기준으로 규정되어 있지 않으며, 전기자동차 충전설비의

설치·시공 및 운영에서 전기 안전을 확보할 수 있도록 시공 기준 제정이 필요하다. 이를 위해 전기자동차 충전설비에 관련한 법령

및 기준, 규정을 분석하고 전기설계 및 시공기술을 검토하여, 전기자동차 충전설비 설치·시공에서 전기 안전을 확보할 수 있는 시

공 기준을 마련할 것이다.

1. 서론

현재 75kW 이하인 전기자동차 급속충전 및 완속충전 설

비는 전기사 업법 제73조(전기안전관리자의 선임 등)에 의

거 일반용전기설비로 간주되어 전기안전관리자가 없는 상

황이다. 더욱이 전기자동차 충전설비의 설치 위치가 주유

시설 주변에 설치될 경우 위험물안전관리법이 적용되어

전기안전관리에 어려움이 있다.

전기자동차 충전설비의 구축은 전원공급 선로 신설 및

전기설비용량 증대로 이어지므로 전기설계 및 시공기술을

검토하여 정확한 시공기준이 마련되어야 한다. 또한 전기

자동차 충전설비의 전기안전 확보하기 위한 전기안전관리

기준이 필요하다.

이에 따라 전기자동차 충전설비 시공기술 검토를 통해

실효적인 시공기준(안)을 마련함으로써 발주처 및 시공현

장의 인식을 제고하는 것이 필요하다. 또한 법령 및 발주

현황 등을 분석하여 문제점을 파악하고 시공기준(안)을 바

탕으로 전기자동차 충전설비의 전기안전 확보 및 관리의

문제점과 개선사항을 검토하여 관련 법령 및 기준, 규정에

반영해야 한다.

2. 본론

2.1 전기자동차 충전설비 관련 법령

전기자동차 충전설비는 보급 확산, 설치 부지 선정, 공사

계획, 설치 및 관리까지 다양한 법령이 적용되고 있다. 우

선 전기자동차 충전설비의 보급 및 구축사업은 대기환경

보전법 제58조 제3항(저공해자동차의 운행 등)과 수도권

대기환경개선에 관한 특별법 제24조(저공해자동차의 구매

등)에 근거하여 이뤄지고 있다[1].

전기자동차 충전설비의 설치를 위한 부지 선정을 위해서

는 도로법, 주차장법, 위험물관리법, 수도권정비계획법 등

이 적용된다. 이중 위험물관리법 시행규칙 제37조 주유취

급소의 기준에서 따라 전기자동차 충전설비가 주유취급소

에 설치될 경우 적용되어야 하는 기준을 명시하고 있다.

공사계획 인가, 충전설비 설치, 검사 및 점검은 전기사업

법 상의 체계를 준용하고 있다. 전기자동차 충전설비는 전

기사업법 제2조 16항의 전기설비에 해당하며, 사용목적에

따라 전기사업용전기설비, 일반용전기설비와 자가용전기

설비로 분류된다.

Power Tech

Ⅲ

34

Power Tech

Ⅲ

2.1.1 전기사업법

전기자동차 충전설비는 전기사업법 제2조 16항의 전기

설비에 해당하며, 대부분 일반용 전기설비(600V 이하,

75kW 이하)에 해당된다. 이에 따라 공사계획의 인가 또는

신고의 대상이 아니며, 또한 공사·유지 및 운용에 관한

안전관리업무를 수행하기 위한 전기안전관리자의 선임을

요구하지 않는다.

그리고 전기설비의 안전에 필요한 성능과 기술적 요건은

전기사업법 제67조에 따른 전기설비기술기준에서 규정하

고 있다.

2.1.2 위험물 안전 관리법

전기자동차 충전설비가 주유취급소에 설치될 경우 위험물안

전관리법 시행규칙 제37조 주유취급소의 기준을 따라야 한다.

위험물 안전 관리법의 주요 내용은 충전설비를 건물 외

부에 설치할 경우 주유설비와의 이격거리 정의, 건축물 내

에 설치될 경우 내부 환기설비의 시설, 전력공급설비의 성

능 기준, 충전기와 인터페이스의 성능기준 등이 있다.

2.2 기준 및 규정 현황

2.2.1 전기설비 기술기준

전기자동차 충전설비의 시설 기준은 전기설비기술기준

제53조의 2에서 정하고 있으며, 전기설비기술기준의 판단

기준 제286조 전기자동차 전원공급설비의 시설에 따라 설

치 및 시공되어야 한다.

전기설비 기술기준의 판단기준의 주요 내용은 전기자동

차 충전설비는 전용의 개폐기 및 과전류차단기를 시설해야

하는 것을 규정하고 있으며, 시설 기준과 충전설비의 부대

충전부분 및 외함에 대한 시설 기준, 충전 케이블 및 그 부

속품에 대한 설비에 대한 시설 기준을 제시하고 있다[2].

2.2.2 한전 기본공급약관

한전의 기본공급약관 제18조3(전기자동차 충전용설비에

대한 전기사용계약기준)에서는 전기자동차 충전설비의 사

용 기준을 정하고 있다. 그리고 한전의 기본공급약관 시행

세칙 제10조3(전기자동차 충전용설비에 대한 전기사용계

약기준)에서는 기본공급약관 제18조3에 의거 전기사용계약

기준을 정하고 있으며, 이때 전기자동차 충전설비에 대한

공급전압 및 방식은 기본공급약관 제23조 전기공급방식,

공급전압 및 주파수에 따라 결정할 것을 규정하고 있다.

2.2.3 전기자동차 충전인프라 설치·운영 지침

현재 환경부에서는 전기자동차 보급 및 충전인프라 구축

사업을 총괄하며, 설치 예산지원 및 사업계획 수립, 충전

정보시스템 구축 및 운영, 설치 및 관리를 담당하고 있다.

또한 전기자동차 보급 및 충전인프라 구축사업은 대기환

경보전법 제58조 제3항(저공해자동차의 운행 등)과 수도

권 대기환경개선에 관한 특별법 제24조(저공해자동차의

구매 등)을 법적 근거로 지원하고 있다.

전기자동차 충전설비를 설치하려는 실무담당자를 위하

여 사업계획서 작성, 충전기 구매, 부지선정, 인프라 설치

완료 후 유지 관리에 이르는 전 과정에서 단계별로 필요한

지침을 제공하기 위해 환경부에서 매년 작성하고 있다. 현

재 2014년 2월 기준 국내·외 표준, 관련 법령을 반영하

고 있다.

환경부의 전기자동차 충전인프라 설치·운영 지침은 I.

일반사항, II. 설치를 위한 세부지침으로 구성되어 있다.

I.일반사항은 전기자동차 보급사업 개요, 충전인프라 개

관, 기관별 역할 분담으로 구성되어 있으며, II.설치를 위

한 세부지침은 충전인프라 설치관련 법령, 업무절차, 충전

기 구매 결정 기준 및 구매 방법, 위치 선정, 설계, 설치,

운영 및 유지관리로 구성되어 있다.

2.3 시장 및 발주현황

2.3.1 전기자동차 충전설비 시장 현황

정부에서는 2020년까지 전기자동차 100만대 보급과 공

공 및 민간 충전인프라를 구축하는 것을 목표로 하고 있

다. 현재 환경부 주도로 전기자동차 보급 및 충전인프라

구축 사업을 지원하고 있으며, 국가나 지방자치단체, 공공

기관을 중심으로 이뤄지고 있다. 그리고 전기자동차 충전

2015년 8월호 35

인프라는 공공건물, 공공주차장,

대형마트와 관광지 등에 설치되어

있다.

글로벌 전기자동차 시장이 성장

중이며, 국내에서도 신형 전기자

동차 모델들이 출시되고 있다. 그

러나 전기자동차 개발은 되고 있지

만 충전인프라 구축은 아직 미흡한

실정이다. 환경부가 2013년 말 전

국에 설치한 전기자동차 충전기는

1962개로 서울과 제주도를 제외한

대부분의 시·도는 충전인프라가

부족한 실정이다[2].

2.3.2 전기자동차 충전설비 발주 현황

정부주도로 전기자동차 충전설비

의 구축이 이뤄지고 있어 현재 전

기자동차 충전설비는 공공발주가 대부분이다. 이에 전기

자동차 충전설비공사에 대한 발주 현황을 알아보기 위해

조달청 나라장터의 최근 6개월간(2013. 11. 01 ~ 2014.

04. 30) 입찰 공고를 조사하여 분석한 결과, 전기자동

차 충전설비 공사에 대한 최근 6개월간(2013. 11. 01 ~

2014. 04. 30) 공공 발주는 총 14건이 있었으며 금액은

1,813,550,500원이었다. 전기자동차 충전설비 공사에 참

여할 수 있는 업종은 전기공사업으로 제한하고 있었다.

2.4 전기자동차 충전설비 시공기준(안) 작성

2.4.1 전기자동차 충전설비 전기공사 업무 절차

전기자동차 충전설비 전기공사는 [그림 1]과 같이 사업계

획 수립, 설치환경 조사, 설계 및 설치공사, 준공검사, 운

영 및 유지관리로 이뤄진다.

사업계획 수립 단계에서는 충전기의 유형, 수량, 설치지

점, 전력공급방법 등을 결정하게 된다. 전기자동차 충전기

의 유형이 급속 혹은 완속 여부와 충전기 수량에 따라 충

전설비의 총 용량에 차이가 나게 되며, 이는 전력공급설비

의 사양을 결정하는 중요한 요인이 된다. 그리고 설치지점

의 경우 공동주택, 공공주차장, 주유취급소, 공공기관 등

설치 목적 및 설치 위치 등에 따라 전력 사용 시간에 따른

전력공급설비 용량 및 사양과 안전 확보를 위한 사양이 결

정된다.

설치 환경 조사 단계에서는 전기자동차 충전설비가 설치

될 위치를 조사하여 충전기 용도, 설치 위치 주변 환경 등

의 설치 환경을 조사하고 전원공급 위치와 인입선의 위치

등을 확인하여 기존 전력 공급 설비를 확인해야 한다. 이

를 통해 실제 전기자동차 충전설비에 전력을 공급하기 위

한 전력공급원과 연계설비 등을 확인할 수 있다.

설계 및 설치 공사 단계에서는 전력공급설비에 대한 설계

도면을 작성하고 검토하며, 기초 및 전력공급설비, 충전기

및 부대시설을 설치하는 공사를 하게 된다. 설계 및 공사는

전기사업법에 따른 전기설비기술기준을 따라야 한다.

준공검사 단계에서는 전기자동차 충전설비의 설치 공사

에 대한 검사를 수행하게 된다. 준공검사는 한전 또는 전

기안전공사에서 실시하며, 설계도서 기준에 적합하게 공

사가 되었는지 여부와 시운전 상 문제가 없는지 확인한다.

운영 및 유지관리 단계에서는 전기자동차 충전설비를 운

영하는데 필요한 지침을 확인하고, 안전하고 안정적으로

사용하기 위한 유지관리 및 정기 점검을 한다.

사업계획 수립

설치 환경 조사

설계 및 설치공사

준공검사

운영 및 유지관리

충전기 유형, 수량, 설치지점, 전력공급방법 등 결정

설치 환경 조사(충전기 용도, 설치 위치, 주변 환경)기존 전력 공급 설비 조사(전원 공급 위치, 인입선

위치 등)

전력공급설비 설계도면 작성기초 및 전력공급 설비 공사충전기 및 부대시설 설치

사용 전 검사

설치공사에 대한 준공 검사

충전시설 운영, 유지관리, 정기 점검

↓

↓

↓

↓

[그림 1] 전기자동차 충전설비 전기공사 업무 절차

2.4.2 전기자동차 충전설비 구성

전기자동차 충전설비는 전력공급설비, 충전기, 인터페이

스, 정보시스템으로 구성된다.

전력공급설비는 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 전

기설비로서 전력량계, 인입구 배선, 분전반, 배선용 차단

기 등이 포함된다. 충전기는 전원으로부터 전력을 공급받

아 전기자동차의 배터리에 충전을 하는 설비로서 220V를

공급받는 완속 충전기와 380V를 공급받는 급속 충전기로

구분된다. 인터페이스는 충전기에서 전기자동차에 전기를

공급하기 위해 연결되는 커플러, 케이블 등이 포함된다.

충전정보시스템은 충전기의 설치 위치 및 이용 상태 정보

등을 실시간으로 수집하여 충전기의 운영 상태에 대한 실

시간 모니터링을 하는 시스템이다.

2.4.3 전기자동차 충전설비 설치 환경

2.4.3.1 설치 위치 검토사항

전기자동차 충전설비를 설치하기 전 설치 위치의 환경을

확인하고 설치 위치를 선정 시 고려사항을 충분히 검토하

여야 한다. 이는 전기자동차 충전설비의 경우 외부에 설치

되는 경우가 많으며, 전기자동차의 접근이 용이한 장소 혹

은 주차시설 등에 설치하기 때문이다. 또한 전기자동차 충

전설비에 전기를 공급하기 위한 설비의 시설 및 용량, 인

입설비 등을 결정하는데 영향을 준다.

2.4.3.2 기존 전력 공급 설비 검토

전기자동차 충전설비 설치 위치 검토 후 기존 전력 공급

설비와의 연계를 위해 다음의 사항을 검토하여야 한다.

먼저 전기자동차의 충전 패턴을 확인해야 한다. 주거단

지의 경우 야간 충전 부하가 많을 것이며, 사무실 주차장

의 경우 주간에 충전 부하가 많을 것으로 예상된다. 그리

도 사무실 혹은 주거단지의 경우 완속충전 설비가 주로 설

치될 것이며, 충전소의 경우 급속 충전 설비가 설치될 것

으로 예상된다.

전기자동차 충전설비는 건축물 외부에 설치될 수 있으

며, 이때 전기의 인입을 위한 인입구 배선 공사가 필요하

다. 전기자동차 충전설비는 한전 배전계통 혹은 기존 배

전시설로부터 전기를 공급받으며, 거리 및 인입방법(공중,

지중)을 고려하여 시공 방법을 정해야 한다. 또한 전기를

공급하는 기존 배전 설비의 사양이 전기자동차 충전설비

연계가 가능한지 확인하여 필요시 기존 설비의 교체 혹은

신규 설치가 필요하다.

2.4.4 전기자동차 충전설비 설계 및 설치

전기자동차 충전설비는 전원으로부터 전기를 공급받아

전기자동차에 전달하는 역할을 하며, 전기설비가 전기자

동차 충전설비의 주요 설비가 됨을 의미한다. 이에 따라

전기자동차 충전설비의 설계는 전기설비 전문업체를 통해

수행해야 하며, 시공은 안전 확보 및 품질 확보를 위해 전

기공사업체에서 수행해야 한다.

전기자동차 충전설비 설계 및 시공 시 전기 안전을 확보

하는 것이 중요하다. 이를 위해 전선로에 지락 및 단락 사

고 발생 시 차단하기 위한 개폐기 및 과전류 차단기 등을

설치해야 한다. 또한 안전사고 방지를 위해 분전함, 충전

기 외함 등에 대한 접지를 해야 한다.

이외에도 전기자동차 충전설비로부터 사용자를 보호하

기 위한 시설을 설치해야 하며, 또한 전기자동차 충전설비

가 외부에 설치되는 경우 침수, 강우, 강설 등 환경 조건

에 따라 보호될 수 있도록 설계 및 시공되어야 한다.

그리고 앞서 언급한 바와 같이 충전기의 설치 위치와 기

존 설비 조건 을 확인하여 충전설비까지의 배선 및 전력공

급설비의 사양 등이 적절한지 검토해야 한다. 검토 결과를

바탕으로 설비의 설계 및 시공이 적절히 이뤄져야 한다.

