[기술동향] 고온 초전도 변압기 개발동향

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[기술동향] 고온 초전도 변압기 개발동향

2005년 9월 3일 (토) 11:59:00 | 지면 발행 ( 2005년 8월호 - 전체 보기 )

고온 초전도 변압기 개발동향 서론 초전도 변압기란 현재 사용하고 있는 일반 변압기에서 구리 권선을 초전도 선으로 대체한 기기를 말한다. 어찌 보면 두 기기 사이에 큰 차이점이 없다고 말할 수도 있지만, 일반 변압기는 절연유를 사용하여 권선에서 발생하는 열을 식히는 반면, 초전도 변압기는 초전도 특성을 유지하기 위해 영하 200℃이하의 극저온 냉매를 사용하므로 전체 시스템의 구성은 확연히 달라진다. 일반 변압기와 비교할 때 초전도 변압기의 장점은 여러 가지가 있다. 우선 일반 변압기에 비해 크기가 작고 가볍다는 점을 들 수 있다. 물론 이것은 일정 용량 이상의 변압기를 두고 하는 말이다. 1981년 웨스팅하우스에서 저온 초전도 변압기를 개념 설계할 당시만 해도, 초전도 변압기가 일반 변압기보다 경제성을 갖는 용량이 300MVA 이상이었다. 현재의 기술로 고온 초전도 변압기를 만든다고 할 때, 이 한계 용량은 그 때의 1/10 이하인 30MVA 정도이다. 초전도 현상의 대표적인 특징은 저항이 없다는 점이다. 따라서 일반적인 생각으로 초전도 전력기기는 저항에 의한 주울 손실이 없어, 기존의 일반 전력기기보다 높은 효율을 가질 것으로 기대한다. 그러나 지금 사용하고 있는 전력기기들은 모두 그 개발 역사가 100년이 넘고 있으며 현재의 기술 수준에서 거의 한계에 다다를 만큼 효율을 개선시켜 왔기 때문에, 초전도 현상을 이용한다고 해도 향상시킬 수 있는 효율 폭은 그리 크다고 할 수 없는 실정이다. 실제로 30MVA 급 일반 변압기의 효율은 99.3∼99.7% 정도이어서 고온 초전도 변압기를 사용해도 0.1% 정도밖에 효율 향상을 기대할 수 없다. 변압기 한 대를 두고 볼 때, 이 정도의 효율 향상 효과는 극히 미미하다고 할 수 있지만 전체 계통에서 사용하고 있는 변압기를 모두 고온 초전도 변압기로 대체한다고 하면 그 경제적 효과는 상상 외로 크게 된다. 통계에 따르면 미국에서 변압기의 손실로 생기는 금액은 연간 20억 달러 이상이므로, 0.1 %의 효율 향상으로 손실은 최소 1/7 이상 감소하므로 대략 연간 3억 달러 정도의 경제적 이득을 얻을 수 있다. 그러나 경제적 효과만으로는 지금 사용하고 있는 일반 변압기를 고온 초전도 변압기로 대체해야 하는 당위성을 얘기할 수 없다. 초전도 변압기는 일반 변압기와 다른 특징을 갖고 있다. 그리고 바로 이런 특징들은 일반 변압기로는 구현할 수 없는 성능을 나타내 주기 때문에 향후 전력계통에 새로 투입되거나 교체되는 변압기는 고온 초전도 변압기로 대체될 가능성이 높은 것이다. 본 고에서는 이와 같이 일반 변압기를 능가하는 고온 초전도 변압기의 특성을 알아보고, 또한 이 초전도 변압기에 사용될 고온 초전도 선재의 개발 현황과 국내 외의 고온 초전도 변압기 개발 사례 등을 소개한다. 고온 초전도 변압기의 가능성 1. 손실 초전도 현상의 대표적인 특징이 저항이 없다는 점은 서론에서 밝힌 바 있다. 그렇다면 초전도 변압기에서는 손실이 전혀 없을 것인가? 결론부터 얘기하자면 그렇지 않다. 우선 일반 변압기의 손실부터 알아보자. 우리가 잘 알고 있는 대로 변압기의 주 손실은 크게 동손과 철손으로 구분한다. 