[시장분석] 차단기 및 개폐장치 시장분석

고압 개폐장치 시장 전망 (1) 개요 해외의 경험에 의하면 새로운 기술이 급속하게 발전한 원인은 원래 15~20년 주기로 교체되는 배전망 기자재 주기가 현재는 매 5년마다 50%~60%의 배전망기자재를 교체하고 있기 때문이다. 현재 일부 선진 국가는 배전자동화의 추세가 비교적 치열하지만 중국 배전망의 기본구조와 배전망자동화와의 거리는 아직 멀고 비교적 장시간의 개조를 진행해야만 점차적으로 비교적 높은 수준에 도달할 수 있다. 지난 호에 소개한 ‘10.5계획’ 기간 마지막 3년에 고압개폐장치 시장의 수요는 이전의 2년보다 높을 것이며 새로 증가하는 발전설비용량과 비교적 직접적인 관계가 있는 일부 개폐장치의 시장용량은 더욱 확대될 것이고 개폐장치에는 좋은 시장수요가 있게 될 것이다. 주요 생산업체는 평정산천응그룹(평고전기), 서안개폐공장과 심양개폐공장이며 합계 분야 내 80%의 시장점유율을 차지하였다. 매 1만 kW의 기계설치용량은 적어도 126kV 이상의 개폐차단기 3.7만대의 수요를 의미하기 때문에 04~06년, 미래 매년 적어도 1.4억대 이상의 고압차단기의 수요가 창출되며 낡은 개폐장치의 대체수요까지 고려할 경우 시장의 총수요량은 2.1억대/년 이상으로 예상된다. 수요가 급속으로 증가(앞의 3개의 대형 생산업체 생산용량은 이미 2005년 연말까지 완료됨)함에 따라 3개의 대형 고압 개폐장치 공장은 연합하여 전 업종의 가격상승을 계획하고 있으며 해당 제품의 가격상승은 2004년 후반기에 나타나게 될 것으로 예상된다. 특히 수요가 비교적 왕성한 SF6 차단기 등 주요제품은 더욱 그러하다. 이번 가격상승 폭도 비교적 클 것이다. 가격상승을 제외하고 고압 개폐장치공장은 조치를 취하여 생산능력을 높이고 있다. 고압 개폐장치공장이 건설주기가 길고 투자하여 자금을 회수하는 주기도 긴 특징으로 인하여 구매하여 합병하는 것이 생산능력을 확장하는 제일 좋은 방식이다. 고압 개폐장치업종의 유일한 출시공사인 평고전기는 지금 업종 내에서 선두를 차지하고 있는 모 개폐공장과 합병하는 문제를 협의하고 있다. 동시에 전력투자총량 증가와 구조성 조정수요의 영향으로 송·변전 업종의 호황주기는 연속 10년으로 지속될 것이며 관련되는 주요제품인 변압기와 고압 개폐장치의 생산업체는 모두 고속증가의 황금시기를 맞이하게 될 것이다. 전문가의 예측에 의하면 미래 2~3년간에 고압 개폐장치 시장 규모가 보다 커질 것으로 예상하고 있다. 최근 몇 년간 중국의 전력 공업이 빠른 속도를 유지하여 발전해왔다. 발전설비 용량이 매년의 상승폭이 8%이다. 1998년부터 도시·농촌 배전망 개조공사와 서부대개발과 서전동송공사를 실시하여 송·배전 설비제조업의 시장수요가 많이 커지고 시장규모도 급속하게 확대하였다. 통계자료에 의하면 중국이 앞으로 2,3년 동안 전원건설을 3000만kW를 추가 건설하고 새로 추가하는 장치는 2500만kW로 상승하여 즉, 매년의 추가 설비 상승폭이 30%~40% 정도이다. (2) 품목별 시장동향 1) 800-1200 kV 고압개폐장치 ‘10.5계획’기간 전력기관이 초고압송전에 대한 의견의 일치하지 않고, 이 전압등급의 송전기술이 또 국제시장에서 아직 완벽하지 못하므로 중국에서 본격적으로 적용하지 못하고 다만 기초 작업을 하는 데 불과하다. 