2.4.5 준공 검사

현재 전기자동차 충전설비는 전기사업법에 따른 전기사

업용 전기설비 혹은 자가용전기설비에 해당하지 않아 사

용 전 검사 대상에 포함되지 않는다. 그러나 전기자동차

충전설비는 계통으로부터 직접 전기를 공급받거나 기존

설비로부터 전기를 공급받아 별도 분전반에서 전력을 분

배받는 구조를 가지고 있으며, 주차장에 설치 시 다수의

전기자동차 충전설비에 전력을 공급해야 하며, 급속 충전

의 경우 50kW의 용량을 가지고 있어 75kW 이상의 전력

36

Power Tech

Ⅲ

2015년 8월호 37

을 공급해야 하는 경우가 많다.

즉 단일 설비로서는 75kW 미만이므로 전기사업법에

근거한 사용 전 검사 대상이 아니지만 부하 개수에 따라

75kW를 넘을 수 있고, 또한 별도의 분전반을 설치하여 안

전을 확보해야 하는 것을 고려하여 사용 전 검사를 실시해

야 한다.

또한 전기자동차 충전설비가 설계도서의 기준에 맞게 되

었으며, 시공이 적절히 이뤄졌는지 확인하기 위한 시운전

검사가 필요하다. 충전설비의 작동에 이상이 없는지 확인

해야 하며, 특히 충전 정보가 환경부의 전기자동차 충전정

보시스템에 정확히 전달되는지 확인해야 한다.

2.4.6 운영 및 유지관리

충전기의 안정적인 운영 및 정상상태 유지를 위해 일상점

검을 실시해야 한다. 또한 외부 환경에 의한 손상이 발생하

여 작동에 문제가 없는지 상시 확인하고 관리해야 한다.

3. 결론

본 논문에서는 전기자동차 충전설비와 관련한 법령 및

발주현황, 시공기술을 검토하였다. 이를 통해 전기자동차

충전설비 시공기준(안) 작성 개발 시 필요한 내용을 파악

하였으며, 이를 통해 전기자동차 충전설비의 설치 및 시공

시 전기 안전 확보 및 관리할 수 있는 시공기준(안)을 개발

할 것이다.

또한 전기자동차 충전설비의 전기 안전 확보 및 관리의

문제점과 개선사항을 검토하여 시공기준(안)에 반영하여,

전기자동차 충전설비 관련 법령 및 기준, 규정에 반영할

수 있는 기준(안)을 제시할 것이다.

[1] 전기자동차 충전인프라 설치·운영지침, 환경부, 2014. 02

[2] 2014년 전기자동차 보급 및 충전인프라 구축사업 보조금

업무처리지침, 환경부, 2014. 02

참고문헌

38

Inside Market

사물인터넷(IoT)이라는 용어는 기술 세계의 버즈워드

라고 할 수 있지만, 모든 사물과 사람이 서로 연결돼 정

보를 생성, 수집, 공유, 활용할 수 있도록 하기 위한 표

준을 둘러싼 전쟁은 이미 시작됐다. 생활을 보다 쾌적

하게 하는 비즈니스의 전개에서, 구글은 스마트홈 솔루

션 전문 업체인 네스트(Nest)를 2014년 1월 32억 달러

에 인수했고, 애플은 작년에 열린 개발자회의 WWDC

2014(WorldWide Developer Conference 2014)에서

홈킷(Home Kit)을 선보였다.

IoT 분야는 사물이나 사람이 서로 연결되어 상호운용

할 수 있어야 하므로, 표준화된 상호연결 네트워크 프

로토콜 등의 규격 확립이 전재되어야 한다.

IoT와, 이와 관련된 표준의 확립은 현재 뜨거운 화제

가 되고 있으며, IoT 분야의 선두 기업들은 독자적인

IoT 관련 표준화 그룹과 컨소시엄을 구성했다

IoT 표준 전쟁… IoT를 기준으로 산업 재편 촉발

IoT 시장을 놓고 서로 다른 표준안들이 우우죽순 늘고 있다. 흔한 경우는 아니다. 그만큼 업계의 관심과 기대가 뜨겁다는 반

증이다. 삼성 등 다수의 회사들은 특정 표준안에 일방적으로 손을 들어주기 보다는 다른 표준안에도 적극 참여하고 있다.

글｜윤 범 진 기자 <master@elec4.co.kr>

이미지 출처 : 시스코

IPSO 얼라이언스

IPSO(Internet Protocol for Smart Objects) 얼라이

언스는 2008년 설립된 IoT 산업 관련 통신 프로토콜 등

의 표준화를 지원하는 그룹으로, 40개 이상의 회원을 보

유하고 있다. IPSO 얼라이언스 추진 업체(promoter)로는

ARM, 아트멜, 보쉬, 에릭슨, 프리스케일, 인텔, ST마이

크로일렉트로닉스, 이턴코퍼레이션 등이 있으며, 기여 업

체(contributor)로는 시스코, 구글, 노키아, 텍사스 인스

트루먼트 등이 있다.

IPSO 얼라이언스는 에너지, 가전, 의료 및 산업 애플리

케이션에서 스마트 오브젝트를 연결하는 네트워크로, 인

터넷 프로토콜(IP)의 확립을 목표로 IP의 표준화를 지원하

고 있는 비영리 포럼이다.

· IPSO 얼라이언스는 IoT 산업 관련 IP 표준화를 지원하는 그룹

으로, IETF(Internet Engineering Task Force)와 IEEE(Institute of

Electrical and Electronics Engineers) 등의 표준화 단체의 작업을

보완한다.

· IPSO 얼라이언스는 웹비나와 백서를 제공하고 있으며, 2013년에

‘IPSO Challenge’라는 독자적인 공모전을 시작했다. 이 공모전을

통해 IoT를 지원하는 애플리케이션에서 IP 사용 예를 소개하고 있

다. 올해는 지난 8월초 제3회 IPSO Challenge Top 10이 발표됐다.

우승 상금 1만 달러가 걸린 이번 챌린지의 Top 10 준결승 진출자

들은 프로토타입을 제출해야 하며, 전문가들로 구성된 심사단이

설계, 사용 용이성, 시장성을 평가하게 된다. 준결승 진출자에 대

한 정보는 IPSO 얼라이언스가 오는 12월 캘리포니아 주 새너제이

에서 열리는 Designers of Things 컨퍼런스에서 IoT 시연을 실시

하는 12월까지 IPSO 챌린지 웹사이트를 통해 게재된다.

IIC

IIC(Industrial Internet Consortium)은 IoT 산업 관련 상호

연결된 가전 및 산업 기계 등의 상호운용성(Interoperability)

표준 규격의 작성 및 이용을 촉진하기 위해 2014년 3월에 설

립된 업계 혁신자, IT 업체, 대학 및 공공기관으로 구성된 비

영리 컨소시엄이다. 현재 멤버로는 액센츄어, AT&T, 시스

코, 델, 후지쯔, GE, HP, 히타치, 화웨이, IBM, 인텔, 마이

크로소프트, 삼성, 도시바, 토요타 등이 있다. 자동차 제조사

인 토요타가 멤버로 가입돼 있다는 점이 눈에 띈다.

IIC는 비영리 컨소시엄으로 상호연결된 장치, 기계, 사

용자 등이 서로 소통하며 보다 효과적으로 협력할 수 있도

록 하는 것을 목적으로 한다. IIC는 일상적으로 사용하는

가전제품에서 산업 기계까지 모든 사물을 상호운용 할 수

2015년 8월호 39

40

있도록 개방형 상호운용 표준을 만들고 있다.

가전도 산업 기계도 더 똑똑해져 세계의 다른 사물이나

사람과 연결이 되는데, 이러한 스마트한 사물이 함께 작동

할 수 있도록 IIC는 개방형 상호운용 표준을 확립하기 위

한 요구사항을 파악하고 인터넷 연결 장치의 공통 아키텍

처를 정의한다. 현재 IoT와 관련한 기술, 아키텍처, 보안,

마케팅 등 4개 분과가 활동하고 있다. IIC는 미국 매사추

세츠 주 보스턴에 위치한 비영리 무역협회인 오브젝트매

니지먼트그룹(OMG)를 통해 관리된다.

퀄컴 주도의 올신(AllSeen) 얼라이언스

올신 얼라이언스는 오픈 소스 기술인 올조인(AllJoyn)

을 기반으로 IoT 기기와 서비스들 간의 호환, 연결, 통

신 프레임워크의 발전과 진화를 촉진하고 전파하기 위해

2013년 12월 설립된 IoT 이니셔티브로, 60개 이상의 회원

을 확보하고 있다. 주요 멤버로는 LG, 마이크로소프트, 파

나소닉, 퀄컴, 샤프, 일렉트로룩스, 하이얼, 실리콘이미지

등이 있다. 올조인 프로토콜을 처음 개발한 퀄컴은 이 얼

라이언스에서 주도적인 역할을 담당하고 있다.

· 올신 얼라이언스는 가정용 제품, 시스템 및 서비스의 채택과 혁신

을 촉진함으로써 IoT를 지원하는 비영리 그룹이다.

· 올신 얼라이언스는 11번째 Linux Foundation Collaborative Project

이며, 올조인 오픈 소스 프로젝트를 기반으로 하고 있다.

IoT 구현 기술인 올조인 오픈 소스 프로젝트는 기기, 시

스템 및 서비스 등을 간단하면서도 상호 호환될 수 있는

방법으로 연결하고, 끊김 없는 정보 공유가 가능하도록 지

원하고 있다. 또한 회원사 및 오픈 소스 커뮤니티의 참여

와 지원을 바탕으로 해당 기술을 더욱 확대할 계획이다.

올조인을 통해 만들어지는 제품과 서비스들은 제조사,

OS, 인터넷 연결 여부에 상관없이 Wi-Fi, PLC, 이더넷

등 다양한 통신 방식을 통해 연결될 수 있다.

개발자(Developers)

· allseenalliance.org/source-code에서 소스 코드를 다운로드 받

을 수 있다.

· lists.allseenalliance.org에서 메일링 리스트에 등록할 수 있다.

· ask.allseenalliance.org의 포럼에 참여해 AllJoyn 코드 및 앱 토론

에 참여할 수 있다.

· wiki.allseenalliance.org/training에서 웹 트레이닝 세미나에 참석

할 수 있다

스레드(Thread) 그룹

스레드 그룹은 2014년 6월 설립됐으며, 구글이 인수한

네스트의 주도로 ARM, 프리스케일, 실리콘랩스, 삼성, 예

일 등이 참여하고 있다.

Inside Market

2015년 8월호 41

스레드 그룹은 가전제품의 보안과 상호운용성을 보장하

는 제품의 인증을 제공하는 마케팅 교육 그룹이다. 스레

드 그룹은 단순한 표준화 단체가 아니라 집에 있는 물건을

연결하는 데 사용되는 Wi-Fi 뿐만 아니라 저전력 메시 네

트워크의 필요성을 깊이 인식하고 있다. 스레드 그룹은 이

요구에 맞는 솔루션을 제공하기 위해 새로운 무선 메시 프

로토콜의 표준화를 추진하고 있다. 즉 기술적인 측면에서

스레드라 불리는 새로운 IP를 기반으로 한 무선통신 프로

토콜을 구체적으로 다루고 있다.

스레드는 기존에 존재하는 표준인 IEEE 802.15.4(지그

비)를 사용하지만, 지그비의 단점인 전력소모 문제와 IPv6

를 충분히 지원하지 못하는 점, 중앙 허브에 의존도가 큰

점 등을 해결해 소비전력을 낮추고 250개 기기를 동시에

연결할 수 있다.

인텔 중심의 OIC

OIC(Open Interconnect Consortium)은 2014년 7월 설

립됐으며, 설립 멤버는 아트멜, 브로드컴(아바고에 합병),

델, 인텔, 삼성, 윈드리버 등이다.

OIC는 스레드 그룹보다 1주일 나중에 발표된 표준화 컨

소시엄으로, IoT 기기의 상호운용성을 추진하기 위한 개방

형 표준 규격 작성에 초점을 맞추고 있다.

OIC는 다양한 수직시장의 모든 애플리케이션을 가능하

게 하는 표준 통신 프레임워크를 정의함으로써 2020년까

지 출현하는 250억 대의 스마트 기기를 연결하려는 목표

를 가지고 있다. OIC는 객체 간의 상호운용성이 필요하며

표준의 오픈 소스 구현이 최선이라고 믿고 있다.

oneM2M

oneM2M은 한국 TTA를 비롯해 7개 세계 주요 표준화 기관

이 공동 설립한 국제 표준화 기구이다. 다양한 산업 직군 간

요구사항, 아키텍처, 프로토콜, 보안기술, 단말 관리 및 시맨

틱 추상화 표준 정의를 목표로 하고 있다.

2014년 7월 28일부터 8월 1일까지 프랑스에서 개최된

oneM2M 12차 기술 총회에서 oneM2M 1.0 표준이 승인됐다.

oneM2M에서는 다양한 IoT 응용 서비스를 지원할 수 있는

공동 플랫폼(Common Services Entities, CSE)을 하부 네트

워크 기술과 독립적으로 설계하고, 그들과의 인터페이스에

대해 정의하고 있다. 지원하는 프로토콜에는 HTTP, CoAP,

MQTT, XMPP, Websocket 등이 있으며, 2015년 1월에 릴리

즈 1.0.1이 발표됐다. oneM2M에서 기기 관리 표준 역시 다

루고 있으며, BBF TR-069 및 OMA-DM, OMA-LWM2M

을 포함하고 있다.

참여 기관으로는 TTA(한국), ETSI(유럽), ATIS(북미),

TTC(일본), CCSA(중국) 등 7개 세계 주요 표준화 기관을 비

롯해 AT&T, 스프린트, 에릭슨, 시스코, 화웨이, 퀄컴, 알카

텔루슨트, 인텔 등의 기업에서 참여하고 있다. 국내 기업으로

는 SKT, KT, LGU+, 삼성, LG 등이 참여하고 있다.

42

컴퓨

터 팁

윈도우 10, “미리 예약하고 무료 업그레이드 받으세요”3GB 여유 공간 필요… 업그레이드 예약자부터 2016년 7월 28일까지

한국마이크로소프트가 7월 29일 윈도우 10(Windows 10)을 정식 출시한다. 이를 앞두고 무료 업그레이드에 대해 사용자들이 가장

궁금해 하는 10문 10답을 정리했다.

Q1. 윈도우 10, 무료인가?

“윈도우 7, 윈도우 8, 윈도우 8.1 사용자는 7월 29일 윈

도우 10 출시 후 1년 동안 무료로 업그레이드가 가능하다.

2016년 7월 28일까지 무료로 업그레이드 받을 수 있다.

하지만 일반 사용자에게만 무료로 제공되며 기업은 해당

되지 않는다.”

Q2. 윈도우 10, 언제까지 무료로 사용할 수 있나?

1년만 무료인가?

“업그레이드한 디바이스를 사용하는 한 계속 무료로 사

용할 수 있다. 디바이스의 수명이 다할 때까지 무료 사용

이 가능하다. 만약 FPP(Full Package Product)를 사용

중이었다면 디바이스 수명에 상관없이 계속 쓸 수 있다.”

Q3. 윈도우를 사용하고 있지 않거나 윈도우 7 이전 버전

사용자는 무료로 업그레이드를 받을 수 없나?

