오늘날의 전력시장은 새로운 시대를 맞았다. 과거에 전력산업의 안정적 근간이었던 정부의 규제는 이제 전력시장의 발전에 보조를 맞추고 다양하고 상충되는 소비자의 요구를 충족시키기 위해 노력하고 있다. 현대사회가 정보화시대로 깊숙이 들어갈수록 사실상 우리의 모든 활동은 하나의 상품, 즉 전기에 의존할 수 밖에 없다. 세계적으로 전력수요는 25년마다 2배씩 늘고 있다. 이것이 현대 전력시장의 현주소이다. 전기에 대한 의존도 증가와 함께 전력시장도 급속하게 변하고 있다. 거의 100년 동안 안정적으로 유지되어 왔던 전력시장 체제가 급진적으로 변하고 있다. 세계의 많은 지역에서 오랫동안 견고하게 유지되어 왔던 수직통합전력회사들이 발전, 송전, 배전, 판매의 각 회사들로 분할하도록 압력받고 있다. 발전과 판매 부분은 경쟁에 개방되고 있다. 전력산업구조개편의 여파는 아직 쉽게 예상할 수 없는 상황이다. 이에 따라 월간전기에서는 독자여러분의 관심이 모아지고 있는 ‘전력산업’에 대한 이해를 돕고자 이 연재를 마련한다.

배전

개요배전은 송전시스템과의 연계점에서 최종 소비자까지의 전기 이동이다. 송전이 전기가 장거리를 이동하는 고속도로라면, 배전시스템은 그것에 소비자를 연결하는 시가지 도로라고 생각할 수 있다. 일반적으로 배전은 60kV 미만 전압의 전기시스템을 가리킨다. 배전시스템은 흔히 1차 시스템(고전압)과 2차 시스템(저전압)으로 구분된다. 마지막으로 최종 소비자에게 전기가 전달되는 전압은 소비자 전기기구의 사용 전압으로 변환된다.

배전의 물리적 특성배전선에 더하여 배전시스템은 변압기, 전압조정기, 개폐기, 차단기, 자동 재폐로기, 전력 커패시터, 감시시스템, 인입선 및 소비자계량기로 구성된다. 앞서 말했듯이 미국의 배전시스템은 일반적으로 두개의 범주 즉, 1차 배전(흔히 12.4 혹은 13.8kV 전압) 및 2차 배전(흔히 120, 240, 480V)으로 구분된다. 1차 배전전압은 수직독점 전력회사의 배전설비에 적용되는 전압으로 고전압이며 선로 손실을 크게 줄일 수 있다. 2차 배전전압은 선로가 일군의 소비자에 접근할 때 사용되게 된다. 일부 산업체 혹은 대규모 소비자는 1차 전압으로 서비스를 받는다. (대규모 산업 소비자의 경우는 송전전압으로도 서비스를 받는다.) 그러나 대부분 소비자는 자체적으로 변압에 필요한 설비가 없기 때문에 그들의 전기기구가 필요로 하는 수준에서 전압을 받는다. 주거 혹은 농촌지역에서 대부분 공급전압은 120/240V이고, 한편 상업 혹은 산업지역에서의 서비스 전압은 208/120 혹은 480/277V이다. (이중전압은 하나의 인입선에서 얻을 수 있는 다른 전압들을 의미한다.)

송전망으로부터 전력은 배전변전소에서 배전시스템으로 들어간다. 배전변전소는 송전전압에서 1차 배전전압 수준으로 전압을 낮추는 변압기로 구성된다. 변압되고 난 후 전기는 여러 회로의 접속을 가능케 하는 커다란 금속도체로 구성된 모선에서 배전변전소를 떠나게 된다. 배전 변전소로부터 전기는 1차 급전 배전선을 통해 서비스 지역 전체로 배분된다. 이러한 1차 급전 배전선은 전기를 최종 소비자 지역으로 수송하며, 또한 자신의 설비 내에 변압기를 보유한 대규모 소비자에게는 직접 연결되어 사용된다. 소규모 소비자 지역에서 강압변압기가 소비자가 사용 가능한 2차 전압으로 전압을 줄인다. 최종 변압기는 필요한 서비스 전압을 공급하기 위해 흔히 소비자 건물 밖에 위치한다. 배전선은 가공선이거나 지중선이다. 가공선은 건설비가 저렴하고 보수가 용이하나, 보다 위험에 노출되어 있으며 일부 지역에서는 미관을 해친다. 지중선로는 건설과 보수에 고비용을 요구하나, 유지비가 적고 시각적 문제를 야기하지 않는다.배전선에 대한 핵심적 고려 사항은 전기를 안전하게 수송하는 것과 소비자 설비에 손상을 주지 않는 것이다. 그래서 배전시스템은 단락된 회로를 신속하게 분리하고 적절한 전기품질(주파수 및 전압)이 유지될 수 있도록 설계한다. 전압조정기는 배전시스템 전압이 허용한도 내에서 유지되도록 하며, 개폐기는 여러 회로를 개폐하거나 다른 회로에 여러 모양으로 접속되도록 한다. 차단기는 전류를 분리하여 유지보수가 수행될 수 있게 하거나 전력 품질 문제 혹은 회로 과부하시 시스템을 보호하는 기계적 장치다. 자동 재폐로기는 고장이 감지될 경우 회로를 자동으로 차단하는 차단기다. 자동 재폐로기는 일시적 고장의 경우 자동적으로 수회 폐로를 시행하여(보통 3회) 반복적으로 자체적인 고장해소 기회를 부여하며, 고장이 해소되지 않으면 최종적으로 회로를 개로하고 분리시킨다. 이러한 기기들은 전력 공급 지장을 최소화하는 1차 방어수단으로 주로 배전선 전체에 거쳐 사용된다. 전력 커패시터는 무효 볼트암페어(VARs)를 공급하기 위해 배전시스템에 사용된다. 최종 소비자에게 연결되는 인입선은 케이블과 사고시를 대비한 보호장치로 구성된다. 물론 각 전력회사는 사용 전력량을 측정하기 위해 계량기를 설치하여야 한다.

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