110V대신 220V를 사용하는 이유
fabiano
발전소
2
2338
2008.03.25 07:16
우리나라가승압한이유 110-220 승압 장점등 승압이유
승압을 했을때의 이득 과학적근거임
① 전기공급 능력이 확대된다 : 국민소득이 증가되면 문화수준도 향상된다. 문화수준이 향상된다는 것은 전기를 많이 쓴다는 뜻이 되기도 한다. 평균적으로 각 가정에는 2m/m의 전선이 가설되어 있다. 2m/m 전선으로는 4KW가 한도이다. 그러니 4KW 이상을 쓰자면 옥내 배선을 전부 교체하는 큰 공사를 해야 한다. 벽을 뜯어야 되는 경우도 있다. 도저히 공사를 못하는 경우도 생긴다. 이럴 경우에는 220V로 승압하는 쪽이 문제 해결이 간단하다. 220V로 승압하면 전선을 바꾸지 않고도 10KW까지는 사용이 가능해지기 때문이다.
② 전기의 질도 좋아진다 : 앞서 말한 바와 같이 100V 방식에서는 네 번 변압기를 통한다. 중간에 있는 변전소나 변압기에서 갑자기 수요변동이 생기면 각 가정의 전압은 즉시 영향을 받게 된다. 중간에 변압기의 수가 많으면 많을수록 이런 경향이 크다. 그런데 220V 방식에서는 154KV의 초고압 전기가 수요지 근처까지 와서 22.9KV로 강하된 후 집 근처 전봇대까지 바로 오게 된다. 그러니 전압변동이 적다. 만일 전압이 10V 떨어졌다고 가정한다 해도 220V 전기는 210V로 되어 거의 지장이 생기지 않지만 100V의 전기가 10V 떨어진다면 90V가 되어 가전기기에 큰 지장을 주게 된다. 어떤 지역에서는 전압이 초저녁과 심야 사이에 20V의 차이까지도 난다고 한다. 초저녁에 수요가 많기 때문이다. 그렇다면 초저녁에 100V였던 지역에서는 심야에는 120V가 될 수도 있다는 뜻이 된다. 그래서 전구가 자주 끊어지는 경우가 일어나게 된다. 220V가 되면 이런 문제는 대폭 개선될 수 있다. 즉 양질의 전기를 공급할 수 있게 된다.
③ 전기손실이 줄어들어 전기요금이 싸진다 : 가령 어떤 가정에서 시간당 2.6KW의 전기를 쓴다고 할 때 이 집에서 생기는 평균 전기손실은 연 87KWh가 된다는 통계가 나와 있다. 전기가 전선을 통과할 때 열로 변해서 없어지는 양이다. 이것을 220V로 승압해서 쓰면 ―전기를 2.6KW의 배인 5.2KW를 써도― 전기손실은 대폭 줄어들어 연간 22KWh가 된다. 즉 전기손실이 1/4로 줄어든다는 결론이다. 전기를 많이 쓰게 되면 손실은 더 커지게 마련이다. 이럴 바에는 220V로 승압하는 쪽이 전기손실도 줄어들고 전기요금도 싸질 수 있다.
그림은참고하시고 밑의글은 승압을 하게된 우리나라사정과 이유입니다.
우리나라의 큰 발전소는 주로 남해안지대에 위치하고 있다. 그래서 생산된 전기는 송전(送電)과 배전(配電)시설을 통해서 먼 거리를 가야 한다.
송전이라는 것은 최종 변전소까지 전기를 수송하는 과정이고 배전이란 최종 변전소에서 각 수요가에게 전기를 나누어주는 과정을 말한다.
전기라는 것은 먼 거리를 가다 보면 손실이 생기기 마련인데 1961년 당시에는 송전 및 배전 손실(이하 송배전 손실)이 29.35%나 됐다. 생산된 전기의 약 30%가 도중에서 없어져 버리는 것이었다. 1961년의 발전용량이 36만 7천 KW였으니 이중 약 11만 KW의 발전소는 이러한 손실을 메우기 위해서 헛돌고 있었다는 뜻이다. 이만한 손실률이 현재까지도 지속되고 있다고 가정한다면 ―1994년 현재의 발전용량이 2,875만 KW이기 때문에― 844만 KW(2,875만 KW×29.35%)의 발전소가 송배전 손실을 보충하기 위해서 필요하다는 뜻이 된다. 다행히 그 동안 엄청난 투자와 노력을 한 결과 현재는 송배전 손실율이 5.59%로 감소됐다.