“현재 윈도우 7이나 윈도우 8.1을 사용하고 있지 않다면

무료로 윈도우 10 업그레이드를 받을 수 없다. 윈도우 10

이 탑재된 디바이스를 구매하거나 윈도우 8.1 디바이스를

구매해 업그레이드 하면 된다. 또는 윈도우 8.1 을 먼저 설

치하고 윈도우 10으로 업그레이드 하면 된다.”

Q4. 어떤 버전의 윈도우를 사용하고 있는지 모르겠다. 윈도우

10으로 업그레이드가 가능한지 어떻게 확인할 수 있나?

“자신이 사용하고 있는 윈도우 버전 혹은 업그레이드 가

능 여부를 알아보려면, ‘사용 중인 윈도우 운영 체제 확인

하기’ 페이지를 방문해서 확인할 수 있다.

업그레이드가 가능한지 간단하게 확인할 수 있는 방법

은, 1)작업 표시줄 오른쪽 끝에 있는 윈도우 모양 업그레

이드 도우미 아이콘을 클릭, ‘윈도우 10 시작 앱’을 연다 2)

팝업 창의 왼쪽 상단 메뉴를 찾는다 3) ‘PC 확인’을 클릭

4) 호환 여부를 확인한다.

업그레이드 도우미가 보이지 않는다면, 마이크로소프트

윈도우 홈페이지에 접속해서 내 PC 버전이나 사양을 자동

으로 확인할 수 있다.”

Q5. 윈도우 10으로 업그레이드 하려면 어떻게 해야 하나?

“현재 윈도우 7 혹은 윈도우 8.1을 사용하고 있는 개인

사용자라면 지금 업그레이드를 예약 하면 된다. 예약을 해

업그레이드 가능 여부 확인 방법

정리｜편 집 부

2015년 8월호 43

두면 7월 29일 이후부터 예약한 순서에 따라 순차적으로

다운로드가 시작된다.”

Q6. 윈도우 10 업그레이드 어떻게 예약하나?

“윈도우를 켤 때 마다 자동으로 업그레이드 알림창이 팝

업되는데 알림창을 클릭해서 예약할 수 있다. 또는 무료

작업표시줄 오른쪽 끝에 표시된 윈도우 아이콘을 클릭해

서 이메일 주소만 등록하면 무료 업그레이드 예약을 할 수

있다.

7월 29일 윈도우 10 출시 이후 설치할 준비가 되면 데스

크탑에 알림이 나타난다. 알림이 나타나면 알림을 클릭해

안내에 따르면 된다. 자동으로 다운로드가 시작된다.”

Q7. 업그레이드 하기 전에 준비해야 할 게 있나?

“업그레이드 시 약 3 GB의 여유 공간이 필요하며, 유·

무선 인터넷 사용이 가능해야 한다. 또한 제어판에서 윈도

우 업데이트가 사용가능하도록 설정해둬야 한다. 윈도우

업데이트 사용 가능 설정은 내 컴퓨터>제어판>시스템 및

보안>윈도우 업데이트>설정 변경 메뉴에서 자동으로 설치

항목을 클릭하면 된다.”

Q8. 업그레이드할 때 백업해야 하나?

“업그레이드 시 자동으로 문서와 파일이 보존되므로 쉽

고 빠르게 설치 가능하다. 하지만 보다 안전한 업데이트

를 위해 모든 데이터를 백업해 두는 것을 권장한다. 마이

크로소프트 원드라이브를 이용하면 무료로 15 GB까지

저장할 수 있다. 자세한 백업 방법은 안내 페이지를 참조

하면 된다.”

Q9. 윈도우 10에서도 이전에 사용하던 프로그램들을 그대로

사용할 수 있나?

“윈도우 10은 기본적으로 윈도우 8.1 소프트웨어 프로그

램이 구동되도록 설계됐다. 하지만 경우에 따라서는 윈도

우 10에서 작동하지 않거나 기능 구현이 안 되는 있는 앱

도 있을 수도 있으며, 윈도우 10으로 업그레이드한 후 앱

을 다시 설치해야 할 수도 있다.”

Q10. 윈도우 10 업그레이드 하고 나면 관공서, 은행사이트

이용이나 인터넷쇼핑몰 결제 가능한가?

“윈도우 10에는 가볍고 빠르면서 디지털 필기와 같은 새

로운 기능을 사용할 수 있는 마이크로소프트 새로운 브라

우저인 엣지(Microsoft Edge)가 기본 탑재돼있다. 인터넷

뱅킹 및 쇼핑몰 결제 등을 지원하는 IE11도 함께 탑재돼있

어 필요에 따라 선택해 사용하면 된다.

기타 윈도우 10 설치 사양, 호환성 등에 대한 더 자세한

정보는 마이크로소프트 윈도우 홈페이지에서 확인 가능

하다.”

작업표시줄 오른쪽 끝 윈도우 아이콘에 윈도우 10 무료

업그레이드 예약 창이 팝업된다. 사진은 윈도우즈 업데이트 설정 변경 창이 팝업된 모습

44

전기차 확산의 장벽을 허무는 반도체 기술 주행거리 연장과 충전 속도 향상의 큰 진전

내연기관 승용차의 전기자동차(순수

전기차 또는 하이브리드 카) 채택이

수 년 전 업계 관계자들이 예측했던

것만큼 빨리 이루어지지 않고 있다.

그 이유는 여러 가지가 있지만, 특히

포드나 폭스바겐 등 다수의 자동차 제

조사들이 직접 가솔린 분사 방식과 신

형 터보 기술을 접목시켜 필요한 출력

을 달성하면서도 효율과 경제성이 향

상되고 배기가스는 적은 소형 엔진을

개발할 수 있었던 것이 하나의 이유가

될 것이다.

더욱이 배터리 기술이 자동차 구매

시장에서 아직 내연기관 자동차와 대

등한 편의를 갖추고 충전 걱정 없이

마음 놓고 이용할 수 있는 양산형 전

기자동차 개발에 필요한 수준으로 진

일보하지 못한 이유도 있다.

그러나 반도체 기업들은 최근 전기

파워트레인을 제어 및 관리하여 내연

기관 대체 솔루션으로서의 적합성을

높이기 위한 기술과 고효율 소자 개발

에 상당한 진전을 보이고 있다.

일례로 박형 웨이퍼 임플란트(wafer

implant) 및 어닐링(annealing) 기술

과 함께 첨단 실리콘 기술을 활용하

는 차세대 Trench Field Stop IGBT

와 Free Wheeling 다이오드는 차

량 탑재 배터리 충전기, DC-DC 컨

버터 및 DC-AC 인버터와 같은 전기

자동차 애플리케이션을 지원하여 메

인 모터를 구동하게 되었다. 이 소

자들은 DBC(direct-bond-copper)

또는 IMST(insulated-metal-

substrate-technologies)를 활용하

는 고도로 효율적인 소형 폼팩터의 지

능형 파워 모듈(IPM)과 파워 집적 모

듈(PIM)의 지속적인 혁신에 기여하고

있다. 출력 손실을 최소화시키며 자동

차 시스템에 직접 영향을 미치는 전반

적인 효율을 증진시키기 위한 하드 스

위칭 모터를 제어하려는 IGBT의 시

스템 차원 최적화 및 급속 회복 다이

오드도 마찬가지이다

최근에는 이러한 기술 진전에 더하

여 디지털신호처리장치(DSP)와 마이

크로컨트롤러를 활용한 정교한 모터

제어 기법이 성공적으로 활용되고 있

다. 온세미컨덕터와 같은 기업들이 선

보이는 이런 기술들은 자동차 배터리

수명을 종합적으로 관리, 보존함으로

써 충전 간의 마일리지 확장이 가능하

도록 지원한다.

기술 진전의 목표는 충전 간 시간 연

장뿐 아니라, 충전주기 시간 자체를

단축하는 것이다. 소비자들의 바쁜 라

이프스타일 상 자동차를 몰고 집에 돌

아왔다가 다음에 차를 이용할 때까지

충전시간이 오래 걸리는 것은 용납되

지 않는다.

대형 자동차 제조사들이 새로운 버

전의 전기자동차를 출시함에 따라 현

재 시판 중인 통상적인 패밀리 전기차

의 충전 시간이 빠르게 개선되고 있

다. 예를 들어 Nissan Leaf의 경우,

가정에서 표준 16A 가정용 충전 기기

를 활용해 0%의 파워를 100%로 충전

하는데 대략 8시간이 소요된다.

표준형 3.3 kW 내장형 충전기를

6.6 kW 버전으로 업그레이드하면 충

전 시간을 4시간으로 단축할 수 있다.

집이 아닌 전용 충전소에서 DC 50

kW 급속 충전기를 이용하면 Leaf를

약 3분 만에 0%에서 80%까지 충전할

수 있다고 한다.

전기자동차의 충전 속도 향상을 촉

진시키는 여러 요소 중 하나는 고압,

고 전류가 고효율로 흐르는 충전 회로

에 내장된 전기적으로 견고한 부품들

이다. GaN 및 실리콘 카바이드(SIC)

와 같은 소재로 개발된 파워 스위치는

스위칭이 빨라지므로 전반적인 시스

템 무게가 줄어들고 효율이 증가한다.

이와 같이 새로운 WBG(wide band

gap) 소재와 집적된 IPM 및 PIM은

충전 시간의 대폭 향상에 필요한 성능

을 구현한다.

글｜ Sravan Vanaparthy, 제품 마케팅 매니저, 온세미컨덕터(ON Semiconductor)

Technical Trends

2015년 8월호 45

전기자동차 성능의 향상을 위해 주

목받는 또 다른 분야는 수동 및 능동

승객 편의와 안전을 뒷받침하는 차체

의 전자적 요소의 효율 증진과 에너지

소요량 억제다.

예를 들어, 실내 온도 제어 기능이

보다 에너지 효율적인 방향으로 개선

되고 있다. 실내 난방이 필요할 경우,

열 셔터가 엔진 룸으로 유입되는 차가

운 공기량을 줄임으로써 더 많은 열을

실내 온도에 활용하도록 한다. 필요할

경우 루프의 태양광 패널을 활용해 작

은 팬을 구동시킴으로써 실내에서 더

운 공기를 제거할 수 있다. 자동차에

집적된 스타트-스톱 시스템은 적색

신호등에서 동력을 끔으로써 공회전

중에도 에너지를 보존하게 한다.

제동, 서스펜션 및 기타 차량 시스템

의 회생 회로들은 정상적인 구동 중에

도 귀중한 전기에너지를 회수하여 배

터리를 충전함으로써 운행 거리를 연

장시키기도 한다. 이러한 회로들은 혁

신적인 제어 체계와 견고한 전력보호

패키지의 고효율 파워 소자들을 활용

함으로써 끊임없이 기술이 향상되고

있다.

전기자동차 운전자들에게 마지막으

로 제시할 이야기는 배터리 모니터

링 시스템의 정확도가 향상되고 있

다는 것이다. 물론 내연기관 자동차

와 마찬가지로 전기자동차 역시 급

가속과 급제동을 거듭하면 운행 거

리가 단축된다.

그러나 첨단 소프트웨어 및 알고리

즘을 활용하여 운행 거리 예측이 점차

향상될 뿐 아니라, 이를 인지하고 계

산하는 것이 일상화되면 운행 중의 이

러한 예측도 안정적이 되리라고 본다.

이렇게 되면 운전자들이 보다 나은 확

신과 믿음으로 전기자동차를 선호하

게 될 것이다.

1.2.3 몰드 변압기 부분방전 시험

(1) 부분방전 관리

Mold 변압기는 제조과정에 에폭시 수지를 진공상태에서

주입(함침)하며 이 과정에 미량의 공기가 흡입되거나 미세

한 이물질 등이 함유되어 있는 경우 여기서 부분방전이 발

생하기 시작하고 사용중 국부적인 온도 발열에 의하여 절

연성능이 떨어지면 이 부분에서 부분방전이 발생하기 시

작한다. 부분방전은 초기에는 문제가 없지만 지속적으로

발생하게 되며 이때의 온도로 인하여 점차 부분방전이 증

가하게 된다. 각 Mold 변압기 제조회사들은 에폭시 수지

의 진공주입 및 경화과정을 잘 관리하여 부분방전을 최소

화 하고 있다.

에폭시 절연물 등의 절연상태를 관리하기 위하여 절연저

항을 측정하거나 내압을 인가하여 측정하는 방식은 기존

의 절연유 관리에 비하여 그 효용성이 많이 떨어진다. 실

제 현장에서는 내압 등의 시험결과 이상이 없지만 가압하

는 상태에서 절연파괴가 일어나는 경우를 종종 보게 된다.

그래서 필자는 에폭시 절연재의 절연관리에는 부분방전이

가장 유효하다고 믿는다. 실제 Mold 변압기를 구매할 때

제조회사에서 부분방전을 줄일 수 있도록 제조과정을 혁

신하고 PQ 과정에서 어떻게 부분방전을 관리하고 있는지

파악하는 것이 중요하다. 필자의 경험으로 보면 제조회사

에서 이 부분을 소홀히 하는 업체가 있었음을 밝힌다.

(2) 부분방전 관리기준

KS C 4311 및 KS C IEC 60726 규정에 의하면 건식 변

압기의 부분방전 시험에 대한 기준이 나오는데 외부 잡

음을 포함하여 50pC 이내로 규정하고 있다. 반면 IEC

60076-11 규정에 의하면 부분방전 측정 을 IEC 60270

및 IEC 60076-3 부속서 A에 의하여 측정하도록 하고 있

고 최대 부분방전은 10pC 이하를 요구하고 있다. 이와 같

이 부분방전량에 차이가 있는데 이는 KS가 IEC 과거 버전

을 인용하였기 때문으로 생각된다. 한편 IEC 규정에 의한

Mold 변성기 등의 부분방전 기준은 20pC이다.

(3) 신설변압기의 부분방전 시험

IEC 60076-11 규정에 의한 부분방전 시험은 IEC 60270

에 의하도록 하고 있고 시험방법은 다음과 같다. 우선 그

림 4-13과 같이 선간전압 1.8 U에서 30초 그리고 이어서

1.3 U에서 3분간 시험을 하여 최대 부분방전량이 10pC 이

하이어야 한다. 구매자가 원할 때 추가시험은 그림 4-14와

같이 상과 대지간 전압 1.3 U에서 30초 그리고 이어서 U

에서 3분간 시험을 하여 최대 부분방전량이 10pC 이하 이

어야 한다.

(4) 사용중인 변압기의 부분방전 관리

변압기를 시설할 경우 부분방전은 IEC 60270에서 정한

방법으로 할 수 있는데 현장에서 이 방식으로 하는 것은

수배전반 예방진단 및 관리기술

46

Technical Series

불가능하다. IEC 60270에서 정한 방법을 conventional

방법이라고 말한다면 unconventional 방법이 다양하게

많이 개발되고 있으며 IEC 62478은 on-line 또는 on-

site에 맞는 방식에 대하여 규정하고 있다.

현장에서는 코로나 디텍터, 전자파를 이용한 부분방전,

TEV를 이용한 부분방전 등으로 활용할 수 있다. 이 방법

에 대하여는 큐비클 부분방전 진단 및 GIS 부분방전 진단

을 참고하면 된다. 그림 4-15는 전자파를 이용한 부분방

전 진단의 예이다. 부분방전이 발생하면 광대역의 전자파

가 발생한다. 필자는 전기를 처음 배울 때 라디오를 들고

변전소를 돌아다닌 경험이 있다. 변전소에 코로나가 발생

하면 라디오에 ‘찌찍’하는 잡음이 들리기 때문이다. 이와

같이 ‘찌직’하는 잡음을 신호로 하고 라디오, 휴대폰, 무전

기 등의 전자파를 노이즈로 판단하는 것이 부분방전 진단

장비이다.