일반 변압기의 경우, 이 손실을 좀 더 구체적으로 세분하면 절연유에서 발생하는 유전체 손실과 변압기와 외부를 연결하는 부위에서 표유 자속으로 인해 변압기 외함 특히 뚜껑 부위에서 발생하는 표유 손실도 들 수 있다. 고온 초전도 변압기도 전자기적인 기본 구조는 일반 변압기와 동일하다. 철심을 가운데 두고 1차 권선과 2차 권선을 동축 형태로 감아 누설 자속을 최소화하는 구조는 동일하기 때문에, 일반 변압기에서 발생하는 손실의 구분을 그대로 초전도 변압기에도 적용할 수 있다. 일반 변압기의 손실 성분 중 유전체 손실과 표유 손실은 고온 초전도 변압기에서도 피할 수 없는 부분이다. 단 일반 변압기에서 절연과 권선 냉각을 위해 절연유를 사용하는 데 비해 고온 초전도 변압기에서는 냉각을 위한 액체 질소가 절연 기능까지 담당하게 된다. 액체 질소는 일반 변압기에서 사용하는 절연유보다 절연 특성이 우수하고 유전체 손실도 적은 것으로 알려져 있다. 고온 초전도 변압기를 반드시 액체 질소로 냉각시켜야 하는 것은 아니지만, 액체 헬륨으로 냉각시키는 경우보다 경제적으로 값이 싸고, 또한 20∼77K 범위의 온도에서 폭발과 같은 위험성이 없는 냉매로 액체 질소를 능가할 만한 것을 찾을 수 없다. 액체 질소 자체는 절연 특성이 우수하지만 액체 질소가 기화하여 액체 중에 기포가 들어 있으면 이 기포로 인해 전체 절연 내력이 떨어지게 된다.

따라서 고온 초전도 변압기의 냉매로 액체 질소를 사용할 경우에는 기압을 낮추어 액체 질소의 끓는점을 낮추는 방법을 사용하며 이것을 subcooling이라고 한다. 액체 질소의 빙점은 63K이므로 이 정도까지 액체 질소의 온도를 낮추어서 기화한 액체 질소가 액체 내에 가능한 잠겨 있지 않고 바로 외부로 배출되게 하면 질소 기포로 인한 절연 내력 저하를 막을 수 있다. <그림1>은 일본 규슈대학교에서 시험한 subcooling 방식을 나타내고 있다. 따라서 냉매로 사용하는 액체 질소가 절연 기능까지 담당하며 전체 손실 중 비록 적은 양이긴 하지만 지금 사용하는 일반 변압기의 유전체 손실을 더 감소시킬 수 있게 한다. 일반 변압기에서 철손과 동손은 상호 보완적인 관계이다. 사용하는 전력에 관계없이 항상 발생하는 철손은 크게 히스테리시스 손실과 와전류 손실로 나눈다. 이 손실들은 주파수 특성이나 최대 자속 관계가 서로 다르지만 각각은 변압기 철심의 부피에 비례한다. 또한 동손은 무부하시 여자전류의 양이 정격전류보다 작기 때문에 주로 부하를 사용할 때 발생하는 손실이며, 권선의 길이에 비례하여 증가한다. 변압기 철심의 단면적은 권선수의 제곱에 반비례하므로 권선수를 증가시키면 전체 철심의 부피를 감소시켜 철손을 줄일 수 있는 반면 권선의 길이가 늘어나 동손이 증가하게 된다. 일반 변압기에서는 사용 용도에 따라 이 철손과 동손의 비율을 정하여 설계하고 있다. 초전도 변압기라 할지라도 기본 구조가 일반 변압기와 같으므로 철심에서 발생하는 철손은 제거할 수 없다. 그러나 구리선에서 발생하는 동손은 초전도선에서는 발생하지 않으므로 일반 변압기와 같은 기준으로 초전도 변압기를 설계할 수는 없다. 초전도선의 경우, 직류에서는 손실이 전혀 없지만 크기가 변화하는 직류나 교류의 경우에는 교류 손실이 발생한다. 초전도선에서 발생하는 교류 손실은 철손과 비슷하게 히스테리시스 손실과 와전류 손실로 구분하며, 이에 더해 결합 손실까지 합쳐 교류 손실이라고 정의한다. 