서북지역은 황하상류의 대 수력발전개발이 심도 있게 진행되고 섬북대갱구 수력발전건설 및 지역 내 네트워크의 수요에 의하여 750kV 송전기술에 대한 요구가 매우 시급하며 국가전력회사는 이 전압등급을 이미 허락하였다. ‘10.5계획’기간에 한 선로인 750kV 송전선로(800kV GIS를 사용할 수 있다)가 건설될 것이지만 첫 송전선로의 주요 개폐장치는 직접 수입하거나 혹은 해외와 상호 합작하여 생산하게 되며 더욱 먼 시장의 시동은 서북지역이며 시장의 용량이 그다지 크지 않다. 2) 363~550kV 고압개폐장치 330~550kV 전압등급 개폐장치의 수요는 지속적으로 증가할 것이다. ‘10.5계획’기간 연 평균발전설비용량이 ‘9.5기간’보다 높아지고 서북지역 330kV 전압등급 배전망의 주요 배전망 구조가 더욱 완벽해짐에 따라 330~550kV 전압등급 개폐장치는 ‘10.5계획’기간 마지막 3년 동안 ‘9.5기간’보다 다소 증가하게 되는데 ‘10.5계획’기간 후기 차단기(GIS 포함)의 연간 수요량은 약 180~200대 달하게 된다. 제품구조로 보면 탱크식 차단기는 체적이 작고 내진성이 좋은 특징을 가지고 있지만 주상애자 차단기에 단독전류기를 추가한 변성기 가격이 탱크식 차단기보다 낮기 때문에 주상애자 차단기의 비중이 다소 높아지게 된다. 그 구조비중은 GIS 약 35%, 주상애자(P-GCB) 35%, 탱크식(T-GCB)은 30%를 차지한다. 3) 126~252kV 고압개폐장치 126~252kV 전압등급 차단기의 매년 수요량은 7500대 가량 예상된다. 앞으로 몇 년은 도시와 농촌 배전망 개조가 계속 진행되고 도시배전망 중에서 35kV 전압등급을 사용금지하고 SF6 차단기가 고압오일최소차단기를 대체했기 때문에 126~252kV제품은 빠른 속도로 발전할 것이다. 126~252kV차단기의 수요량이 6000~75000대/년이다. 제품구조를 살펴보면 이 전압등급의 무오일 제품이 많이 발전할 것임을 알 수 있다. 그러나 중·서부지역은 경제적인 한계가 있어서 여전히 오일최소화제품을 사용하고 있다. ‘10.5계획’기간 말에 252kV SF6 차단기의 공급량이 수요를 따라잡을 수 있을 것이고 SF6 차단기 중에 GIS제품의 비중이 30%로 상승할 것이며 활성탱크형자동소호차단기가 50%, 압축공기제품이 20%가 될 것이다. 앞으로의 시장 수요를 보면 단락전류가 크고 차단시간이 짧을 경우에 압축공기 SF6 차단기가 여전히 인기상품이다. GIS 장치가 가장 인기가 많은 제품으로 된다. GIS는 세트성이 강하고 쉽게 설치하여 건설할 수 있고 가혹한 환경조건에 잘 견디며 신뢰성이 높고 유량이 작은 등 장점이 있다. 높은 습도, 높은 해발, 고한 등 가혹한 환경조건에서 고압, 초고압 변전소를 건설할 때 GIS는 가장 먼저 선택하는 제품이다. 중국의 서부개발, 심고 등의 공장에서 생산하는 126~252 kV 전압등급 GIS 품질이 대폭으로 상승하고 신뢰성이 해외수준에 도달하였으므로 GIS 장치의 사용량은 더욱 증가하게 될 것이다. ‘10.5계획’기간 말에 126~252kV GIS 장치의 년 수요량은 1500~1600대에 달할 것이다. 국내기업이 550kV 전압등급 생산을 확대하기 때문에 GIS는 여전히 비교적 큰 장애가 있게 된다. 따라서 시장을 진일보 개척하는 관건은 이 제품에 대한 신뢰성을 높이는 것이다. 차단기를 기초로 하는 개방식 혹은 부분폐쇄형 개폐장치 사용비율이 다소 상승하였다. 현재, 국내·외에서는 이미 SF6 차단기를 기초로 하는 부분폐쇄형 혹은 개방식 옥외용 개폐장치를 생산하기 시작하였다. 