위에서 언급한 10pC이 신설 변압기에 대한 규정이라면

사용 중인 몰드 변압기는 이 보다 큰 값으로 관리할 수 있

다. 너무 낮은 값으로 관리하는 것은 고가의 장비를 사용

하여야 하는 것도 문제지만 노이즈 문제로 실제 부분방전

을 관리하기가 어렵기 때문이다. 부분방전은 그 원인별로

위험도가 달라 같은 기준으로 평가하는 것이 어렵다는 문

제도 있다. 필자가 현장에서 관리하는 기준은 사용중인

Mold 변압기의 부분방전은 수백 pC으로 보고 부분방전의

원인, 트렌드 등을 종합적으로 보고 판단한다. 배전계통에

서 실제 사고가 일어나는 것은 수천~수만 pC이다.

1.2.4 부하 운전 조건 등에 의한 관리

Mold 변압기는 유입 변압기에 비하여 부하의 조건에 따

라 영향을 많이 받는 부분이 있다. 앞에서 언급한 영상분

을 포함하는(단상 정류기 등) 비선형 부하가 많은 경우 영

상분 고조파 전류의 △권선 순환, 부하전류의 증가에 따른

산업이 다양화하면서 자동화, 대용량화 및 높은 전기의존성은 단 한번의 전기사고도 용납하지 않고 있다.

특히 인터넷과 스마트폰의 발전은 우리의 일상과 아주 밀접하게 연결되어 있어 더욱 신뢰성 높은 전기설비

유지관리가 필요한 시점이다. 이러한 변화의 흐름에 따라 현장의 유지관리 기술도 변화의 요구가 거세지고

있다. 본고에서는 수배전반 예방진단 및 관리기술에 대해 체계적으로 정리하여 최신의 관련이론과 현장기

술을 제시한다.

글│강 창 원 대표이사 (주)피에스디테크

2015년 8월호 47

[그림 4-13] 부분방전 시험시 전압인가 방법 [그림 4-14] 추가 부분방전 시험시 전압인가 방법

[그림 4-15] 전자파를 이용한 부분방전 진단시스템

손실증가, 무부하 손실 증가 등에 따른 온도의 상승이 있

는데 이는 앞에서 언급하였으므로 여기서는 다른 부분만

다루고자 한다.

(1) 기계적인 응력 변화

과거에 지하철 등 과부하 운전과 경부하 운전을 반복하

는 곳에서 Mold 변압기 사고가 빈번하게 발생하였다. 이

와 같이 지하철 부하에서는 아침 출근시간대에 짧은 시간

대이긴 하지만 큰 과부하 운전을 하게 되고, 열차가 지나

가면 경부하 상태가 되며 이러한 운전을 반복하게 된다.

그 원인은 액체 절연에 비하여 권선 주위를 감싸고 있는

고체절연체가 반복되는 응력변화를 유연하게 수용하지 못

하는 것에 기인한다고 판단된다. 이와 같이 반복되는 스트

레스 과정에서 작은 틈이 생겨 그곳에서 부분방전이 발생

하기 시작하며 또한 기계적 응력의 차이로 고체절연체에

균열이 가기 시작하며 그림 4-16과 같이 절연파괴에 이르

게 된다.

이와 유사하게 우리나라는 22,900/380V 체계를 가지고

있고 변압기 용량이 대용량으로 채택되는 추세에 있어 다

른 나라에 비하여 저압의 단락용량이 크다고 본다. 즉, 몰

드 변압기 2차에서 단락사고가 발생하면 순간적으로 수십

kA의 고장전류가 흐르게 되고 이것이 그대로 몰드변압기

에 가하여져서 큰 충격으로 작용하게 된다. 또 큰 단락전

류가 흐를 때, 동선(또는 알루미늄)과 에폭시 고체절연체

는 열팽창계수 (그림 4-17)가 다르기 때문에 큰 단락전류

에 의한 전자기계력은 고체절연체의 큰 변형을 수반하게

된다. 실제 현장에서 몰드기기가 소손되면 마치 칼로 무

를 자르는 것과 같이 반토막 나는 것을 본 경우가 있다. 최

근에는 제조업체에서 도체와 절연체의 열팽창계수가 같게

하기 위한 노력을 하고 있는 것을 볼 수 있다.

(2) 서지대책

수전설비는 낙뢰 및 개폐서지에 대한 대책을 수립한다.

계통은 절연협조에 대한 검토를 하여 이에 대한 준비가

되어 있다. 계통에 낙뢰가 침입하면 절연강도를 크게 하

여 모두가 이에 견디게 설계하면 좋지만 이렇게 하기에

는 너무 많은 투자가 들어가 경제성이 문제가 된다. 이를

해소하기 위하여 계통에는 서지 어레스터(우리나라에서

는 통상 피뢰기라 한다)를 설치하여 낙뢰 등 급준파가 들

어오면 일정전압 이상에서 서지어레스터가 먼저 동작하도

록 약속이 되어 있다. 그것의 기준이 BIL(basic impulse

insulation level, 기준충격절연강도)이다. 통상 피뢰기

는 피보호장치인 변압기에 가깝게(유효 이격거리 20 m /

22.9 kV) 설치한다. 이렇게 하면 변압기, 케이블, 변성기

등의 절연강도를 크게하지 않아도 되기 때문에 경제적이

다. 이와 같이 경제적인 절연설계를 하는 것을 절연협조라

한다.

우리나라 배전계통은 22.9 kV-Y 다중접지 계통이며 피

뢰기 정격전압은 18 kV를 사용한다. 낙뢰가 침입하였을

때 방전개시전압은 피뢰기 정격전압의 4.5배 즉, 81 kV

정도에서 방전을 시작한다.

22.9 kV 유입 변압기의 BIL은 통상 150 kV로 되어 있

다.(유입 변압기도 국제규격에 따라 약간 차이가 있지만

송전용과 배전용이 차이가 있는데 우리나라는 송전용을

적용하여 통상 150 kV로 한다) 반면, 22.9 kV 몰드 변압

기의 BIL은 표 4-4과 같이 IEC 60076-11에서는 95 kV

48

Technical Series

[그림 4-16] 스트레스와 수명과의 관계 [그림 4-17] 도체/절연체의 온도에 따른 열팽창 계수

와 125 kV가 있고 ANSI C.57.12.01에서는 95 kV로 규정

되어 있는데 우리나라는 주로 95 kV를 많이 설치하여 왔

다. 앞으로는 125 kV로 변하여야 한다. 제품을 개발할 때

절연계급을 결정하는데 그림 4-18과 같이 파두장이 1.2

μs이고 파미장이 50 μs인 급준파의 크기가 95 kV, 125

kV, 150 kV에서 시험을 하는 것이다.

몰드 변압기의 기준충격절연강도의 기준은 낮게 한 이유

는 무엇일까. 에폭시의 절연성능이 절연유에 비하여 낮은

것도 이유가 되겠지만 최근에 이는 상당히 개선되고 있다.

이보다 Mold 변압기는 주로 옥내배전 급에서 사용되고 유

입 변압기는 수전단에 많이 사용되기 때문이다. 유럽 등에

서는 몰드 변압기를 이와 같이 배전급에 화재 등의 우려가

있는 옥내에 주로 사용하기 때문에 BIL을 낮게 규정하고

있다. 그러나 우리나라는 22.9 kV 수전단에 사용하기 때

문에 유럽에 비하여 BIL을 높게 유지할 필요가 있다. 저자

는 이 교재를 쓰면서 몇몇 몰드 변압기를 제작하는 회사의

홈페이지를 검색하였고 구매시방, 기술규격 등을 조사하

였다. 이 과정에서 일부 회사는 95/125 kV의 규격이 있었

지만 대다수의 제조회사는 95 kV 만이었음을 확인할 수

있었다. 95/125 kV가 있다고 하더라도 선택에 도움을 줄

수 있는 곳은 없었다.

이와 같이 Mold 변압기는 일반적으로 서지에 약하다고

알고 있고 이를 해소하기 위하여 진공차단기와 Mold 변압

기 사이에 Surge Arrester를 하고 있다. 그러면 실제 현

장에서 사고가 많이 발생하는 Mold 변성기는 어떻게 관리

하고 있는가. 또한 Surge Arrester는 어떻게 유지관리하

고 있는가. 서지어레스터는 다른 장에서 제시하는 관리방

안을 참고한다.

1.2.5 MOF

(1) MOF 정의

MOF는 그림 4-19와 같이 변류기와 계기용 변압기를 하

나로 하여 외함에 넣어 결선되어 있는 기기로, 전력수급용

전력량계, 무효 전력량계, 최대 수요 전력량계와 조합하여

사용하는 삼상 계기용 변압 변류기이다. MOF는 주회로의

고전압. 대전류를 사용 목적에 적당한 저전압(110V). 소

2015년 8월호 49

[표 4-4] IEC 60076-11에서 정한 몰드 변압기의 기준충격절연강도(BIL)

[그림 4-18] 1.2 μs x 50 μs 낙뢰 임펄스 Full wave

전류(5A)로 변성하는 기기이며 용도에 따라 분류하면 계

기용 변류기, 계기용변압기로 나눌 수 있고, 절연 형태로

는 건식, 유입식, 몰드식으로 구분되며 최근 22.9KV급에

방재에 유리한 몰드식이 많이 적용되고 있다. 계량을 목적

으로 필요하기 때문에 MOF(Metering Out Fit)이라 하고

MOF 는 PT 와 CT가 같이 구성되어 있기 때문에 PCT라

고도 한다. 계기용 변성기(내선규정 3220-6) 또는 계기용

변압 변류기(KS C 1707)라고도 한다.

(2) 유지관리 측면에서의 MOF 특이점

① 위치상 점검이 어렵다.

MOF는 수전단에서 통상 전력퓨즈 다음에 설치한다. 정

식설비 중 일부는 차단기 2차에 설치하는 경우가 있지만

간이 수전설비는 퓨즈 2차에, 정식 수전설비도 대부분은

차단기 1차에 설치되어 있다. 그래서 MOF를 점검하는 것

은 물론 접근 자체도 아주 어렵게 되어 있다.

② 점검할 방법이 없다.

작정하고 점검을 하려고 하여도 절연저항 측정 등 아주

기초적인 것 이외에는 별도로 점검/진단은 아주 어려운 것

이 현실이다. 유입변압기의 경우는 절연유를 채취하여 내

압, 산가, 가스 분석 등을 할 수 있지만 유입식 MOF는 절

연유룰 채취할 방법이 없다. 건식 및 몰드식의 경우도 뾰

족한 방법이 없다. 절연저항 측정도 중성점 단자(O 단자)

를 풀어야 하는데 이도 쉽지 않다. 한마디로 점검 사각지

대에 있다.

③ 사고파급의 영향이 크다.

이와 같이 점검이 어렵고 점검할 방법이 없지만 사고의

빈도는 상대적으로 높은 편이다. 피뢰기도 MOF 후단에

있어 낙뢰에 노출되어 있고 과전류가 흐를 경우 등에 취약

한 구조이다. 보호장치도 전단에 퓨즈 하나만 설치되어 있

어 취약하다. 또한 사고가 발생하면 수전점 인입구의 전력

퓨즈가 차단되거나 한전으로 사고 파급이 되기 때문에 정

전범위가 넓어진다.

(3) 유지관리 측면에서의 관련 규정 등 변천 과정

사고 빈도, 한전 파급, 안전관리 사각 등 여러 가지 문제

가 있어 1990년 대 이후 MOF와 관련된 규정에 몇 차례 변

경이 있었으며 이를 이해하면 MOF 유지관리에 도움이 될

것으로 판단하여 정리하여 본다.

① 난연성 제품 사용 권장(2000년)

2000년 내선규정이 개정되면서 옥내 등에 설치하는

MOF는 난연성을 사용하도록 권장하였다. 이에 따라 대부

분의 MOF는 에폭시 절연의 몰드형을 사용하기 시작하였

다. 이는 유입식을 옥내에 사용하였을 경우 사고 시 폭발,

졀연유 분출 등의 사고를 막기 위한 고육책이었을 것으로

이해한다. 하지만 몰드식의 경우 앞에서 지적한 특별한 유

지관리 방안이 없다는 것에 대한 대안을 제시하지 못한 아

쉬움이 있었다.

[내선규정 3220-6 계기용 변성기2. ②]

옥내 수전실 또는 큐비클 등 밀폐된 공간에 설치하는 전

력수급계기용 MOF는 난연성(에폭시 몰드 및 가스절연 또

는 실리콘 절연 등) 제품을 사용하는 것이 바람직하다.

② 과전류강도

과전류강도는 1990년대 이후 꾸준히 문제 제기가 있었는

데 한국전기안전공사 검사기준에 1998. 1. 1 이후 공사계

50

Technical Series

[그림 4-19] MOF 외형 및 구분

획인가분부터 과전류 강도를 적용한다고 하여 공식적으로

MOF의 과전류 강도가 이슈가 되기 시작하였다.

이후 2001. 12. 19일 당시 산업자원부 고시로 기술기준

이 개정되어 계기용 변성기의 과전류강도를 다룰 수 있는

법적 근거(기술기준 57조)를 마련하였다. 그러나 이 기술

기준은 2007년 판단기준을 도입하면서 기술기준 23조로

변경되었다.

[기술기준 제23조 제1항]

발전기·변압기·조상기·계기용변성기·모선 및 이

를 지지하는 애자는 단락전류에 의하여 생기는 기계적 충

격에 견디는 것이어야 한다.

③ 부분방전 시험

기술표준원은 KS C 1707(전력 수급용 계기용 변압변류

기)의 시험항목에 부분방전 시험항목을 삽입하는 등 대폭

변경을 하였으며 2013. 1. 1.일부터 시행한다고 하였다.

이제 부분방전 시험이 KS 개발시험 항목에 삽입되어 어

느 정도 몰드 MOF의 안정성을 확보할 수 있게 되었지만

이에 그치지 말고 유지관리 기법에 이를 도입하여 주기적

으로 부분방전 시험을 하여야 한다.

(4) 과전류강도

과전류강도는 열적 과전류강도와 기계적 과전류강도로

나누어진다.

① 열적 과전류강도(Rated short-time thermal current)

고장전류가 변류기 1차 권선에 흐를 경우 견디는 한계를

표시하는 것으로 정격전류(kA)로 표시하거나 과전류강도

로 표시한다.

정격과전류(kA)로 표시하는 경우는 12.5, 20, 25, 31.5,

40 등으로 표시한다. 과전류강도는 그 변류기의 정격1차

전류 값의 몇 배까지 견딜 수 있는가를 나타내며, CT에 정

격부담, 정격주파수 상태로 열적, 기계적, 전기적 손상 없

이 1초간 흘릴 수 있는 최고 1차 전류를 정격 1차 전류로

나눈 값으로서 표 4-5와 같다.

고장전류 계산 및 이에 따른 과전류 강도 선정은 내선규

정에서 표 4-6과 같이 제시하고 있다.

2015년 8월호 51

[표 4-5] 정격 과전류강도

[표 4-6] 거리에 따른 과전류 강도

52

여기서 실제 단락사고가 발생하여 고장전류가 흐르면 보

호장치가 동작하여 단락사고회로를 분리하게 되므로 다음

식과 같이 보증하는 과전류강도는 커지게 된다.