발전소를 수요지 근처에 건설하지 못하는 이유는 무엇일까? 발전소를 전기의 대량 수요지 근처에 건설하면 송전거리가 짧아지기 때문에 송전 손실이 줄어드는 것은 당연하다. 그러나 실제로는 그렇게 되지 않는 경우가 많다. 우선 수력발전소는 댐이 있는 곳에 설치해야 하며 화력발전소는 석탄 또는 석유공급이 용이한 곳이어야 한다. 그래서 화력발전소는 국산 석탄을 원료로 사용할 때에는 탄광 근처에 건설하게 되고 수입 석탄을 쓸 때에는 항구가 있는 곳에 입지를 정하게 된다. 특히 석유를 연료로 사용할 때에는 정유공장으로부터 파이프로 수송할 수 있는 곳이 적합하다. 그리고 원자력발전소는 방사능 문제로 주민들의 반대가 심해서 사람이 살지 않는 곳을 택할 수밖에 없다.
결론적으로 우리나라는 수요지에 전기를 보내기 위해서는 부득이 먼 거리를 송전해야 하는 처지이다.
전기 손실을 줄이려면 전선을 굵게 하든가 전압을 올려서 송전하는 방법밖에 없다.
그러나 전선을 무작정 굵게 할 수가 없으니 고압전기를 송전하는 방법을 택하게 된다. 일제시대 남한에는 춘천, 청평 등 몇 개의 소규모 수력발전소와 석탄 산지인 영월(寧越), 삼척(三陟) 등에 화력발전소가 있었는데 이것만 갖고는 전기가 부족해서 북한에서 공급받아 썼다. 따라서 송전시설은 북쪽의 전기를 남쪽으로 내려보내는 구조가 됐고, 남쪽으로 내려갈수록 송전용량은 작아졌다. 이때 15만 4천 V라는 초고압 송전시설이 설치됐는데 이것이 우리나라 송전시설의 모체가 됐다. 이렇게 돼서 1970년대 중반까지 우리나라는 발전소에서 생산된 전기를 154KV(15만 4천 V : 특고압전기)라는 전압으로 장거리 송전하고 있었다(註: 당시는 345KV 초고압 송전시설이 없을 때임). 154KV의 전기는 변전소에서 66KV(6만 6천 V)로 강하되어 수요지 근처에 송전된 다음 다시 22KV(2만 2천 V)로 강하되고 22KV의 전기는 또 다시 작은 변전소로 가서 3.3KV(3,300V)로 내려간다. 여기까지가 송전(送電)에 해당된다. 다음은 배전(配電)이 되는데 3.3KV의 전기는 전봇대에 매달린 변압기에 의해 100V가 되어 각 가정에 연결된다. 도합 4단계의 변압기를 거쳐 각 가정에 송전되는 것이다. 이것이 일정 때부터 1965년 당시까지 실시하고 있던 송배전 방식이었다<도표 1 참조>.
그런데 가장 합리적인 송전방식은 먼 거리는 154KV의 전압으로 송전하고 수요지 근처에 있는 변전소에서 22.9KV로 강하한 다음, 이 전기를 전봇대 위의 변압기에서 220V의 전기로 만들어 각 가정에 보내는 방법이다. 단 두 번의 변압기만을 거쳐 최종 수요처인 각 가정까지 가게 된다. 따라서 100V 송전하는 쪽과 220V 송전하는 방식 사이에는 엄청난 차이가 있다. 알기 쉽게 예를 들면 전봇대에는 3천 3백 V짜리 변압기 대신 2만 2,900V짜리 변압기를 설치하는 것이다. 종래의 방식은 ① 154KV에서 66KV로 바꾸는 변전소, ② 66KV에서 22KV로 바꾸는 변전소, ③ 22KV에서 3,300V로 바꾸는 변전소 3개가 필요했는데, 새로운 방식에 의하면 154KV에서 22.9KV(2만2,900V)로 바꾸는 변전소 한 곳만 있으면 된다
송전은 완전히 154KV가 담당하게 됐으니 초고압 송전방식으로 변하게 되는 것이다. 배전도 3.3KV에서 22.9KV로 바뀌고 각 가정에서는 100V대신 220V를 사용하게 된다. 모두 기존 방식보다 고압전기를 쓰게 되니 송배전 손실률을 크게 감소시킬 수 있다. 그래서 정부나 한전에서는 이러한 송배전 구조로 개선키로 결정하고 뛰기 시작했다.