그러나 이러한 개폐장치의 크기는 GIS 보다 약간 크지만 보통 개방식보다 작고 가격은 GIS보다 싸지만 보통 방식보다 높다. “10.5계획”기간 기간동안 이 종류의 개폐장치 사용은 더욱 확대될 것이다. ‘10.5계획’기간 말에 252kV SF6 차단기의 생산량은 90%를 차지하며, 소유 차단기가 약 10%, 126kV SF6 차단기 약 80%, 소유한 것이 20% 차지할 것으로 예상된다. 두 전압등급의 SF6 차단기 중 GIS가 15% 혹은 좀더 크며 주상애자 자체로 소호할 수 있는 것이 50%를 차지하며, 공기압축식이 35%를 차지한다. 비록 자체로 소호할 수 있는 스프링기구 SF6 차단기가 우세를 가지고 있지만 개폐단락전류가 크고 개폐시간이 짧은 경우에는 공기압축식 SF6 차단기를 여전히 가장 선호하고 있다. 4) 72.5 kV GIS 장치 GIS는 쉽게 설치하여 건설할 수 있고 가혹한 환경조건에 잘 견디며 신뢰성이 높고 유량이 작은 등의 장점이 있다. 수력발전소, 오수, 습기, 열, 높은 해발 고한 등 가혹한 환경조건에서 고압, 초고압 변전소를 건설할 때 우선적으로 선택하는 제품인데다 고압이 도시로 들어가기 때문에 GIS 사용비중은 보다 증가하게 될 것이다. ‘10.5계획’기간 말 GIS의 년 수요량은 1000~2000대일 것이다. 현재 국산 GIS 시장을 진일보 개척하는 관건은 그 신뢰성을 높이는 것이다. 5) 차단기를 기초로 하는 개방식 혹은 부분폐쇄형 개폐장치 지금 국제 및 국내 전력기관은 한 가지 SF6 차단기를 기초로 하는 옥외용 부분폐쇄형 개방식 개폐장치가 널리 사용되고 있으며 이러한 개폐장치의 크기는 GIS보다 약간 크고 보통 개방식보다 작으며 가격은 GIS보다 낮지만 보통 개방형 보다 높다. 이러한 개폐장치는 ‘10.5계획’기간에 도입하여 합격품을 생산하였으며 생산, 사용경험을 쌓아가는 과정에서 사용은 점차 확대될 것으로 예상된다. 그러나 ‘10.5계획’기간 사용비중은 그다지 크지 않을 것이다. 아래에 두 가지 제품을 소개한다. PASS(Plug and Switch System) 삽입식 개폐시스템, 정격 전압 123~550 kV, GIS 기술을 이용하고 합리적으로 간소화 하였으며 각 구성부품은 기중 공용, 복합식 변성기(PT, CT), 복합식 단로기와 접지개폐기, 복합애자 및 개방식 모선은 원래의 공기절연 개방식변전소 혹은 신건설 토지가 제한을 받는 개방식변전소에서 널리 사용된다. Co-pass 원형변전소, 정격전압 123~170 kV이며 자기소호 SF6 차단기를 기초로 하고 단로기(접지개폐기), 변성기, 피뢰기 등을 조합하여 공기절연구조 모듈을 형성하며 병합하여 여러 간격의 변전소를 형성할 수 있다. 6) 중압 큐비클형 개폐장치 ‘10.5계획’기간 마지막 3년은 전력공업발전이 빨라지고 국민경제가 신속하게 발전함에 따라 중압 큐비클형 개폐장치는 비교적 빠른 발전을 가져왔으며 비교적 크게 증가할 것이다. 중압금속 폐쇄형 개폐장치는 배전망의 기초설비이며 국민경제의 기초 장비이다. 주요 구성부품에는 차단기, 부하개폐기와 접속기가 있다. 현재 중국에서는 부하개폐기와 접속기의 사용비가 날로 증가하여 12kV 주요 개폐부품 및 부하개폐기 등은 ‘10.5계획’기간말기 시장수요가 25만대에 달하게 될 것이다. 그 중 차단기는 약 16.7만대이고 부하개폐기와 접속기는 약 8.3만대이다. 40.5kV 주요 개폐부품은 현재까지 여전히 차단기가 주요하게 우세를 차지하고 있으며 미래 몇 년간은 시장수요가 여전히 차단기를 위주로 될 것이다. 