S =

Sn [kA]

√t

여기서 S : 통전시간 t초에 대한 과전류강도

Sn : 정격 과전류강도

t : 통전시간(초)

MOF 전단에 한류퓨즈가 있는 경우와 비한류퓨즈가 있

는 경우, 또한 과전류 계전기의 순시가 동작하는 경우 등,

경우에 따라 과전류강도의 값은 다르게 된다. 통상 한류퓨

즈는 1/2 Hz에 동작책무가 완료되어 과전류강도가 수십

배 커지게 되어 유리하지만 비한류퓨즈 등을 설치할 경우

는 큰 단락전류가 상대적으로 지속적으로 흐르게 된다.

② 기계적 강도(Dynamic peak current)

변류기의 기계적 과전류는 표 4-7과 같이 정격 과전류강도

에 상당하는 1차 전류(실효값)의 2.5~2.7배에 상당하는 초기

최대 순시값을 갖는 과전류를 흘려 이에 견디어야 한다.

(5) 부분방전 시험

[KS C 1707]

최고 전압 6.9kV 이상의 계기용 변성기의 부분방전을

표 4-8에 따라 하고 방전전하량이 100 pC을 초과하는지

여부를 시험한다.

Technical Series

[표 4-7] 기계적 강도

[표 4-8] KS C 1707에 의한 부분방전 시험

1. IEC 62271-200 (IEC)

2. IEC 60076-11 (IEC)

3. Vacuum Cast Coil Dry Type Distribution Transformers (ABB)

4. IEEE Guide for Determination of Hottest-Spot Temperature in

Dry-Type Transformers (IEEE)

5. Installation, use and maintenance Manual (Tesar Tesar s.r.l.)

6. ANSI/IEEE C 57.12.01-1979 general requirements for dry-type

distribution and power transformers (IEEE)

7. Trihal cast resin dry type transformers (France Transfo)

8 . 한전일반구매규격 고효율 건식 변압기 (GS6120-0011 )

(한국전력공사)

9. Tech Topics No. 47 (SIMENSE)

10. H종 몰드 변압기 (ABB Korea)

참고문헌

2015년 8월호 53

.XT 기술 적용 IGBT5를 사용함으로써 더 높은 전력 가능

5세대 1700V IGBT5와 이미터 제어 다이오드

다양한 애플리케이션에서 인버터 시스템에 사용되는 전

력 모듈로 더 높은 전력 밀도를 달성하기 위해서는 무엇보

다도 먼저 실리콘 성능을 향상시키는 것이 기본이 되어야

한다. 시스템 당 요구하는 전력 용량이 계속해서 높아지고

있는 한 예가 바로 풍력발전용 터빈이다. 이전 세대 제품

과 비교해 5세대 1700V IGBT 및 이미터 제어 다이오드는

여러 면에서 향상을 이룸으로써 Tvjop=175℃로 연속적으

로 동작할 수 있게 됐다[1]. 그럼으로써 이들 디바이스를 채

택한 전력 모듈로 더 높은 열 스트레스를 견디면서도 이전

세대와 동일한 동작 수명을 달성하고 전력 밀도는 크게 끌

어올릴 수 있게 됐다. 이것은 앞서 발표한 .XT 기술을 적

용함으로써 가능해진 것이다[2]. .XT 기술의 특징적인 점

은, 다이 접착 시 신뢰성이 우수한 확산 본딩을 사용하고,

Al 와이어본딩 대신에 Cu 와이어본딩을 사용하며, 최종적

시스템 솔더 및 합금 성분을 향상시켰다는 것이다. 한편으

로는 전력 밀도를 이전 세대 모듈과 동일하게 유지한다면

.XT 기술의 이러한 특성들에 힘입어서 모듈의 정격 동작

수명을 크게 높일 수 있다는 뜻이 된다.

1700V 5세대 IGBT

그림 1은 IGBT4 세대와 비교해서 단면도를 보여준다.

두 디바이스 모두 성공적인 트렌치 필드스톱(trench-

fieldstop) 기술을 사용하고 있다. 5세대에서는 여기에 더

해서 단락 회로 시에 더 높은 수준의 전력 소산을 처리할

수 있도록 상단면에 후막 구리(Cu) 금속층을 도입하고 있

다. 지난 PCIM 전시회에서는, 이 방법을 써서 단락 회로

내량 시간을 성공적으로 늘릴 수 있게 되었다는 점을 설명

Product Feature

[그림 1] 1700V IGBT4와 1700V IGBT5의 단면 비교

인버터에 대해서 끊임없이 더 높은 전력밀도 요구를 충족하기 위해서는 전체 손실 측면에서 전력 모듈의 성능을 향상시키는 것

이 무엇보다 중요하다. 인피니언 테크놀로지스의 새로운 1700V IGBT5와 새로운 이미터 제어 다이오드를 채택한 최신 세대

PrimePACK™ 전력 모듈은 바로 이와 같은 애플리케이션 요구를 충족할 수 있도록 성능을 제공한다.

글｜ 빌헬름 루슈(Wilhelm Rusche), 앙드레 R. 스테그너(Andre R. Stegner)

인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies AG)

54

Product Feature

했다[3][4]. Cu 금속층은 또한 새로운 .XT 접합 기술과 함

께 결합해서 Cu 와이어본딩을 도입하는 것을 가능하게 한

다. 이 그림에서는 또한 IGBT5에서는 동적 디바이스 두께

가 감소했다는 것을 알 수 있다. 그럼으로 결과적으로 정

적 및 동적 손실을 낮춰준다.

그림 2는 실온과 각기 최대 동작 온도일 때 두 기술 세대

의 결과적인 출력 특성을 비교하고 있다.

이전 기술 세대와 마찬가지로, 5세대 IGBT(P5) 역시 컬

렉터 이미터 포화 전압(VCEsat)이 양의 온도 계수를 나타

낸다. 또한 디바이스 수직 구조를 향상시킴으로써 동일한

전류 정격 디바이스로 온상태 전압을 크게 감소시킨다. 그

럼으로써 동일한 모듈 풋프린트로 전류 밀도를 높일 수 있

게 한다.

온상태 손실뿐만 아니라, 스위칭 손실 또한 고려해야 한

다. 표 1에서는 동일한 PrimePACK™ 모듈 풋프린트로 전

류를 30% 높였을 때 1700V P4와 비교해서 1700V P5 고

전력 디바이스의 정적 및 동적 손실을 살펴보고 있다.

표 1에서는 1700V IGBT5가 접합부 온도가 25K 상승했

음에도 이전 세대 디바이스와 비교해 암페어 당 총 스위

칭 손실(Esw/A)이 더 낮다는 것을 알 수 있다. 그러므로

150℃의 동일한 접합부 온도로 비교했을 때는 IGBT5-P5

가 P4와 비교해 공칭 전류는 30% 더 높음에도 불구하고

VCEsat은 동일하면서 암페어당 총 스위칭 손실은 10% 이

상 낮다는 것을 알 수 있다.

이 새로운 IGBT 기술을 평가할 때 또 다른 중요한 점은,

적절한 소프트 스위칭 동작을 제공한다는 점이다. 그럼으

로써 EMI 친화적 동작을 가능하게 한다. 그림 3은 실온으

로 공칭 전류의 두 배 이상을 처리하면서 스위칭이 매우

빠르게 이루어질 때 IGBT5 PrimePACK의 턴오프 곡선을

보여준다.

[그림 2] 동일한 칩 크기로 25℃ 및 각기 Tvjopmax 일 때 1700V IGBT5-P5와 1700V IGBT4-P4의 출력 특성 비교

[그림 3] 새로운 IGBT5-P5를 채택한 PrimePACK™ 모듈의 턴오프 곡선. Tvj = 25℃로 공칭 전류의 두 배 이상을 처리하고 있다.

[표 1] 동일한 PrimePACK™ 모듈 풋프린트일 때 이전 세대 P4와 P5의 수치 비교

IGBTIGBT4 P4 @150℃

IGBT5 P5@150℃

IGBT5 P5@175℃

전류/PP3풋프린트(%)

100% 130% 130%

Tvj,op,max (℃) 150 175 175

VCEsat (V) 2.2 2.2 2.3

Esw/A (%) 100% 88% 95%

2015년 8월호 55

이 턴오프 곡선을 보면, 1700V

IGBT5-P5를 사용함으로써 공칭 전류가

최대 1800A에 이르는 전력 모듈로 소프

트 스위칭 동작을 제공하고자 하는 디자

인 목표를 확실하게 달성하고 있다는 것

을 알 수 있다. 그러면서도 표 1에서 열

거한 바와 같이 동적 손실을 낮춰준다.

1700V 5세대 이미터 제어 다이오드

또한 모듈 설계 측면에서, 이 새로운 세

대의 전력 모듈로 최대의 성능 향상을 달

성하기 위해서는 그에 걸맞은 전력 다이

오드를 사용해야 한다. 그림 4에서 보듯

이 5세대 1700V 이미터 제어(emitter

controlled) 다이오드는 이전 기술과 비

교해서 실리콘 두께를 추가적으로 더욱

줄였다. 이 점이 정적 및 동적 손실을 줄

일 수 있도록 하는 토대가 된다.

IGBT에서와 마찬가지로, 순방향 전

압(Vf)과 암페어 당 역복구손실(Erec)

은 이전 세대 다이오드와 같은 수준

이다. 그러면서도 IGBT5와 마찬가지

로 실리콘을 향상시킴으로써 동일한

PrimePACK™ 모듈 풋프린트로 30%

더 높은 전류와 25K 더 높은 접합부 온도를 가능하게

한다.

다이오드의 실리콘 두께는 상대적으로 크게 줄였으면서

도 5세대 디바이스는 스위칭 매끄러움(softness)이 이전

디바이스와 거의 비슷하다. 이와 같이 향상이 가능한 것은

다이오드의 필드 스톱(field stop) 설계를 최적화했기 때문

이다. 그림 5에서는 공칭 전류의 5% 일 때 두 다이오드 세

대의 정류 특성을 비교하고 있다. 5세대 이미터 제어 다이

오드를 채택한 PrimPACK™ 모듈을 사용해서 실온에서

측정했다.

Tvj,op가 25K 높아짐에도 불구하고 서지 전류 용량은

떨어트리지 않도록 하기 위해서, 이 차세대 다이오드 역시

그림 4에서 보는 것과 같이 상단면에 후막 구리 금속층을

적용하고 있다[2].

모듈 성능-인버터 출력 전류 계산

이러한 디바이스 차원의 데이터를 살펴봤을 때, 새로운

1700V IGBT5-P5를 사용함으로써 동일한 모듈 풋프린트로

최대 인버터 출력 전류를 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

이를 확인하기 위해서 인피니언 테크놀로지스의

IPOSIM 시뮬레이션 툴[5]을 사용해서 테스트를 실시했다.

PrimePACK™ 1700V 모듈 제품은 인피니언이 2006년부

터 제공하기 시작했으며, 이제는 메가와트 풍력발전 애플

리케이션에서 사실상의 표준 전력 모듈로 자리잡고 있다.

그러므로 이 인버터 출력 계산은 제너레이터측 풍력발전

인버터 애플리케이션의 경우라고 가정했다.

이 계산을 위해, 액체 냉각 시스템의 Rth,ha가 모듈 암

[그림 4] 이전 세대 디바이스와 5세대 1700V 이미터 제어 다이오드의 단면도 비교

[그림 5] (a) 5세대 이미터 제어 다이오드와 (b) 3세대 이미터 제어 다이오드의 정류 특성 비교

56

(module arm)당 0.015K/W이

고 주변 온도는 Ta=50℃라고 가

정했다. 또한 이러한 전문적 풍

력발전 애플리케이션에서는 다

이오드가 인버터 크기를 결정하

는 가장 중요한 요소이다. 그러

므로 DC 링크 전압 1080V, 베이

스 주파수 15Hz, 변조 계수(MI)

1.00, cos(φ) -0.82로 했다.

그림 6에서는 그에 따른 계

산 결과를 보여준다. 스위칭 주

파수에 따라서 달성 가능한 인

버터 출력 전류를 보여주고 있

다. 검정색과 파란색 곡선은

Tvj,op=150℃ 일 때 5세대 디바

이스와 4세대 디바이스의 전류

계산을 보여준다. 빨간색 곡선은

TvjopMax=175℃ 일 때 IGBT5

로 달성 가능한 최대 인버터 출력 전류이다.

이들 시뮬레이션 결과를 보면, 새로운 5세대 기술을 사

용함으로써 최대 인버터 출력 전류를 대략 30%까지 높일

수 있다는 것을 알 수 있다. 파란색 곡선은 5세대 모듈로

Tvj,op를 150℃로 제한했을 때 계산되는 최대 출력 전류

이다. 이렇게 하면 .XT 모듈 패키징 기술에 힘입어 모듈

수명을 10% 향상시킬 수 있으며, 그러면서도 달성 가능한

최대 출력 전류 또한 약 10% 향상시킨다.

요약

인피니언 테크놀로지스의 5세대 1700V IGBT 및 이미

터 제어 다이오드는 Tvj,op=175℃로 동작할 수 있도록 설

계됐다. 가능한 동작 온도를 높임으로써 확고한 기반을 구

축하고 있는 1700V PrimePACK™ 모듈 플랫폼으로 전력

밀도를 대대적으로 높일 수 있다. 새로운 PrimePACK™

전력 모듈 제품은 .XT 기술을 적용함으로써 혹독한 환경

에서 동작할 수 있으며, 수명과 서지 전류에 대한 요구를

충족하고, EMI 측면에서도 안정적이다. 한편으로는 .XT

기술의 이점에 힘입어 전력 밀도는 조금 높이면서 수명을

이전과 비교하여 크게 향상시킬 수도 있다.

[그림 6] IGBT4를 IGBT5로 교체함으로써 최대 175℃의 접합부 온도로 동작하면서 인버터 출력 전류를 높일 수 있다.

[1] A. Stegner, et al., Next generation 1700V IGBT and emitter controlled

diode with .XT technology, PCIM, Nuremberg, Germany, 2014

[2] A. Ciliox, et al., New module generation for higher lifetime, PCIM,

Nuremberg, Germany, 2010.

[3] A. Ciliox, et al., Next step towards higher power density with new IGBT

and diode generation and influence on inverter design, PCIM, Nuremberg,

Germany, 2012.

[4] F. Hille, et al., Failure mechanism and improvement potential of IGBT’s

short circuit operation, Proc. ISPSD 2010, Hiroshima, Japan, 2010.

[5] IPOSIM: IGBT Power Simulation, available at www.infineon.com

참고문헌

Product Feature

2015년 8월호 57

DIY

/원격

전원

제어

만원에 아두이노로 만드는 원격 전원제어

아두이노를 포함하여 1만 원에 원격으로 전원을 제어하는 모듈을 만들어보자. 1만 원이지만 굉장히 안전하고

깔끔한 하우징까지 가능하다. 테스트 목적이 아닌 실제 사용할 것이다.

글 | 허 원 진 아키텍트 <baramnemse@gmail.com>

시작하기 전 주의사항

이 글은 아두이노를 이용하여 가정용 전기 전원을 제어

하는 내용을 다루고 있다. 매우 위험할 수 있다. 따라서

전기에 대한 이해와 안전의식이 필요하다. 이해가 부족할

경우 반드시 전문가의 도움을 받고 적절한 도구와 부품을

이용하여 안전하게 만들어야한다. 이 글과 필자는 결과에

대해 책임을 지지 않는다. 글에 언급한 주의사항을 잘 따

라 안전하게 만들어보자.

재료

초반부터 무시무시한 말을 했지만 좋은 재료로 안전하게

결합하면 안전하다. 모두 인터넷에서 구입할 수 있는 재

료들이다. 아두이노와 센서까지 국내에서 살 경우에는 총

25,000원이 든다. 재료 구입이 DIY 과정의 반이다. 재료

이름 그대로 검색을 하면 찾기 쉬울 것이다. 플러그, 콘센

트, 전선은 한국품질인증표준원이 인증하고 있는 K마크가

있는 제품을 구입한다.