가장 문제가 되고 힘든 일은 어떻게 말썽없이 100V의 전기 대신 220V의 전기를 각 가정에 보급하느냐 하는 것이었다. 220V전기라는 것은 위험하다는 관념이 농후할 때였다.
일본은 아직도 100V의 전기를 쓰고 있는데 우리나라는 어떻게 해서 220V로 승압하는데 성공했을까?
어떤 일이든 일단 일이 시작돼서 정착이 되면 이것을 다시 뜯어고치기란 참으로 힘든 일이다. 뜯어고치는 쪽이 국가적으로나 개인적으로 이롭다는 결론이 뻔히 나오는데도 이것을 시정할 때는 말썽도 생기고 장구한 시간도 필요하게 된다. 220V의 전기를 쓰는 것이 국가적으로나 개인으로 유리하다는 것은 이미 이론적으로 결론이 난 사실이고 220V를 쓰는 것이 세계적 추세이다. 독자 여러분도 세계여행을 할 때 유럽을 위시해서 거의 모든 국가에서 220V를 사용하고 있다는 것을 잘 알고 돌아왔을 것이다. 전 세계 176개 나라 중 165개 국가가 220V의 전기를 사용하고 있다. 현재 우리나라는 220V를 사용하는 가옥이 많으니 220V 사용국가에 속한다.
미국이나 일본에서는 아직까지도 100V나 110V를 쓰고 있다. 그러나 미국 사정도 상세히 들여다보면 110V만 쓰고 있는 것이 아니고 어떤 지방에서는 117V나 120V 쓰는 곳도 있다. 최근 들어서는 127V 쓰는 곳까지 생겨났다. 여러분은 왜 합리적인 미국에서 전압(電壓)조차 통일되어 있지 않는가가 궁금할 것이다. 그러나 사정은 간단하다. 실은 미국도 장차 220V로 통일시키겠다는 정책을 쓰고 있다. 장기계획을 수립해서 100V부터 조금씩 전압을 올려가고 있는 도중인 것이다. 예를 든다. 110V를 공급하고 있을 때 구입한 전기냉장고는 110V용일 것이다. 이 110V짜리 냉장고는 117V에서도 아무 이상 없이 가동되기 때문에 전기회사에서는 슬그머니 117V전기로 전환한다. 수용가는 110V의 전기 냉장고의 수명이 다되어 새 것을 구입하게 될 때에는 117V용 냉장고를 사게 될 것이다. 전기회사는 이 때쯤 전압을 다시 조금 올린다. 이런 식으로 언젠가는 220V로 통일하겠다는 것이다. 미국이나 일본에서는 이미 전국의 전기가설을 100V로 해놓았으니 이것을 단번에 220V로 승압(昇壓)하자면 송전 및 배전시설을 완전히 바꾸어야 하고 각 가정에서 쓰고 있는 전기기구를 몽땅 갈아 치워야 한다. 이는 경제적으로 불가능한 일이다. 그러니 장시간에 걸쳐서 천천히 하겠다는 뜻이 된다.
결론적으로 말해서 전기시설을 100V로 가설한 후에 220V의 전기로 뜯어고친다는 것은 무척 힘든 사업이다. 그렇다면 전기가 없는 지역에 새로 전기를 가설할 때에는 처음부터 220V의 전기를 공급하면 문제는 아주 간단해진다는 결론이 나온다.
농어촌 전화사업은 이미 설명한 대로 1965년부터 시작됐는데 당시 농어촌에는 거의 전기가설이 되어 있지 않은 상태였다. 따라서 220V의 전기공급사업을 위해서는 절호의 기회라고 할 수 있었다. 상공부(당시 장관 박충훈, 전기국장 박용철(朴容澈)는 한전과 협의한 결과 농어촌 전화사업에서는 220V의 전기를 공급한다는 원칙을 세웠는데 실로 국가적인 위대한 용단이었다.