히스테리시스 손실은 초전도체에서 발생하며 외부 자장이 변화할 때 초전도체의 자장 변화가 철심과 마찬가지로 증가할 때와 감소할 때 그 경로가 다른 데서 발생하는 손실이며, 와전류 손실은 초전도체를 감싸고 있는 일반 도체에서 자장이 변화할 때 발생하는 손실이다. 따라서 비록 초전도선이라 할지라도 교류 전류가 흐를 때는 저항이 완전 영(zero)이라고 할 수 없으며 이런 교류 손실 성분들이 저항 값으로 등가적으로 표현된다. 그러나 초전도선의 교류 손실로 인한 저항 값은 일반 구리선에 비하면 상당히 작은 양이어서, 30MVA 일반 변압기에서 발생하는 동손이 수∼수십kW인 데 비해 초전도선에서 발생하는 교류 손실은 그 1/1000 이하인 수십∼수백W 수준이다. 비록 고온 초전도 변압기에서 발생하는 손실이 일반 변압기보다 상당히 작다 할지라도 초전도 변압기에서는 전체 효율을 계산할 때 냉각 효율을 고려해야 한다. 액체 질소 온도인 77K로 냉각을 유지하려면 대략 냉각 효율을 1/20로 봐야 한다. 이것은 1W의 손실로 기화한 질소를 다시 액화시키는 데는 20W가 필요하다는 얘기이며 이 상수를 전체 효율 계산 시 실제 발생 손실에 곱한 값이 전체 손실로 들어간다. 20K로 고온 초전도 변압기를 냉각하려면 냉각 효율을 1/100로 계산한다. 그러므로 고온 초전도 변압기의 철심을 초전도 권선과 같이 냉각시키면 철심에서 발생하는 수십 kW의 열을 감당할 수 없게 된다. 그래서 고온 초전도 변압기의 구조는 권선부만 냉각시키기 위해 철심은 상온에 두고 비자성체인 FRP 등으로 제작한 진공 저온 용기 내부에 초전도 권선을 설치하게 된다. <그림2>는 고온 초전도 변압기의 기본 구조를 나타낸 것이다.

2. 크기 및 가격 일반 변압기의 수명은 40년 정도이다. 미국의 통계 자료를 인용하면, 미국에서 전력 수가 급격히 증가한 시점이 30여년 전이므로 앞으로 20년 이내에 대부분의 변압기를 교체해야 된다고 본다. 그 중 30MVA, 138kV/13.8kV 용량의 변압기는 대략 절반 정도를 차지한다. 30MVA급 변압기라면 일반 변압기와 고온 초전도 변압기의 가격 비교는 어느 정도일까? 고온 초전도 변압기의 냉각 방식에 따라 차이가 있지만 현재의 기술로 봤을 때, 이 정도의 용량에서부터 고온 초전도 변압기가 경쟁력을 갖기 시작한다. 고온 초전도 변압기의 냉각 방식은 크게 두 가지로 생각할 수 있다. 자체적으로 냉각기를 포함하여 기화한 질소 가스를 다시 액화하는 순환 방식(Cryo-cooled Superconducting Transformer)과 변압기 근처에 액체 질소를 저장할 수 있는 대형 용기를 두고 주기적으로 액체 질소를 공급해 주는 비순환 방식(Open Cycle Superconducting Transformer)으로 나눌 수 있다. 비순환 방식은 유지·관리면에서 일반 변압기보다 불리할 것으로 생각되나 현재도 변전소의 변압기를 주기적으로 점검하며, 병원이나 공장 등에서 액체 질소를 주기적으로 공급받아 사용하고 있는 점을 고려해 보면 이 방식도 충분히 운영될 수 있는 방식이며 변압기 제작 단가와 유지비를 낮출 수 있는 방식이다. 30MVA 용량 변압기에 대해 각각의 중량을 비교해 보면 일반 변압기는 23,000리터 정도의 절연유를 포함해서 48톤 정도이고 고온 초전도 변압기의 경우, 순환 방식은 24톤, 비순환 방식은 16톤 정도로 모두 절반 이하의 중량밖에 되지 않는다. <그림3>은 이에 대한 비교를 나타낸 것이다.