안전을 위해 접지 단자가 있는 접지형을 구입한다. 또

한 코드 쪽에 전선을 물어서 장력을 분산할 수 있는 제품

이 좋다. 코드 쪽에 전선 매듭을 만들어 장력을 분산하는

방법은 안 좋은 방법이다. 용량만 맞으면, ‘ㄱ’자 플러그를

써도 된다.

[그림 1] 일자 플러그(접지형) AC 250V 16A

[그림 2] 노출 박스(콘센트용)

노출 박스(그림 2)에 아두이노와 릴레이 스위치, 온도센

서 콘센트가 들어간다. 이 글은 실험이 목적이 아니라 실

제 사용할 전제로 만드는 것이 목적이므로 전원부를 안전

하게 보호할 케이스가 필요하다. 박스가 그런 역할을 한

다. 전원과 관련된 단자, 구리선 등이 눈에 보이면 안 된

다. 눈에 보인다는 것은 접촉할 가능성이 있고 빛에 노출

된다는 것이다.

콘센트는 플러그와 마찬가지로 접지 단자가 있는 것을

구매한다(그림 3). 접지는 낮은 저항을 제공하여 과전류가

발생하면 전류가 사용자가 아닌 다른 곳으로 흐르게 유도

한다.

[그림 3] 매입형 1구 콘센트 AC250V 16A

[그림 4] 2.5SQ VCTF 전선

또한 전기선을 볼트로 연결 안하고 피복을 일부 벗겨내

어 꼽는 형태가 더 안전하다. 외부에 전선 동선이 노출되

지 않기 때문이다. 2구 콘센트는 공간이 좁아서 곤란하다.

스위치부 콘센트를 이용하면 스위치를 이용해서 제어도

가능하다.

전선은 생산년도가 너무 오래 된 것이 아닌 것으로 구매

한다. 전선 옆에 생산일과 규격이 인쇄돼 있다. 여기서는

VCTF 전선만을 쓰고 있으나, VCTF 전선은 콘센트 연결

이 어렵다. 코드선 부분을 VCTF 전선으로 쓰고 콘센트 부

분을 HIV(구리 단선)을 연결하는 것이 가장 편한 방법이

다. 그럴 경우에는 HIV 2.5 SQ, IV 2.5 SQ로 검색하고

추가로 구입해야 한다. 이 때 반드시 초록색(접지 표시용)

선을 포함해서 주문하기 바란다.

그 외에 다음과 같은 재료가 필요하다.

• 릴레이 AC 250V 10A: 노출 박스 안에 넣으므로 5×2×2 (cm) 정도

크기의 제품을 구입해야 한다. 10A 이상의 제품을 사용해도 상관없으

나 부피를 고려해야 한다. ‘5V 30A 1-Channel Relay Module’ 식으로

검색하면 쉽다.

• 아두이노 마이크로/나노: 아두이노 유노( Arduino Uno)를 쓸 경우, 부

피가 크므로 노출 박스도 4구형으로 구입해야 한다. 유노는 이전에 언

급한 2구형 노출 박스에 넣을 수 없다.

• 온도센서 DHT11: 전원제어 모듈 안의 온도를 측정하여 일정 온도가

넘으면 전원을 차단한다.

• 노이즈 필터 USB 케이블: 전력선 등에서 발생하는 노이즈를 막기

위해 사용한다.

•나사못 2개: 콘센트와 노출 박스를 연결할 때 사용한다.

최소 도구

•브레드보드, 점프선

•인두기

•라디오 펜치(롱노즈)

•절연 테이프

있으면 좋은 도구

•1mm 열수축 테이프

•글루건

회로는 가장 낮은 성능의 부품이 제품의 최종 성능을 결

정한다. 릴레이의 용량이 제일 작으므로 전원제어는 AC

250V 10A 이하인 전자제품만 가능하다. 따라서 위와 동

58

DIY

/원격

전원

제어

2015년 8월호 59

일한 재료로 구성했을 경우에는 반드시 10A 이하인 전자

제품만 연결해야 한다. 이 용량은 전자제품의 설명서나 전

원부에 정격 입력으로 쓰여 있다.

원격 전원제어 모듈을 다시 멀티탭에 연결했을 경우 멀

티탭의 용량에 영향을 받는다. 따라서 5A 이하의 전자제

품만을 연결해서 쓰기를 권장한다. 전기 회로에 낮은 용량

과 높은 용량이 연결돼 있으면 낮은 용량 쪽에 열이 발생

하고 화재의 원인이 된다.

플러그와 콘센트 연결하기

우선 플러그와 콘센트를 연결한다. 연결에 앞서 전선 규

격부터 확인한다. 여기서 사용하는 전선은 2.5 SQ에 접지

선을 포함한 3선 전선이다. 케이블 안에 또 다른 전선 3개

가 들어 있다. 전선의 굵기에 따라서 허용 전류가 다르다.

이 전선은 220V 기준으로 3500W 이하를 쓸 수 있는 전선

이다. 전류로는 16A를 사용할 수 있는 전선이다.

전선의 굵기가 사용 전류보다 작을 경우 전선에서 열이

발생한다. 또한 이 전선을 뱀처럼 감아 놓을 경우에도 문

제가 생긴다. 불필요하게 길게 전선을 만들어 선을 정리한

다고 일부를 감아 놓으면 허용 전류가 낮아지는 효과가 있

다. 이 또한 열이 발생하고 화재의 원인이 된다. 필자는 아

두이노의 USB 케이블 길이에 맞춰 1미터로 잘랐다.

전선 양쪽의 외피를 벗겨야 하는데, 컷터로 그냥 자르면 내피

까지 자를 수 있다. U자로 구부려 컷터로 조심스럽게 자르면,

잘리는 부분이 외피인지 내피인지 쉽게 알 수 있다(그림 6).

다시 내피를 10 mm 정도 벗겨서 플러그의 접지와 전원

에 연결한다. 전선 끝의 구리선을 꼬아주는 것이 좋은데,

다 벗긴 후 꼬아주는 것보다 살짝 당긴 이후에 외피를 잡

고 꼬아주는 것이 더 좋다(그림 7). 굵은 전선일수록 뻣뻣

해서 손을 다치기 쉽다.

[그림 5] 코드 규격, 생산 정보

[그림 6] 구부려서 외피를 자르기

[그림 7] 외피를 완전히 빼지 말고 외피를 잡고 동선을 꼬아준다.

이때 반드시 초록색선은 접지에 연결한다. 우리나라는

접지선을 녹색과 황색으로 규정하고 있다. 미국의 경우 규

정은 없고 단자함에 레이블로 접지선을 어떤 것으로 했는

지 표시하도록 하고 있다. 나라마다 다르나 녹색과 황색이

가장 많이 쓰인다.

전원이나 접지선의 구리선이 하나라도 밖으로 나와 있으

면 다른 곳과 단락될 가능성이 높다. 전선 끝에 납을 코팅

하는 것이 제일 좋고, 아니면 결속 이후에 확인해야 한다.

한 가닥 정도는 괜찮다고 생각하면 안 된다. 많은 단락이

발생하는 부분이, 전원선의 구리선 하나가 접지 단자 쪽에

나와서 접지 단자를 통해 단락되는 경우이다.

[그림 8] 연결을 끝낸 접지형 플러그

60

[그림 9] 콘센트에 전선 연결

[그림 10] 글루로 전원 단자를 코팅한 상태

그림 8과 같이 전선 연결을 끝낸 후에는 전원과 접지 부

분을 각각 테스터로 저항을 측정해본다. 갈색과 청색이 연

결된 전원 코드 부분과 접지/전원 코드 양쪽 이렇게 3번을

테스트해야 한다. 단락이 됐다면 저항값이 나온다. 다음은

전선의 다른 끝을 박스에 통과시켜 콘센트에 연결할 차례

이다.

그림 9에서, 콘센트를 보면 Push & Pull이라는 부분이

있다. 이곳을 일자 드라이버로 강하게 누른 후 전선을 삽입

하여 고정한다. 한 번에 강하게 누르고 넣어야 한다. 앞쪽

전선이 밀리면 다음 시도에는 더 넣기가 힘들다. 원래 콘

센트는 굵은 구리선 하나로 된 전선을 결속한다. 따라서 잔

구리선 여러 개가 모인 전선으로 결속이 힘들다. 인두기가

있다면 전선 끝을 납으로 코팅하여 밀어 넣으면 훨씬 편하

다. 벗겨야 하는 길이는 콘센트 뒷면에 쓰여 있다. 전선의

구리선이 안 보이도록 외피까지 쑥 넣어야 한다. 넣은 후에

는 롱노즈 같은 도구를 이용해 당겨서 강하게 연결됐는지

확인한다. 약하게 연결될 경우, 이 부분에서 열이 발생한

다. 높은 전류를 얇은 전선으로 사용한 효과가 발생한다.

[그림 11] DHT11 온도 센서 테스트

[그림 12] DHT11 센서 테스트

마지막으로 단락의 위험이 있으므로 전원 단자가 조금이

라도 노출된 곳을 모두 글루로 코팅한다(그림 10). 이로써

먼지, 습기, 기타 이물질로부터 전원 단자가 안전하게 보

호된다.

아두이노 회로 구성과 프로그래밍

회로 구성과 프로그래밍은 모두 이전 글 “라즈베리파이

2로 만드는 작은 천사”와 같다. 시리얼 통신으로 전원제

어 명령을 받고, 모듈의 온도가 높으면 전원 On 명령을 무

시한다. 온도센서가 일종의 안전장치 역할을 한다. 퓨즈를

두는 방법도 있지만 퓨즈로는 이상 징후를 확인할 수 없기

때문에 온도센서를 사용했다. 우선 온도센서부터 테스트

한다. 센서 A를 사용할 때는 반드시 센서 A보다 높은 정밀

도의 센서 B로 동일한 대상을 측정한 다음 센서 A가 오차

DIY

/원격

전원

제어

2015년 8월호 61

[그림 13] 릴레이를 추가한 회로 구성

범위에 있는지 확인하고 사용해야 한다. DHT11은 아두

이노 라이브러리를 이용하여 쉽게 사용할 수 있다(그림

11).

신호선이 10M 이하일 경우 10K 저항을 써야 하나, 저항

이 없어도 온도와 습도 출력은 나온다. 저항 없이 연결할

경우 오차가 10% 증가한다. 이를 정밀 온도센서인 SHT71

과 비교해서 오차범위 안에 있는 지 확인한다(그림 12).

다음은 릴레이 테스트이다. 필자는 ArduinoJson 라이브러

리를 통해 JSon 포맷으로 아두이노를 제어한다. 시리얼로

{ "power " : 1 } 명령을 보내면 전원이 연결되고,

{"power":0} 명령을 보내면 전원 연결이 끊긴다. 시리얼로

{"power":1} 명령을 보내더라도 온도가 50도가 넘으면 릴

레이 스위치를 끊는다.

아두이노 코드를 컴파일 하기 위해서는 ArduinoJson 라

이브러리와 DHT 라이브러리가 필요하다. 500 ms 단위로

온도를 수집하고 시리얼로 들어온 명령을 확인한다. JSon

포맷을 사용한 이유는, 통신에는 통신의 끝을 알리는 약

속된 기호가 필요하고 그런 것을 별도로 정의하는 것보다

JSon을 쓰는 것이 웹과 연결하기 쉽기 때문이다. 온도는

JSon 포맷으로 보낸다. {"power":1} 명령이 들어오면 전

원 연결 명령으로 인식한다. 릴레이를 연결하기 전 내부

온도가 50도를 넘으면 연결 명령을 무시하거나 연결을 끊

는다.

#include <ArduinoJson.h>

#include <dht.h>

dht DHT;

#define DHT11_PIN 5

void setup()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(3, OUTPUT);

}

int serialBufferRead = 0;

int power=0;

char serialBuffer[100];

void loop()

{

int chk = DHT.read11(DHT11_PIN);

switch (chk)

{

case DHTLIB_OK:

// Serial.print("OK,\t");

break;

case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM:

Serial.print("Checksum error,\t");

break;

case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT:

Serial.print("Time out error,\t");

break;

case DHTLIB_ERROR_CONNECT:

Serial.print("Connect error,\t");

break;

case DHTLIB_ERROR_ACK_L:

Serial.print("Ack Low error,\t");

break;

case DHTLIB_ERROR_ACK_H:

Serial.print("Ack High error,\t");

break;

default:

Serial.print("Unknown error,\t");

break;

}

StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;

JsonObject& json = jsonBuffer.createObject();

62

char humidityString[10];

dtostrf(DHT.humidity, 2, 2, humidityString);

sprintf(humidityString, "%s%%", humidityString);

json["humidity"] = humidityString;

char tempString[10];

dtostrf(DHT.temperature, 2, 2, tempString);

sprintf(tempString, "%sc", tempString);

json["temperature"] = tempString;

json["power"] = power;

json.printTo(Serial);

Serial.println();

while (Serial.available() > 0) {

char incomingByte = Serial.read();

serialBuffer[serialBufferRead] = incomingByte;

if (incomingByte == '}') {

serialBuffer[serialBufferRead + 1] = 0;

serialBufferRead = 0;

StaticJsonBuffer<100> jsonBuffer;

JsonObject& inputJson = jsonBuffer.

parseObject(serialBuffer);

power = inputJson["power"];

}

else {

serialBufferRead++;

}

}

// 50도가 넘으면 명령과 상관 없이 전원을 차단한다.

if(DHT.temperature>50){

power=0;

}

if (power == 1) {

digitalWrite(3, HIGH);

}

else {

digitalWrite(3, LOW);

}

delay(500);

}

//

// END OF FILE

//

테스트가 끝났으므로 브레드보드에 구성한 회로를 다른

아두이노에 납땜한다. 브레드보드에 구성한 아두이노는

마이크로고 실제 모듈에 쓸 아두이노는 나노이나, 핀과 전

압만 맞으면 동일한 코드로 프로그램밍 가능하다.

[그림 14] 아두이노에서 받는 온도와 전원 상태

납땜하기

지금까지의 모습을 그림 15에 제시한다.

[그림 15] 지금까지의 모습

그림 16과 같이 전선을 준비한다. 릴레이와 온도센서를

위해 검정색선 2개, 적색선 2개, 다른 색선 2개가 필요하

다. 검정색과 적색은 아두이노의 그라운드와 5V에 연결한

다. 온도센서의 핀을 감쌀 수 있는 1mm 열수축 튜브가 있

으면 좋다. 없으면 절연 테이프도 된다.

DIY

/원격

전원

제어

2015년 8월호 63

[그림 16] 전선 준비

[그림 17] 살짝 납을 입힌 전선

[그림 18] 납땜 후 남은 리드

[그림 19] 드라이기를 이용한 열수축

전선 끝을 납으로 살짝 입히면 납땜이 더욱 쉽다(그림

17). 전선 끝에 솔더링 페이스트를 살짝 묻히고 납을 입히

는 것이 쉽다. 또한 전선 굵기가 증가하는 효과가 있으므

로 릴레이에 더욱 단단하게 연결할 수 있다. 구리선은 공

기와 고온에 노출되면 바스러진다. 납으로 코팅하면 내구

성을 더 증가시킬 수 있다. 릴레이 제어에 3번 핀, 온도 신

호선에 5번 핀만 주의하면 된다.

납땜을 한 후에는 리드 끝을 바로 자르지 말고 테스트 후

깔끔하게 잘라낸다(그림 18). 회로 구성을 잘못 했을 경우

다시 연결하기가 쉽다.