그러나 부하개폐기도 적용이 증가하고 있다. 40.5kV 주요 개폐장치의 총수량은 약 16500대이며 그 중 차단기 16000대, 부하개폐기 500대이다. 제품의 구조로부터 보면 순환배전망 큐비클, FC 큐비클의 비중은 증가하고 차단기 큐비클은 하강하고 있다. 인출부(또는 함) 중 조립 큐비클의 비중이 증가하며 용접조립 큐비클은 하강하게 된다. 큐비클형 개폐장치에서 신뢰성이 높은 진공차단기의 사용이 증가하고 있고 사용자는 유지보수가 적고 신뢰성이 높은 고정 큐비클을 개발할 것을 요구하며 일부 소비자는 개폐가 비교적 큰 단락전류 혹은 복잡한 전류(소유도전류, 진상전류)의 경우 SF6 큐비클형 개폐장치를 사용할 것을 희망한다. 7) 중압 가스충전개폐장치 시장분석 12kV 전압등급의 가스충전 개폐장치 시장수요는 비교적 크고 전망도 한동안 아주 좋다. 독일의 관련기관이 얼마 전에 공업배전망용 중압개폐장치에 대해 수행한 대형의 조사결과에서 나타내기를 현재 가스충전개폐장치는 12kV 전압등급의 시장에서 5% 시장점유율을 차지하며 24kV 전압등급의 시장의 점유율은 9%를 차지하고 36kV 전압등급의 시장에서는 19%의 시장점유율을 차지하고 있다. 미래의 시장수요로부터 볼 때 가스충전 개폐장치의 12kV 이상의 시장 점유율이 90% 이상을 차지하며 가스충전 개폐장치는 더욱 큰 발전을 가져오게 될 것이다. 중압 가스충전개폐장치 특히 40.5kV 전압등급의 가스충전 개폐장치의 기술 경제효과와 이익은 제일 우월하지만 시장의 수요가 얼마나 되는지는 두 개 측면에서 고찰하여야 한다. 하나는 전기공급시스템이고 두 번째는 대형공장이다. 전력공급시스템으로부터 보면 중국의 도시배전망은 한창 개조와 건설을 진행하고 있다. 도시배전망은 전압등급을 4개 등급으로 나뉜다. 제 1 등급은 고압송전전압(220kV 혹은 110kV); 제 2 등급은 고압배전전압(66kV, 35kV); 제 3등급은 중압배전전압(10 kV), 제 4등급은 저압배전전압(0.4kV)이다. 이 4개 등급의 6개 전압등급 중에서 매개 도시에서 선택하는 전압등급은 4개를 초과하지 못한다. 현재에 중국 도시배전망 전압등급 중에서 상해, 북경, 천진, 화동지역에 모두 40.5kV 등급을 사용하고 있다. 전국에는 약 12000개의 변전소가 있으며 35kV와 110kV전압등급의 변전소는 5000개 있다. 전국의 발전량은 약 75%가 35kV~110kV 송전배전전력망을 통하여 소비자에게 송전하고 약 75%의 전력량이 도시배전망에서 판매된다. 화동배전망은 중국에서 가장 큰 지역 네트워크이며 상해, 북경, 천진은 전기 사용량이 가장 큰 도시이다. 비록 전국의 기타지역에는 35kV 전기공급시스템이 없지만 화동지역과 상해, 북경, 천진의 전력사용량은 아주 크기 때문에 35kV 배전망에 40.5kV 전압등급의 개폐장치는 아직도 상당히 큰 시장이 존재하고 있다. 40.5kV 전압등급 개폐장치의 다른 하나의 시장은 대형공장이다. 즉 시멘트 공업, 자동차공업, 제철공업, 압연공장, 채광공업, 방직, 제조와 식품공업, 화학 공업, 석유공업, FOB 기자재, 파이프기자재, 전기화학공장, 석유화학공장, 견인급전기자재, 선박제조공업, 디젤 발전소, 비상급전기자재, 노천채광탄광 등이다. 