고온 초전도 변압기의 부품 가격 중에서 현재 가장 예측이 어려운 부분은 바로 고온 초전도 선재이다. 30MVA급에서 목표로 하는 가격은 kg당 1,000달러 선이며 이 정도의 가격일 때 대략 30∼45kg의 초전도 선재를 사용한다면 초전도 선의 가격이 전체 변압기 가격의 10∼15%정도가 된다. 초전도 선재의 양을 더 줄이면 물론 가격을 더 낮출 수 있지만, 그와 같이 할 때 반대로 철심의 양이 늘어나 손실 비용을 포함한 전체 가격 상승이 있으므로, 현재의 고온 초전도 변압기 설계 기준은 이런 경제적인 면을 고려하여 결정한다. 가격을 비교해 볼 때, 30MVA급 일반 변압기의 가격은 30만 달러로 여기에 유지·보수비까지 포함하면 대략 40만∼50만 달러 정도의 비용이 필요하다. 액체 질소로 냉각하는 같은 용량의 고온 초전도 변압기는 비순환 방식의 경우 전체 비용이 10∼20% 쌀 것으로 예상하며, 순환 방식의 경우에는 제조 가격은 30% 정도 비싸나 전체 비용에서 따지면 10% 정도 일반 변압기보다 비쌀 것으로 예상한다. 그러나 이 가격은 현재 대단히 비싼 고온 초전도 선재 가격을 그대로 반영한 것이기 때문에, 대량 생산이 되거나 새로운 선재 개발로 선재 가격이 내려가면 경쟁력 있는 변압기 용량은 더 감소할 것으로 보인다. 3. 수명 및 정격 앞에서 살펴본 바와 같이 변압기의 중량, 가격이나 효율 면에서 보면, 고온 초전도 변압기가 일반 변압기보다 크게 유리하다고 보기는 어렵다. 그러나 변압기 용량 선정을 고려해 보면 초전도 변압기의 장점이 부각되고 이 점이 앞으로 일반 변압기를 초전도 변압기로 대체하여야 하는 당위성을 갖게 된다. 우선 일반 변압기를 운전할 때 용량 선정 시 가장 중요한 점은 변압기의 온도이다. 한 변압기를 30년 이상 사용하기 위해서는 변압기 내부에서 가장 온도가 높은 곳이 110℃ 이하이어야 한다. 만일 이 한계를 20℃ 이상 초과해서 사용한 기간이 변압기 수명인 30년의 1%도 안 되는 총 100일을 넘었다면 수명은 25% 감소하며 초과 사용 기간이 10%가 되면 수명은 절반 이하로 줄어든다. 전력 계통에서 부하 사용 형태를 보면 가장 수요가 많은 시점은 냉방기의 사용이 증가하는 여름이 된다. 이 시기에는 냉방기 사용이 없는 계절의 2배에 가까운 전력 수요가 발생하므로 변압기 용량 선정 시는 이 기간의 수요에 맞춰 정격 용량을 결정할 수밖에 없다. 그 결과 일년 중 대부분의 기간에는 정격의 50% 이하의 부하밖에 공급하지 않으면서 대용량의 변압기를 사용하게 되고 이것은 변압기 운전 효율을 떨어뜨리는 결과를 가져온다. 