센서의 열수축 튜브는 드라이기를 사용하면 쉽게 수축시

킬 수 있다. 인두기나 라이터는 수축에 좋은 선택이 아니

다. 직경이 더욱 얇은 수축 튜브를 사용하면 납땜 없이 전

선과 센서 단자, 와이어 만으로 결합이 가능하다(그림 19).

최종적으로 릴레이에 있는 전원과 관련된 핀(납땜 후 솟

아나온 부분)이나 단자를 모두 글루를 이용해서 코팅했다.

모든 코팅을 통해서 전원부에 접촉할 수 있는 방법은 전원

코드와 콘센트만 남게 된다.

콘센트 박스 완성하기

이제 콘센트 박스 안에 아두이노, 릴레이, 온도센서, 콘

센트로 회로를 구성해서 넣고 케이스를 닫으면 끝난다. 아

두이노와 USB로 시리얼 통신을 하여 전원을 제어할 것이

다. 아두이노에 연결한 USB 케이블을 보면 케이블 양끝

쪽에 원통이 달려 있는데, 노이즈 필터 USB 케이블이다.

전력선이나 릴레이 쪽의 노이즈가 시리얼 통신에 영향을

주지 않도록 노이즈 필터 케이블을 사용했다. 부품의 자

리를 잡고 가조립을 한번 해본다(그림 20). 전선의 탄성과

USB의 노이즈 필터가 좀 걸리지만 충분한 공간이 있다.

[그림 20] 가조립 상태 모듈

[그림 21] 릴레이 연결 모습

[그림 22] 하우징 정면

위치를 잡은 후에는 콘센트의 전원선을 단선하여 릴레이

에 연결한다. 위치를 잡아본 후 릴레이를 연결한 이유는

전선이 굵기 때문에 릴레이까지의 선이 여유 있거나 너무

짧으면 위치 잡기가 힘들기 때문이다.

이제 노출박스에 콘센트를 나사못으로 고정한 후 콘센트

커버를 덮으면 깔끔하게 전원제어 모듈의 하우징이 끝난

다(그림 22).

테스트

테스트는 반드시 하우징이 끝난 상태에서 진행해야 한

다. 아두이노와 시리얼 통신을 할 수 있는 PC나 라즈베리

파이 같은 마이크로프로세스와 콘센트에 연결할 전자제품

이 필요하다. 전자제품은 정격 입력 전류가 낮은 제품부터

시작하여 온도를 체크하면서 마지막으로는 5A 제품을 연

결해본다. 50도 이상으로 제어 모듈의 온도가 상승할 경

우에는 자동으로 릴레이가 끊긴다. 보통 휴대전화 충전기

는 0.3A를 사용하고 PC는 5A를 사용한다. 다음 순으로

테스트했다.

1. LG G3 어댑터, 정격 입력 0.3A

2. 노트북 어댑터, 정격 입력 1A

3. 리튬폴리머 배터리 충전기, 정격 입력 3A

4. 데스크톱 PC, 정격 입력 5A

테스트는 각각에 대해서 일정 온도에 수렴할 때까지 했

다. 예를 들어, 노트북 어댑터를 연결했을 때 지속적으로

온도가 증가하거나 감소하는 등의 변화가 40분간 없을 때

까지 테스트했다. 독자들도 이와 같은 테스트를 하여 안정

화된 이하의 전류만 사용해야한다. 결과는 표 1과 같다.

[표 1] 테스트 결과

장시간 운영해도 안정적으로 동작한다. 이 전원제어 모

듈은 필자의 PC에 한 달 동안 사용하고 있다. 필자가 구

축한 클라우드는 컴퓨팅 자원이 더 필요하고, PC를 쓰지

않을 경우 PC를 켜서 연산에 이용한 다음 끈다. 필자가

집에 도착하기 전에 PC를 켜두는 등의 전원제어에 이용

하고 있다.

PC에 적용한 장면은 http://angeliot.blogspot.

kr/2015/05/blog-post.html에서 직접 확인할 수 있다.

64

DIY

/원격

전원

제어

전류 최고 온도 도달 시간 주변 온도와의 시간

0.3A(휴대전화 충전기) 0시간 0도

1A(노트북) 0시간 0도

3A(고용량 배터리 충전기) 0시간 0도

5A(PC) 0시간 0도

News Brief

포스코아이씨티, 태양광 풍력으로 섬 에너지

자급자족 실현한다

- 제주시 추자도 에너지 자립섬 조성 사업자 선정

- 신재생 발전, ESS 등으로 에너지 생산/소비 자립화

포스코아이씨티가 태양광, 풍력 등 신재생 에너지 발전

을 기반으로 하는 친환경 에너지 자립섬 조성조업을 본격

화 한다.

포스코아이씨티는 지난 2015. 7. 8일 제주도 북부 해상

에 위치한 추자도를 에너지 자립섬으로 조성하는 사업자

로 선정됐다고 밝혔다. 에너지 자립섬은 정부의 ‘에너지

신산업 육성방안’의 일환으로 추진되는 것으로 포스코아

이씨티는 신재생 에너지를 활용한 발전 인프라에서 송/배

전, ESS, EMS 등을 구축하는 프로젝트를 오는 2018년까

지 완료하고 향후 20년간 에너지시스템의 운영까지 담당

하게 된다. 그 동안 상대적으로 생산 비용이 높은 디젤발

전에 의존하던 추자도는 이번 사업을 통해 신재생 발전 비

중을 점진적으로 확대하는 방식으로 전력의 자립화를 추

진해 나가게 된다.

포스코아이씨티는 이 사업에서 발전/수요, 송/배

전, 소비 등 에너지 순환과정 전체를 하나의 밸류체인

으로 통합하여 최적화를 지원하는 TEO(Total Energy

Optimization) 관련 기술을 집약해 적용할 계획이다.

먼저 태양광, 풍력 등 신재생 발전과 에너지저장장치를

연계해 기상상황에 따라 전력 공급이 불안정한 신재생 에

너지를 필요한 만큼 수용가에 안정적으로 공급하는 기술

을 적용한다. 포스코아이씨티는 신안 팔금도와 제주 가파

도에 신재생 에너지 발전과 ESS를 접목하는 마이크로그리

드 사업을 추진한 노하우를 보유하고 있어 이번 추자도 사

업도 성공적으로 추진해 나갈 것으로 기대되고 있다.

섬 내부에서 사용되는 전력량을 실시간 모니터링하고 이

를 기반으로 향후 전력사용량을 예측해 디젤발전을 최소

화하는 등 에너지 생산계획을 최적화 하는 기술도 적용한

다. 추자도 내 특산물 가공공장, 담수화 설비 등과 같이 전

력소비가 많은 시설에는 EMS을 통해 에너지 소비효율도

극대화 할 계획이다.

포스코아이씨티 임근석 TEO사업개발부장은 “지난해부

터 정부차원에서 미래 유망 에너지산업 육성 정책이 적극

추진되고 있다” 면서 “국내60여 개의 외딴 섬을 비롯한 산

업단지 마이크로그리드 사업을 지속적으로 발굴해 추진해

나갈 계획”이라고 말했다. 또한 “마이크로그리드 기술은

개발도상국이나 중동 국가의 독립된 도시 건설에도 크게

활용될 수 있어 이러한 분야 시장개척에도 적극 나설 방

침” 이라고 밝혔다.

국내 최대 규모 ESS 통합 시험 설비 구축

- 국내 최대 용량 1.4MW 계통 모의 시험장치*와 1.4MWh

배터리 설치해

- ESS 제품 출시 전 완벽한 품질 확보 가능한 인프라 갖춰

- 에너지사업센터장 이상봉 부사장

LG전자가 국내 최대 규모의 ESS (에너지저장장치,

Energy Storage System) 통합 시험 설비를 구축했다.

2015년 8월호 65

News Brief

66

LG전자는 지난 2015.7.23일 오전 인천캠퍼스에서 ‘LG

전자 MW(메가와트, MegaWatt)급 ESS통합 시험설비 가

동식’을 열었다. 행사에는 산업통상자원부 전기위원회 오

태규 위원장과 LG전자 이상봉 에너지사업센터장 등 약 40

명이 참석했다.

106억 원을 투자해 구축한 MW급 ESS통합 시험 설비는

국내 최대 규모다. MW급 ESS제품을 출시하기 전 실제 작

동 환경에서 성능 규격 시험이 가능하도록 용량이 1.4MW

인 계통 모의 시험장치를 설치했다. 또 1.4MWh 배터리와

1MW 모의 부하 장치, 에너지 관리 시스템 등을 갖췄다.

오태규 위원장은 축사에서 “MW급 시험 설비 구축으로 국

내에도 완벽한 품질을 확보할 수 있는 인프라를 구축했다”

며 “친환경 에너지산업 분야를 주도할 대용량 제품의 출시

가 가능해졌다”고 평가했다. 기존 국내 계통 모의 시험장치

의 최대 용량은 350kW였다. 지금까지 대형 빌딩과 발전용

인 MW급 ESS제품은 현장 설치 전 부분적인 성능 테스트

를 할 수밖에 없어 완벽한 품질 확보에 한계가 있었다.

LG전자는 2014년 8월 ESS BD(Business Division)을

공식 출범하고 에너지저장장치 사업에 본격 진출했다. 같

은 해 LG화학 익산공장에 3MW규모의 ESS 제품 설치를

시작으로 올 초에는 스마트그리드 보급사업**으로 대림산

업 전주공장에 1MW급 ESS 설비를 공급하기도 했다.

한전, 제주서‘한국전기차 충전서비스(주)’본점 개소

– 올 8월부터 현대기아차, KT, 비긴스, SG협동조합과

공동사업 시행

– 전기차 충전사업, 제주를 시작으로 전국 확대 및 해외

진출도 적극 모색

한국전력은 지난 2015. 7. 23일 10시 제주시 연삼로 한

국전기차충전서비스(주) 사무실에서 산업통상자원부, 제

주특별자치도, 현대기아차, KT, 비긴스, SG협동조합,

KDB자산운용과 합동으로 한국전기차 충전서비스(주)의

본점 개소식을 개최하였다.

제주도에 본점을 두는 한국전기차 충전서비스(주)는 한

전, 현대기아차, KT, 비긴스, 스마트그리드협동조합이 공

동 참여하여 설립한 법인으로서 전기차 충전인프라 부족

문제를 해소하고 전기차 충전서비스 유료화 사업을 추진

하며, 전기차 보급이 활성화된 제주도에서 초기 사업을 추

진하고, 향후 전국으로 사업 영역을 확대할 예정이다.

한국전기차 충전서비스(주) 설립은 민간 참여 충전사업

비즈니스 모델로서 정부의 전기차 보급 확대정책과 경제혁

신 3개년 계획 실현에 기여하며, 전기차 충전서비스 산업

생태계가 조기에 조성되도록 역할을 할 것으로 기대된다.

특히, 산업계는 사업실적을 확보하여 해외 전기차 충전

인프라 구축사업에 진출할 수 있게 되며, 또한 국가 차원

의 온실가스 감축, 친환경 이미지 제고에 따른 지역경제

활성화도 기대된다.

한국전력 조환익 사장은 “한국전기차충전서비스(주)는

전력회사, 전기자동차 제조회사, 통신회사, 그리고 충전기

관련 업체 등이 지방자치단체와 협력하여 추진하는 사업

으로서, 정부 주도의 충전인프라 보급 한계를 극복하고 향

후 민간 주도의 신산업 활성화에 기여하는 의미가 크다”고

강조하였다.

한편, 본점 개소식에 이어 태양광 발전과 ESS 등 친환경

에너지로 운영되는 전기차 충전소 모델 1호기의 준공식이

있었다.

한국전력은 앞으로 전기차 충전서비스 유료화 사업을 전국

적 사업으로 확대하고 해외시장에도 적극 진출할 계획이다.

1. 전기차 보급 전망 : 2020년까지 20만대 보급 로드맵 추진

전기차 및 충전인프라 보급 현황(2014년 말)

참고 : 전기차 보급현황, 전망, 사업추진 전략

2015년 8월호 67

LG전자는 MW급 대용량 시험 설비의 규모를 보다 확대

할 예정이다. 빌딩용과 발전용 ESS제품에서 태양광이나

풍력과 같은 신재생 에너지와 연계한 마이크로그리드***

구축으로 사업 영역을 넓혀 ESS분야서 경쟁 우위를 구축

한다는 계획을 세우고 있다.

이상봉 LG전자 에너지사업센터장은 “LG는 그룹 차원에

서 친환경 에너지 사업에 지속 투자해 경쟁력을 갖춰 왔

다”며 “우수한 품질과 고효율의 제품을 앞세워 친환경 에

너지 사업을 선도할 것”이라고 강조했다.

한화그룹, 홍성군 죽도를 에너지자립섬으로 변신

- 디젤을 친환경태양광발전으로 전환, 에너지자립섬 기

공식 가져

- 대·중소기업이 함께 성장하는 창조경제정신 구현

친환경 클린캠핑장 조성 등 관광자원개발로 어민소득 신

장 기대 향후 충남지역 7개 섬으로 사업확대 예정

한화그룹과 충청남도, 충남창조경제혁신센터가 힘을 합

해 충남 홍성군 죽도를 에너지자립섬으로 탈바꿈시키기

위한 첫삽을 떴다.

한화그룹은 지난 2015.7.3일 홍성군 죽도태양광발전소

부지에서 김석환 홍성군수, 한화S&C 김용욱대표이사, 이

병우 충남창조경제혁신센터장, 홍문표 새누리당 의원(충남

홍성예산), 허승욱 충청남도 부지사, 이성준 죽도이장과

죽도주민 40여명 등 총 70여명이 참석한 가운데 ‘죽도에너

지자립섬’ 기공식을 가졌다. 죽도에너지자립섬 건설은 지

난 5월22일 충남창조경제혁신센터 개소 당시 약속했던 죽

도독립발전 실증사업 추진계획에 따라 진행되는 사업이다.

충청남도 홍성군 앞바다에 위치한 죽도는 약 31가구 70

명이 거주하고 있는 작은 섬이다. 그 동안 이 섬에서 필요

한 전기는 디젤 발전으로 생산하고 있다. 한화그룹 등은

올 연말까지 정부 및 충청남도, 충남 지역의 2차 전지 및

신재생 에너지 관련 중소기업들과 연계해, 이 섬의 디젤발

전을 태양광 등100% 신재생에너지로 대체한다.

이번에 설치되는 발전용량은 태양광발전 200kW, 풍력

발전 10kW 규모이고, 에너지저장장치인 ESS가 함께 설

치되어 야간 전력공급도 해결했다.

전기차 및 충전인프라 보급 현황(2014년 말)

2. 전기차사업 추진 계획

3. 연도별 전기차 충전기 보급사업 추진계획 (단위:기)

구 분 ’15년 ’16년 ’17년 ’18년 ~’24년 합계

공공기관충전사업(완속) 20 150 220 220 - 610

제주도홈충전사업(완속) - 1,750 1,000 - - 2,750

제주도

공용충전사업

급속 30 40 40 40 - 150

완속 30 40 40 40 - 150

계 80 1,980 1,300 300 - 3,660

News Brief

이에 따라 이번 사업을 계기로 죽도는 올 연말까지 기

존 디젤에너지원이 완전히 태양광 등 신재생에너지로 대

체되고, 그 동안 디젤발전으로 인해 야기되었던 소음과

매연 등의 문제가 해결돼 서해의 청정섬으로 탈바꿈될

전망이다.

태양광을 중심으로 한 신재생에너지 발전설비가 완성

되면 연간 소나무 약 41,000그루의 수목효과(CO2 200

톤)가 기대되고, 죽도는 친환경브랜드를 구축하는 계기

로 삼을 수 있다.