종합하면 40.5kV 전압등급 개폐장치는 도시배전망전기공급의 시스템과 대형공업소비자중에서 아직 일정한 시장을 가지고 있으므로 40.5kV 전압등급 개폐장치를 적당히 발전하는 것이 필요하며 특히 도시배전망과 대규모 공장들이 소형화기자재를 요구하는데 가스충전개폐장치가 이에 부합한 장치이다. 8) 가스절연 변전소와 고체절연 변전소 중압영역(12~40.5kV)변전소의 세트화, 공장화(공장 내에서 변전소를 조립하고 현장에서 전부 설치하는 것을 말한다)는 중압변전소 발전방향의 하나이다. 가스절연변전소는 C-GIS 가스절연변전소에서 그 장점은 아주 분명한바 체적이 작고 안전성이 높고 쉽게 설치하고 유지보수가 간편하고 가혹한 환경조건에 견디고 해외에서도 이미 꽤 많이 사용되어 ‘10.5계획’기간에는 중국에서도 도입하고 소화해내며 재개발하며 경험을 쌓는 기초에서 사용하기 시작하였다. 고체절연변전소는 고체절연재료가 공기절연을 대체하는 조합세트로 되는 변전소를 말한다. 그 특징과 사용전망은 가스절연변전소와 유사하지만 절연재료와 방법(주조, 주형)등 요구가 비교적 높고 발열, 일부배출 문제, 용량의 어려움이 큰 등의 문제가 있다. 9) 조립식변전소 조립식변전소도 전망이 좋다. 배전망 말단변전소는 중·저압배전망의 합류점이다. 최근 몇 년간 공장 안에 미리 제조하고 조립하고 성능 테스트를 다 하고 나서 금속 외함으로 포장하는 변전소를 도입하였다. 조립식변전소가 설립하기 쉽고 부지면적이 작고 건물을 건설할 필요가 없는 장점이 있어서 말단변전소에 있는데 전망이 좋다. 현재 조립식변전소가 이미 말단변전소 전체의 80% 이상을 차지하는 나라가 있다. 통계자료에 의하면 현재 중국에서 10 kV 배전망 말단변전소가 1년에 8만~10만 개 있고 만약 앞으로 조립식변전소를 60% 사용하면 조립식변전소가 5만~6만 개 필요하다. 현재의 연간 수요량이 이미 1.5만 개 정도 되므로 ‘10.5계획’기간 말에는 12kV조립식변전소의 연간 수요량이 2.5만~3만개 정도 될 것이다. 소형화되고 안정성이 좋고 각종 환경에 설치 가능하고 고객의 요구를 만족시킬 수 있는 개성 있는 제품은 더 호평을 받을 것이다. 박스형 변전소는 세트성이 강하고 건설하고 설치하기가 쉬우며 차지하는 면적을 감소하며 공장을 설립할 필요가 없는 등 장점을 가지고 있기 때문에 종단변전소에서 넓게 사용될 전망을 가지고 있으며 지금 일부 국가에서 박스변전소는 이미 종단변전소의 80% 이상을 차지한다. 박스변전소는 열 방출이 어려우며 대용량에는 사용이 적합하지 않다. 미식박스변전소는 체적이 더욱 작고 경제성에서 더욱 실용적이므로 소비자들의 특별한 주목을 받고 있다. 그러나 중국 중압시스템은 현재 여전히 대다수가 중성점 비 직접 접지시스템이기 때문에 단상차단 등 비대칭의 운전은 저압 측의 운전전압이 정격 전압보다 20%~30% 이상 혹은 더욱 크게 이탈되어 안전한 전기사용에 영향을 주거나 오일사용 제한의 환경 포고 등 불리한 측면이 있다. 지금 국내의 박스변전소 생산량은 3000~4000대이며 ‘10.5계획’기간 후기에는 6000~7000대로 늘어날 것으로 예상된다. 10) 지능형 개폐장치 지능형 개폐장치는 디지털, 정보기술과 전통 개폐장치를 조합하여 지능기능을 가지고 있는 개폐장치이다. 국제시장에서 새로 나온 제품이며 뚜렷한 기술우세가 있어 발전하는 속도가 비교적 빠르다. 현재 국내의 고급 큐비클형 개폐장치 중(조립 큐비클형) 지능화 비율은 이미 50% 이상을 차지하였으며 금후 지능화기술이 더욱 크게 발전함에 따라 지능화 기능유닛, 감지기의 가격이 하락하여 점차적으로 큐비클형 개폐장치의 사용이 증가하고 있다. 