Development of 525kV VSC-HVDC Bi-pole Converter Transformer Technology
NTIS 과제고유번호
2410014213
IRIS 과제번호
RS-2025-25462762
주관연구개발기관
에이치디현대일렉트릭
공동연구개발기관
한국전기연구원,한양대학교에리카산학협력단
총 연구개발기간
2025-09-01 ~ 2027-12-31
당해연도 연구개발기간
2025-09-01 ~ 2025-12-31
정부지원금(천원)
1,500,000
민간현금(천원)
182,000
민간현물(천원)
1,033,120
상세정보
세부사업명
500kV 전압형 HVDC 변환용 변압기 기술개발사업(R&D)
내역사업명
500kV 전압형 HVDC 변환용 변압기 기술개발사업(R&D)
과제명(국문)
525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 기술개발
과제명(영문)
Development of 525kV VSC-HVDC Bi-pole Converter Transformer Technology
NTIS 과제고유번호
2480001542
IRIS 과제번호
RS-2025-25462762
주관연구개발기관
에이치디현대일렉트릭
공동연구개발기관
한국전기연구원,한양대학교에리카산학협력단
총 연구개발기간
2025-09-01 ~ 2027-12-31
당해연도 연구개발기간
2026-01-01 ~ 2026-12-31
정부지원금(천원)
3,000,000
민간현금(천원)
333,000
민간현물(천원)
1,900,360
연구목표
[최종목표]
o 2GW, ±525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 개발
o 전력계통 해석을 통한 기술 요건 개발
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 설계기술 개발
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 제작공정기술 개발
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 시험평가 기반기술 개발
[1차년도 목표]
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 사양 분석 및 선정
o 절연유 및 절연물에 대한 도전율(Conductivity) 측정 방안 도출
o DC 내전압에 대한 전계해석 기법 정립
[2차년도 목표]
o 절연유 및 절연물에 대한 도전율 선정
o DC 내전압에 대한 변압기 절연설계 기준 정립
o 2D/3D 전계해석을 통한 변압기 절연설계안 도출
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 설계에 대한 AC/DC
절연성능 평가 분석
[3차년도 목표]
o 2GW, 525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 개발
o 525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 기본 및 구조
상세 설계
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 기계적 및 열적 안전성
평가
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 제작공정기술 개발
o 시험 요구조건에 대한 변압기 시험 인증 및 성적서 확보
연구범위
[1차년도 개발내용]
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 사양 분석 및 선정
- 2GW(단상 368.2MVA) ±525kV HVDC Bi-pole 변환용
변압기 사양 분석
- 변압기 주요 부품(부싱 및 OLTC 등) 사양 분석 및 발주
o 절연유 및 절연물에 대한 도전율(Conductivity) 측정 방안 도출
- 절연유 도전율(Conductivity) 측정 방안 수립
- 절연물(앵글링 및 프레스보드 등 셀룰로스 계열)에 대한
도전율 측정 방안 수립
o DC내전압에 대한 전계해석 기법 정립
- AC 및 DC 내전압에 대한 전계해석 기법 비교·분석
[2차년도 개발내용]
o 절연유 및 절연물에 대한 도전율 선정
- 절연유 및 절연물에 대한 도전율 측정 및 결과 분석
- 온도(90℃ 이하)에 따른 절연유 및 절연물 도전율 측정 및
결과 분석
- DC 전계해석을 위한 절연유 및 절연물 물성치 선정
o DC 내전압에 대한 변압기 절연설계 기준 정립
- DC 전압에 대한 절연성능(절연파괴 전압) 평가 및 분석
- DC 내전압에 대한 전계해석 기준 정립
o 2D/3D전계해석을 통한 변압기 절연설계안 도출
- 변압기 권선간 및 리드-외함간에 대한 2D 또는 3D 전계해석
기법 정립
- 변압기 권선간 및 리드부 절연성능 평가 및 이격거리 도출
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 설계에 대한 AC/DC
절연성능 평가
- DC 내전압을 고려한 절연성능 평가 및 결과 분석
- AC 내전압 및 뇌임펄스 시험전압을 고려한 절연성능 평가 및
결과 분석
- HVDC 변환용 변압기 설계 및 제작 관련 고려 기술에 관한
국내·외 컨설팅
[3차년도 개발내용]
o 2GW, 525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 개발
- 단상 368.2MVA 525kV 전압형 HVDC 변환용 변압기 시제품
설계 및 제작
- 단상 368.2MVA 525kV 전압형 HVDC 변환용 변압기 시험
인증
o 525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 기본 및 구조
상세설계
- 525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 기본설계
- 525kV 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 구조설계
(전기구조 및 기계구조)
- 기존설계 및 구조설계안에 대한 2D/3D 절연성능 평가
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 기계적 및 열적 안전성
평가
- 열유동 및 자계해석을 통한 변압기 열적 안전성 평가 및 분석
- 변압기 설계에 대한 구조평가를 통한 기계적 안전성 평가
o 전압형 HVDC Bi-pole 변환용 변압기 제작공정기술 개발
- 건조 및 이물 관리를 고려한 변압기 제작 환경 관리 기술 개발
- 건조 공정 조건을 고려한 수분량 기준 정립
- 변압기 함침 및 필터링 공정을 통한 이물 관리 기준 정립
- 사양 조건을 고려한 변압기 시제품 제작
o 시험 요구조건에 대한 변압기 시험 인증 및 성적서 확보
- 시험 요구조건에 대한 변압기 인증 시험
- 시험 성적서 확보
기대효과
o 환경 친화형인 신재생에너지를 수도권으로 계통을 연계하기 위하여, 장거리
전송의 효율성 높은 HVDC 계통 시스템과 기자재의 국산화 기여
o 또한 HVDC 시스템의 송전은 전자파 발생이 미소하여 환경 영향이 낮은 장점이
있으며, 장거리 전송시 발생될 수 있는 손실을 최소화하여, 송전 효율 향상 가능
o 국내·외 데이터 센터 및 신재생에너지 발선 등의 성장에 따라, HVDC 시스템을 활용하여 기존 계통 선로와 신규 계통 선로간의 연계 효율성 향상 기여
o 국내 변압기 제조사는 AC형 변압기에 대한 다양한 기술력을 보유하고 있으나,
전압형 HVDC용 변압기 설계 및 제작 기술은 미흡한 단계이기 때문에,
기초 연구를 기반으로 한 기술개발을 통하여, 전압형 HVDC용 변압기의 설계·제작
기술 확립에 기여
o 국내·외 전력 소비량의 증가에 따라서, 다양한 기술이 적용되는 변압기 수요가 전세계적으로 증하고 있으며, 전력 소자의 발전과 함께, 전압형 HVDC용 변압기 수요가 증대됨에 따라서, 확보된 기술력을 바탕으로, 해외 전압형 HVDC용 변압기 수요 대응 및 해외 수출 증대에 기여
o 관련 기업의 제품화와 기술경쟁력 향상으로 다양한 사양의 HVDC 변압기
설계·제작 기술의 활용 가능