그렇지 않고 변압기 용량을 낮추게 되면 변압기 수명은 급격히 감소하므로 현재의 일반 변압기로는 이 문제를 해결할 수 없다. 초전도 변압기의 경우에는 이 문제의 결과가 전혀 다르게 나타난다. 일반 변압기의 정격 전류는 온도 상승에 의해 제한 받지만, 초전도 변압기의 정격 전류는 임계 전류나 치 전류를 고려하여 결정한다. 단락사고 시 일반 변압기에 흐르는 전류를 정격 전류의 10∼12배로 볼 때, 고온 초전도 변압기의 정격 전류는 임계 전류의 10% 정도로 결정할 수 있다. 앞에서 변압기 가격 비교 예는 이와 같은 정도의 전류 용량을 고려한 경우이며, 고온 초전도 사고전류 제한기와 같은 전류제한 장치를 사용하거나 저온 초전도 변압기와 같이 자체적으로 사고 전류를 제한할 수 있는 구조를 채택하면 초전도 선재의 양을 더 줄일 수 있어 초전도 변압기 가격을 더 낮출 수 있다. 또한 고온 초전도 변압기의 경우, 정격 전류를 넘어서는 부하 전류를 흘린다고 해서 일반 변압기와 마찬가지로 절연이 열화되는 일은 발생하지 않는다. 정격의 200% 정도인 부하 전류가 흘러도 변압기 수명에는 아무 영향이 없으며 단지 교류 손실과 전류 도입선에서 발생하는 주울열이 증가하여 냉각 손실이 증가할 뿐이다. 그러므로 일년 중 몇 주밖에 되지 않는 피크 부하에 맞춰 변압기 용량을 결정할 필요가 없으며 이에 따라 연간 운전 효율은 일반 변압기보다 높아지게 된다. 이러한 특성은 일반 변압기로는 구현할 수 없는 점이며 실제로 일반 변압기를 초전도 변압으로 대체할 때는 더 작은 용량의 변압기로도 충분하다고 할 수 있다. 앞 장에서는 같은 용량의 일반 변압기와 고온 초전도 변압기의 가격, 크기 등을 비교하였으나 이런 특징을 고려한다면 초전도 변압기의 경제적인 경쟁력이 더 작은 용량에서도 가능하다고 할 수 있다. 이 밖에도 초전도 변압기의 장점으로 환경적인 면을 들 수 있다. 절연유를 사용하지 않으므로 변압기 폐기 처분 시나 사고 시 환경 오염을 걱정하지 않아도 되고, 절연유 사용으로 과부하 시 발생할 수 있는 화재의 위험도 사라지게 된다. 변압기용 고온 초전도 선재 냉각 손실이나 구조를 고려할 때 향후 초전도 변압기는 고온 초전도 선재를 사용할 수밖에 없다. 그러나 현재까지 개발된 고온 초전도 선재는 아직 실용화하기에는 몇 가지 문제점을 갖고 있다. 저온 초전도선과 달리 산화물 계열인 고온 초전도 선재는 선재 자체를 이용하여 기기를 제작하는 것이 수월하지 않다. 기계적인 특성이 금속계인 저온 초전도 선재와 비교하여 떨어지지만 이 점이 실용화에 큰 장애가 되지는 않는다. 현재 가장 문제가 되는 것은 선재의 전류 용량이다. 