최근 방사형태(또는 방사식) 가공회로시스템 중 이미 적지 않은 지능화개폐장치를 개발하였는데 예를 들면, 개폐장치, 구간개폐기, 진공자동배전개폐(VPS5)등이다. 그러나 가격이 SF6, 진공차단기의 2~3배 혹은 5배에 달하여 현급 이하, 생산투입능력이 비교적 약한 소비자는 이렇게 높은 가격을 감당하기 어렵다. 따라서 ‘10.5계획’기간에 일정한 시장이 있지만 그리 크지 않을 것이다. GIS, 차단기 등 고압부품 중에 선로를 감시하는 지능화기술은 현재는 아직 성숙하지 못하였으며 ‘10.5계획’기간에도 실질성의 시장 움직임도 없을 것이다. (3) 고압 개폐장치 수요 예측 고압개폐장치에는 차단기, 단로기, 큐비클형 고압개폐장치, 부하개폐기, 자동재폐로차단기, 자동 구간개폐기 등이 있으며 차단기 중에는 폐쇄형개폐장치(GIS), SF6 차단기, 오일차단기 등 3종류가 있다. 고압개폐장치자재 및 각 종류의 년 평균수요량은 <표 1>, <표 2>와 같다. 현재 고압 개폐장치에 대한 주요 요구는 고 신뢰성, 보수가 필요 없고, 지능화, 무오일화 등이다. 고압 개폐장치중의 주요한 제품은 차단기이며 각 종류의 차단기 수요추세는 다음과 같다. 1) 가스절연 개폐장치(GIS) 체적이 작고 차지하는 면적이 작으며 환경의 영향을 받지 않고 유지보수가 적으며 신뢰성이 높은 특징을 가지고 있으며 도시배전망개조에서 인기 있는 제품이며 전압등급은 126kV~550kV이다. 통계에 의하면 1996년, 1997년, 1998년 3년의 126kV 이상 GIS 생산량 및 차단기 생산량 중에서 차지하는 비는 각각 331개(격실형)(9.718%), 437.5개(격실형)(12.143%), 557개(격실형)(17.368%) 이며 증가가 비교적 빠르고 금후의 도시망개조의 전면적인 전개와 배전망건설이 강화되는 상황 하에서 수요량은 계속 확대될 것이다. 2) SF6 차단기 유입식차단기를 대체하는 무오일화제품이며 유지보수의 주기가 긴 특징을 가지고 있다. 전압등급은 12~550kV이며 110kV급 이상 차단기 중에서 절대적인 우위를 차지하고 있으며 그 수요는 해마다 증가하고 있다. 1996년부터 1998년까지 550kV급은 100%, 252kV급은 77.89%에서 84.08%로 상승하였고 126kV급은 45.31%에서 58.32%로 상승하였으며 40.5kV와 12kV에서의 그 비율도 상승하는 추세를 나타내고 있다. 3) 진공차단기 고압개폐장치 업종에서 수량이 많고 사용하는 곳이 많은 제품이며 무오일화와 유지보수의 주기가 긴 특징을 가지고 있다. 전압등급은 12kV와 40.5kV이다. 12kV 등급에서 진공차단기의 발전이 매우 빠르다. 1996년의 64.93%에서 1998년의 79.62%로 상승하였으며 절대적인 우세를 점하고 있으며 앞으로 계속 발전하게 될 것이다. 40.5kV의 전압등급에서 1998년 진공차단기와 SF6차단기는 각각 1/3을 차지하였지만 이 두 가지 제품이 차지하는 비율이 비교적 빠르게 상승하고 있고 반면에 오일차단기는 하강하는 추세를 나타냈다. 4) 유입식 차단기 중국의 고압개폐장치 업종의 전통제품이며 생산역사가 제일 길지만 기술수준이 절연매체의 제한을 받아 상승이 느리게 진행되었으며 무오일화의 요구에 부합되지 않는다. 전압등급은 12~252 kV이고 72.5 kV 등급을 제외하고 동일한 전압 등급제품 중의 비율은 해마다 하강하며 더욱이 126 kV, 40.5 kV와 12 kV는 하강하는 폭이 비교적 크다. 금후 오일차단기의 수요는 해마다 감소하게 될 것이다.