또한 이러한 환경적 측면뿐만 아니라 그 동안 디젤발전을

위해 사용하던 약 9천3백만 원의 연간 유류대를 활용해 친

환경클린캠핑장 등 관광상품을 개발함으로써, 죽도의 지역

경제 활성화와 주민소득 증대에도 이바지할 수 있게 했다.

태양광 셀 제조분야 세계1위 기업인 한화그룹은 이번

에너지 자립섬 설치를 통해 중소-대기업의 협력모델을

제시하고 클린에너지 도입을 통해 죽도의 환경개선과 관

광상품을 개발하는데 힘을 쏟고자 한다. 이번에 사업에

참여하는 중소기업은 파워에너텍 등 10여개사에 이른다.

이를 통해 지역 중소기업들의 성장동력과 기술력 확보

에 기여하고, 이들 중소기업들의 새로운 판로 개척에 이

바지함으로써 태양광 등 신재생에너지 분야에서 대-중

소기업 간 상생의 모범 사례로 정착시키고 창조경제정신

을 적극적으로 실현해 나간다는 방침이다.

죽도에너지자립섬 사업은 총 사업비 25억원으로 지난

2015.5.22일 충남창조경제혁신센터 개소식에서 약속한

대로 한화, 정부, 지자체가 각각 60%, 30%, 10%씩 경비

를 분담하고 연말까지 완공할 계획이다.

한편, 한화와 충청남도, 충남창조경제혁신센터는 죽도

를 대상으로 한 독립발전 실증사업 완료 이후에는 삽시

도 등 충청남도 내 7개 섬으로 에너지자립섬 사업성을

검토하여 지속적으로 확대해나갈 계획이다.

68

전기자동차, IGBT 성장 불씨 당겨

- 中, 전체 시장 1/3 차지… 2020년 62억 달러 규모로

전기 흐름을 막거나 통하게 하는 스위칭 기능은 동작속

도가 빠른 동시에 저전력의 요구조건을 충족시키는 부품

을 필요로 한다. 이를 위해 활용되던 기존 스위칭 반도체

인 트랜지스터는 저렴한 가격을 장점으로 내세웠으나 동

작 속도가 느리다는 단점이 있었다. 반면 MOSFET은 저

전력과 빠른 속도의 강점을 갖췄지만 비싼 가격이 단점

으로 지적돼왔다.

이런 단점을 극복하고 장점만을 취해 탄생한 것이 바로

고전력 스위칭용 반도체인 IGBT다.

최근 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터) 시장 성장

에 전기자동차 산업이 큰 영향을 끼치고 있다. IGBT의

성능에 따라 자동차의 주행 성능과 전력 효율이 결정되

기 때문이다. 전기자동차에서 IGBT는 모터를 제어, 인

버터에 탑재돼 전력을 변환해준다. 전기자동차에 의해

견인된 IGBT 시장은 향후 6년 동안 3배 이상의 규모로

성장, 2020년 62억 달러(약 7조 1,400억 원) 규모로 성

장할 것으로 관측된다.

中 IGBT 기술개발 사례 늘어

신뢰성 요구가 높아 과거 일본과 유럽 선진국의 텃밭이

었던 IGBT 산업에 최근 세계 IT 강국으로 부상한 중국

이 가세하고 있다.

2013년 이후부터 세계 IGBT 시장의 1/3을 차지해 온

중국은 유럽과 일본 기업과의 경쟁을 본격화하기 위해

타국의 기업을 인수하거나 아예 직접 제조하는 전략을

IGBT 산업의 중국 기업 <출처 : 욜 디벨롭먼트>

폭발 위험 없는 배터리 나온다

- 복잡계자기조립연구단, 리튬이온전지 만들 수 있는

고체 전해질물질 개발

지난 10여 년간 2차 리튬 이온 전지 시장을 주도해 온

액체 전해질을 대체할 기술이 새롭게 개발됐다.

기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단은 최근

높은 에너지 효율을 유지하면서 안전한 리튬 이온 전지

를 만들 수 있는 고체 전해질 물질을 처음으로 개발하는

데 성공했다.

리튬 이온 전지는 리튬 전해질을 사용하는 2차 전지의

한 종류다. 가장 가벼운 금속원소인 리튬으로 만들어 무

게가 가볍고 에너지밀도는 높아 휴대전화, 노트북, 디지

털 카메라 등 폭넓게 사용되며 2차 전지 시장의 대부분

을 차지해 왔다.

그러나 지금까지 리튬 이온 전지에 사용된 액체 전해

질은 분리막에 의해 음극과 양극이 나뉘는 구조여서 변

형이나 외부 충격으로 분리막이 훼손되면 액체 전해질이

흐르고, 양극 물질이 만나 기화(氣化)되면서 과열 또는

폭발사고로 이어지는 위험성이 존재했다.

하지만 고체 전해질을 사용하면 음극과 양극이 접촉하

는 것을 막을 수 있고, 고체 전해질이 훼손되더라도 액체

전해질과는 달리 그 형태를 그대로 유지할 수 있다. 이를

‘전고체 전지(All Solid Battery)’라고 부른다. 전해질이

흐르지 않는 특성 때문에 강한 외부 충격에도 폭발하지

않는다.

연구진은 “다공성 ‘쿠커비투[6]릴(porous CB[6])’이 고

체 성질의 새로운 리튬 전해질 물질 합성과 지금까지의

한계를 극복하는데 결정적 역할을 했다”며 “개발된 고체

전해질 물질은 전고체전지가 활용될 수 있는 전기자동차

나 여러 에너지 저장장치에 응용될 수 있다”고 밝혔다.

‘쿠커비투[6]릴’은 글리코루릴이라 불리는 분자 6개가

모여 만들어진 분자로, 호박 모양의 거대 고리 분자다.

연구진은 ‘쿠커비투[6]릴’에서 산과 물을 제거 후 남겨

진 공간에 기존에도 쓰이던 카보네이트 계열의 전해질

물질을 넣어 고체 성질의 리튬 전해질 물질을 만들어 냈

다. 이 물질은 고체 전해질 중에서는 높은 이온전도도를

보이는 동시에, 액체 전해질과 비교했을 때 약 1.5배 이

상의 리튬이온 전달율을 보였다. 더불어 고온에서도 성

질 변화 없이 안정정인 이온전도도를 보였으며, 액체 전

해질의 특징에서 비롯되었던 과열이나 폭발 위험을 원천

적으로 차단했다.

김기문 단장은 “전고체 전지의 낮은 이온 전도도와 이

온 이동도의 한계를 극복한 새로운 리튬 전도 물질을 개

발한 데 의미가 있다”며 “향후 리튬 이온 전지 시장에 획

기적인 변화를 가져올 기반 기술이 될 것으로 기대된다”

고 소감을 밝혔다. 이어 “다른 리튬 전구체를 도입해 보

다 구체적인 전지의 특성을 점검해야 한다”며 실용화를

위한 과제가 남아있음을 언급했다.

이 연구 성과는 화학 분야에서 권위 있는 케미컬 커뮤

니케이션즈(Chemical Communications) 온라인에 게

재됐다.

2015년 8월호 69

취하고 있다.

작년 초엔 독일의 반도체 기업 인피니언이 IGBT 시장

에서 반도체 가격을 절반으로 인하하기도 했다. 중국의

무차별 공세 때문이다.

이외에도 중국은 작년 남부기관차에 자체 기술력으로

개발한 ‘8인치 IGBT’를 쿤밍지하철에 채용해 테스트를

진행, 10,000 km 주행에 성공했다. IGBT가 가진 고속

스위칭, 적은 구동전력 등을 활용해 철도 차량에서 승차

감과 안전도를 향상시킨 것이다.

전기자동차 회사인 비야디(BYD) 역시 지난 2008년 시

노모스반도체를 인수한 뒤 IGBT를 개발한 바 있다.

관계자들은 중국의 증가하는 소득과 심각한 대기오염

으로 인해 전기자동차 산업이 크게 성장하며 IGBT 기술

역시 이에 발맞춰 크게 진보할 것으로 보고 있다.

업계 관계자는 “한국은 IGBT에 부진하지만 중국은 약

진하고 있다”며 “IT 제조 분야는 후발국이 따라오기 힘

든 분야이지만 일본과 유럽 반도체 업체들은 이미 중국

에 위협을 느껴 기술차별화와 자국 시장에서의 강점을

강화해 중국을 견제하고 있다”고 전했다.

이튼 일렉트리컬 코리아(사장 박평원)가 UL(Underwriters Laboratories) 1741 표준 규격에 부합하는 1kV 태양광 직

류(DC) 차단 재결합 장치를 출시했다.

해당 인증은 독립형 및 계통 연계형 전원 분산 시스템에서 안전하고 안정적으로 작동하는 것을 의미한다.

이튼의 파워 엑스퍼트(Power Xpert) 태양광 직류 차단 재결합 장치는 다수의 결합 장치로부터 태양광 인버터로 분산

가능한 하나의 메인 버스(Buss)나 공급으로의 유입 전력 통합을 간소화하도록 설계됐다. 이는 노동력과 원료비용을 최

소화하는 한편, 태양광 시스템 효율을 유지시키기 위해 전압과 전력 손실을 방지한다.

또한 파워 엑스퍼트(Power Xpert) 태양광 직류 차단 재결합 장치는 이튼의 폭넓은 PV가드(PVGard) 태양광 회로 차

단기를 기반으로 한 맞춤 제작을 통해 사용 환경 유연성과 장비 안정성을 향상시킬 수 있다.

1kV 직류 정격전압은 고전압 태양광 설비에 대한 안정적인 성능과 접지/비접지 또는 양극성 시스템으로 구성이 가능

한 유연한 설계를 갖췄다. 모든 인버터의 최대 600A의 입력 전류와 4kA의 출력을 지원한다.

70

로옴(ROHM) 그룹의 라피스 세미컨덕터(Lapis Semiconductor)가 배터리 구동의 무선 청소기, 전동 공구 등의 배터

리 보호 시스템용으로 동작 시 소비전류를 25μA(＠Typ.)로 억제한 10셀 대응 리튬이온 배터리 감시 LSI ‘ML5233’을 발

표했다.

동작 시의 소비전류뿐만 아니라, 파워 다운 시의 소비전류도 0.1μA(＠Typ.)로 억제하는 이 제품은 배터리 팩의 장기

보존 시에도 배터리 용량에 거의 영향을 미치지 않아 충전된 배터리를 낭비하지 않는 친환경 제품을 실현한다.

또한 온도 검출 회로와 쇼트 전류 검출 회로를 내장함으로써 과충전·과방전 및 과전류 검출뿐만 아니라 충방전 시의

이상 온도(고온) 검출 및 배터리 팩의 쇼트 검출을 마이컴 없이도 실현하는 특징을 갖췄다.

배터리 보호 시스템의 소형화에 기여해 고객의 개발 부하를 경감하는 ML5233은 현재 샘플 출하 중에 있으며, 올 9월

부터 라피스 세미컨덕터 미야자키에서 양산 출하를 개시할 예정이다.

1KV 태양광 직류 차단 재결합 장치 출시 이튼 일렉트리컬 코리아

저소비전류 실현한 배터리 감시시스템용 칩 라피스 세미컨덕터

마우서 일렉트로닉스(이하 마우서)가 자사의 업데이트된 IoT 애플리케이션 웹사이트를 공개했다.

강화된 마우서의 IoT 애플리케이션 사이트는 IoT에 중요한 두 기술(상호 연결 임베디드 시스템 및 스마트 센서를 위한

무선 커넥티비티)을 구체적으로 소개한다.

Mouser.com에서 새롭게 업데이트된 IoT 애플리케이션 사이트는 개발자들이 확장하고 있는 분야에 관한 가치 있는

정보를 쉽게 찾을 수 있도록 해준다. 기술 섹션은 IoT 기술과 시스템에 대한 실용적인 이해를 제공하는 Overview tab

메뉴를 제공하며, 전형적인 IoT 센서 노드를 보여주는 블럭 다이어그램은 어떻게 IoT 시스템이 마우서에서 제공하는

부품들과 연결돼 작동하는지 설명한다.

이외에도 특별 제품 섹션은 Mouser.com에서 제공되는 주요 제품들을 중심으로 여러 가지 가상의 무제한 IoT 솔루션

을 제작하도록 돕는다. 여기에는 텍사스 인스트루먼츠의 HDC100X 디지털 습도 및 온도 센서 뿐 아니라 인텔의 와이파

이 및 블루투스 라디오 모듈 콤비네이션, 아날로그 디바이스의 ADM7154/5 저소음 선형 레귤레이터 등도 자세히 소개

돼있다.

2015년 8월호 71

자일링스코리아(지사장 안흥식, 이하 자일링스)는 산업용 사물인터넷(이하 IIoT) 내에서 공동아키텍처 및 프레임워크

를 공동연구하고 추진하기 위한 산업용 인터넷 컨소시엄(IIC)에 가입했다고 밝혔다.

표준에 기반한 솔루션들인 자일링스 올 프로그래머블은 IIoT 시스템에서 요구되는 보안 및 안전이 제공되는 소프트웨

어 프로그래머빌리티, 실시간 처리, 하드웨어 최적화 및 모든 연결을 결합하고 있다. 산업용 인터넷 컨소시엄(IIC)은 산

업용 인터넷의 우선순위 및 기술사용 가능성을 촉진하고 공동연구를 하기 위해 AT&T, Cisco, GE(General Electric),

IBM 및 인텔에 의해 작년 설립됐다.

IIC의 경영 이사인 리차드 솔래(Richard Soley) 박사는 “자일링스가 IIC에 가입해 FPGA 및 SoC(System-on-Chip)

기반의 솔루션의 경험을 제공하게 된 것에 대해 기쁘게 생각하고 있다”고 전했다.

자일링스의 커넥티드 시스템 디렉터인 단 아이작스(Dan Isaacs)는 “자일링스는 산업용 인터넷의 안전 및 보안 요건들

을 포함하는 기술을 촉진하기 위해 업계의 혁신 업체들과 함께 참여할 것으로 기대하고 있다”라고 말했다.

IoT 애플리케이션 사이트 강화마우서

산업용 인터넷 컨소시엄(IIC) 가입자일링스

전기정보지는 국내 유일의 전기공업계의 전문지로서 500여 조합원과 유관기관 및 독자

여러분에 의해 만들어지는 여러분의 기술정보지입니다.

저희 편집인 일동은 본지의 내용을 항상 알차게 꾸미기 위해 최선을 다하여 독자 여러분의

의견을 듣고자 눈과 귀를 열고 원고를 기다리고 있습니다. 늘 새롭고 보다 발전된 정보지로서

여러분의 곁에 있고자 하오니 깊은 관심을 갖고 지켜봐 주시기 바라며 아울러 적극적인

기고를 기다립니다.

| 원고의 구분

•전기공업계의 발전방향 및 건의

•기술동향 및 해설

•신기술 개발 및 신제품 소개

•현장에서 체험한 기술 경험

•독자 여러분의 생활과 관련된 수필, 문예물(시, 꽁트) 등

| 형태 및 분량

•제한 없음

| 원고 마감

•매월 25일까지

| 보내실 곳

•우 463-835 경기도 성남시 분당구 야탑로 338(야탑동 191)

| 편집 및 광고 문의

•스마트앤컴퍼니(주) Tel.02-841-0017, Fax.02-841-0584

는 독자 여러분의 원고를 기다립니다.

✽ 본지에 실린 내용은 한국전기공업협동조합의 견해와 반드시 일치하는 것은 아닙니다.

72