산화물인 고온 초전도체를 잘게 빻아 은으로 된 튜브에 넣어 압출시키는 방식(PIT, Powder in Tube)으로 구성되는 고온 초전도 선재는 10cm 정도의 짧은 선재에서는 만족할 만한 특성을 보여 주지만 선재를 길게 뽑아 시험할 때 치 전류가 급격히 떨어지며 이것이 현재 고온 초전도 선재가 풀어야 할 가장 큰 숙제이다. 고온 초전도 변압기를 제작하려면 최소한 수백 미터 정도는 이어져 있는 고온 초전도 선재가 필요하다. 지금까지 많은 고온 초전도체가 발견됐지만 이중 이와 같이 긴 선재로 만들 수 있는 재료는 몇 가지가 채 되지 않는다. 현재까지는 비스무스계열인 BSCCO(BiSrCaCu0)-2212나 2223를 이용하였을 때 긴 선재를 만들기 쉽다고 알려져 있다. BSCCO-2223는 1km 길이의 테이프 형태 선재 제작에 성공했다. BSCCO-2212는 PIT나 코팅 방식으로 500m 정도의 선재 제작이 가능하다. 이밖에도 TiBaCaCuO(TBCCO-1223)나 YBaCuO(YBCO-123) 같은 재료를 이용해서도 선재 제작을 시도하고 있으나 긴 선재로 만들기에는 너무 단단한 특성을 보여주었다. 최근 YBCO를 이용해 높은 전류 밀도를 갖는 선재 개발이 성공해 새로이 주목받고 있다. 어떤 재료를 사용하던 목표로 삼고 있는 선재 가격은 1kg에 1,000 달러 정도이다. 이 정도 가격은 저온 초전도체인 Nb3Sn의 제작 가격이며 이 때 전류 밀도는 40,000A/cm2 이상이어야 경제성이 있는 것으로 알려졌다. 현재 짧은 선재를 시험했을 때, 액체 질소 온도에서 이 정도의 전류 밀도 값을 갖는 재료는 YBCO밖에 없는 실정이다. <그림4>는 각 선재의 전류 밀도를 비교한 것이다.

고온 초전도 변압기 개발 사례 아직 고온 초전도 선재의 전류 용량이 충분하지 않은 탓으로 현재까지 개발된 고온 초전도 변압기는 그리 많지 않다. 세계에서 제일 처음으로 실 전력계통에 연결되어 시험한 고온 초전도 변압기로는 ABB(Asea Brown Boveri)사와 ASC(American Superconductor Corp.), Electricite de France, Services Industriels de Geneve, Ecole Polytechnique de Lausanne 등의 공동 연구로 개발한 630kVA 3상 변압기를 들 수 있다. 97년 3월 제네바시에 연결되는 전력계통에 물려 6개월간의 실제 상황 시험을 겪었다. 아래 <그림5>는 ABB사에서 개발한 3상 고온 초전도 변압기이다. 고온 초전도 선재로는 BSCCO-2223를 사용했으며 액체 질소로 냉각하였다. 1차 전압은 18.7kV, 2차 전압은 420V이다.

