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문제 정의
본 기고에서는 초전도케이블 냉각기술 및 국내외 실계통에 적용된 초전도케이블과 냉각시스템의 운영사례에 대해서 기술하고자 한다.
제안 방법
초전도케이블 시스템의 총 손실은 케이블, 단말, 냉각시스템의 단열 및 교류손실을 포함하여 약 4 kW 이며, 냉각시스템의 냉각용량은 6 kW 이상으로 설계하였다.
이론/모형
극저온냉동기를 실계통 연계 운영에 적용하기에는 아직까지 신뢰성이 부족한 현실이다. 따라서 이천변전소 실계통연계 운영을 위해서는 감압에 의한 Open-loop 방식을 적용하였다.
설계한다. 열교환기는 냉각시스템 효율에 주요한 구성요소이며, LMTD (Log Mean Temperature Difference) 법 혹은 유용도-NTU (Number of Transfer Unit) 법에 의해 설계한다. 감압펌프는 감압시스템용 cryostat의 감압을 위한 진공펌프이며, 연결 배관의 컨덕턴스를 고려하여 배기용량을 고려하여선 정해야 한다.
성능/효과
LS 전선은 한국전기연구원, 한국전력공사, 한국전력연구원과 공동으로 교육과학기술부 지원 DAP AS (Dream of Advanced Powwer system by Applied Superconductivity technologies) 프로젝트를 통해 22.9kV 50MVA 배전급 초전도케이블 시스템 개발에 성 공하고, 한전 고창전력 시 험센터 에서 Type 테스트와 장기 신뢰성 평가를 통해 안정성을 입증하였다. 이를 바탕으로 지식경제부 지원 GENI (Green Superconducting Electric Power Network at Icheon Substation) 프로젝트를 한국전력과 2008년부터 이천변전소 실계통 연계 시험 운영을 수행하고 있다.
후속연구
이를 통해 냉각시스템 1기로 운영할 수 있는 초전도케이블 길이는 약 2km가 예상되며, 액체질소 순환 유로 분리를 위한 SJ (Stop joint) 개발을 통해 4km의 초전도케이블 상용화가 가능할 것으로 예상된다.
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