일본 규슈대학교에서는 96년 8월 후지 전기, 스미토모 사와 공동으로 500kVA, 단상 고온 초전도 변압기의 개발에 성공했다. 고온 초전도 선재로는 역시 BSCCO-2223 테이프를 사용하였고 1차 전압 6.6kV, 2차 전압 3.3kV의 정격 전압을 가지며 단일 선재로 정격 전류를 흘릴 수 없어 1차 셋, 2차 여섯 가닥의 선재를 병렬로 연결하여 전류 용량을 증가시켰다. 선재를 병렬 연결하였을 때, 각 선재 사이에서 임피던스 차이로 전류가 불균등하게 분배되는 것을 막기 위해 수치 해석으로 각 선의 임피던스를 같게 하도록 transpose 시켰다. 규슈대학교에서는 고온 초전도 변압기를 액체 질소 온도인 77K와 sub-cooled 방법을 이용하여 66K, 두 온도에서 시험하였으며 77K에서는 503kVA 용량에 99.1%의 효율을 얻었고, 66K에서는 99.3%의 효율에 800kVA의 최대 용량을 얻었다. 이 때의 효율 계산에는 물론 철손과 냉각 손실을 포함시킨 값이었다. <그림6>은 규슈대학교의 500kVA 고온 초전도 변압기이다. 이 변압기 시험에 성공한 후, 규슈대학교에서는 다음 단계로 1MVA급 고온 초전도 변압기를 개발했다. 미국에서는 <그림7>에 나타낸 것과 같이, Waukesha Electric Systems의 주도로 1MVA 단상 고온 초전도 변압기를 개발했고, 2단계로 5/10 MVA 3상 초전도 변압기를 개발 중이다. 이 변압기는 20∼35K의 온도에서 동작하고 30MVA 일반 변압기와 특성을 비교하기 위해 정격 전류의 최대 12배 크기의 사고 전류에도 견딜 수 있도록 설계됐다. 국내에서는 90년대 후반 기초전력연구원에서 단상 및 3상 10kVA 고온 초전도 변압기를 개발했고, 2001년부터는 21C 프론티어 사업 중 '차세대 초전도 응용기술 개발 사업'의 세부과제 중 하나로 고온 초전도 변압기 개발이 진행됐다. 전체 3단계 10년으로 진행되는 이 사업에서 현재 2단계 2차년도가 진행 중이며, 1단계에서는 단상 22.9/6.6kV 1MVA 초전도 변압기가 개발됐다. 아래 그림은 1단계에서 개발된 초전도 변압기의 모습이다. 결론 지금까지 고온 초전도 변압기의 특성과 일반 변압기의 특성을 비교하여 고온 초전도 변압기의 실용화 가능성을 알아봤다. 앞에서 밝힌 바와 같이 일반 변압기와 비교하였을 때, 고온 초전도 변압기는 단순히 크기가 줄어들거나 효율이 증가하는 것이 아니라 일반 변압기가 갖고 있는 용량과 수명의 한계를 극복할 수 있는 이점을 갖고 있다. 현재의 기술만으로는 아직 실용화에 많은 어려움이 따르지만 역으로 이러한 점은 그런 어려움이 극복됐을 때 훨씬 더 장점으로 활용될 수 있다. 냉각 손실과 같은 부분은 현재의 기술 수준만을 고려한 것이다. 만일 냉각 기술이 더 발전하여 냉각 손실이 줄어든다면 고온 초전도 변압기의 효율은 더 증가하고 가격은 더 싸게 될 것이다. 고온 초전도 변압기가 해결해야 할 가장 중요한 과제는 역시 선재의 전류 밀도 향상이다. 그리고 선재의 가격도 현재로서는 상용화가 어려울 정도로 비싼 면이 있지만 일단 실용화에 성공하여 대량 생산이 가능하게 되면 이 점도 해결될 것으로 전망된다. 이와 같은 선재 개발의 어려움으로 고온 초전도 변압기를 개발한 예는 그리 많지 않다. 그리고 국내에서는 87년부터 10년간 주로 고온 초전도 재료 개발에 연구가 집중됐고, 이 분야의 연구 수준은 외국과 거의 격차가 없는 상황이다. 그러나 고온 초전도체를 전력기기에 응용하는 연구는 최근에 들어서야 시작되었으며, 많은 전문가들이 10∼20년 내에 고온 초전도체를 응용한 시장이 형성될 것으로 전망하고 있는 바, 지금이 고온 초전도체 응용에 관심을 가져야 할 적기라고 생각한다. 참고문헌 1. Sam P. Mehta, Nicola Aversa and Michale S. Walker, 《Transforming Transfomer》 IEEE Spectrum pp43∼49, July 1997. 2. Kazuo Funaki, et. al. 《Design and Construction of a 500 kVA-Class Oxide Superconducting Power Transformer Cooled by Liquid Nitrogen》 Proceedings of the 16th ICEC/ICMC, pp1009∼1012, May 1996.