이러한 결정을 하게 된 동기는 첫째, 1963년 4월에 ECAFE(Economic Commission for Asia and Far East : 아시아 및 극동지구 담당 UN 경제위원회) 및 EBASCO(미국인 기술고문단)에서 220V를 권장한 바 있었고, 둘째가 경비문제였다. 당시 우리나라는 재정상태가 빈약한 때라서 농어촌 전화사업을 추진하는데 있어 가장 큰 애로사항은 「자금을 어떻게 출연하는가」라는 문제였다. 그러니 당연히 「적은 예산을 갖고 어떻게 하면 공사비를 싸게 해서 많은 농어촌 가구에 전기를 가설하느냐」라는 기술적 문제가 제기될 수밖에 없었다. 그 결과 220V로 결정이 난 것이다. 그 이유를 살펴보자.
우선 송배전 능력이 증가된다. 수도 파이프에서 수압(水壓)이 배가 되면 나오는 물의 양도 배가 된다. 전기에 있어서도 전기공급량은 전압(電壓)에 정비례한다. 예를 들어 3,300V로 공급하던 전선에 2만 2,900V의 전기를 공급하면 약 7배(2만 2,900V ÷ 3,300V = 6.94)의 전기를 공급할 수 있고, 100V의 가정용 전기를 220V로 승압하면 2.2배의 전기공급이 가능해진다. 따라서 송전용 철탑 및 배전용 전봇대의 경비가 대폭 줄어든다. 당시 계산에 의하면 가공선(架空線)의 경우 공사비가 16%, 지중선(地中線)은 무려 34%가 절감된다고 나왔다.
필자는 이 글의 초안을 쓸 때(1994), 승압사업 당시 한전의 기술이사였던 김종주(金鐘珠) 씨(후에 한전 부사장, 한국원자력연구소 부소장, 효성중공업 부사장, 한국중공업 부사장, 무디코리아 회장 역임)를 만나 증언을 들었다.
"농어촌 전화사업은 朴 대통령의 최대 관심사업이었기 때문에 이루어졌다고 봅니다. 말하자면 국가적 정책사업이었습니다. 초기에 한전으로서는 굉장한 부담이 되었습니다. 투자가 많이 소요되는 반면, 농어촌의 수요가 적으니 한전으로서는 수지가 맞지 않는 사업이었습니다. 한전은 어떻게 하면 공사비를 줄일 수 있을까 하고 많은 고민을 했습니다. 이 때 공사비를 줄이기 위해 짜낸 방법이 220V 승압이었습니다. 유럽을 보고 온 사람들의 공통 의견이기도 했습니다. 당시는 수요지 근처에 있는 전봇대 변압기까지는 3,300V로 송전이 되고 있었는데, 3,300V를 그대로 쓴다면 수요가 늘어나서 몇 해 안 가서 전선을 굵은 것으로 갈아 끼우던가, 회선 수를 늘여야 된다는 판단이 나왔습니다. 추가 공사비가 들어가게 된다는 결론이지요. 그래서 3,300V 송전방식을 2만 2천 V로 바꾸자는 안이 나왔습니다. 그리고 각 가정에도 100V대신 220V로 가설하자는 안이었습니다. 이렇게 하면 전선을 바꿀 필요 없이 10배 이상의 전기를 보낼 수 있기 때문입니다. 대부분의 나라가 220V로 송전하고 있는데 유독 미국과 일본만이 100V로 공급되고 있는 것은 100V의 전기를 220V로 바꾸는 시기를 놓쳤기 때문입니다. 국민의 불평이 두려워서 못하는 것입니다. 심지어 일본은 전기의 주파수조차 통일 못 하고 있지 않습니까. 일본의 서쪽은 50싸이클이고, 동쪽은 60싸이클입니다. 그래서 똑같은 전기시계를 사도 도쿄에서는 한 시간에 60분이 가고, 오사카에서는 50분만 가는 것입니다. 우리나라에서는 당시 농어촌의 전화율이 기껏 10% 정도였기 때문에 농어촌 전화사업을 할 때 220V로 해버리자는 결정을 내렸던 것입니다. 이 결정은 지금 생각해도 아주 큰 의미가 있다고 봅니다. 최근에도 일본 친구들과 이야기할 때 한국에서는 220V 송전방식이 정착되고 있는데 대해 아주 부러워합니다."
당시 상공부 전력과에서 이 문제를 직접 담당했던 손태염(孫泰炎) 씨(상공부 농어촌 전력과장, 現 대한엔지니어링(주) 사장)의 증언도 들어본다.
"1965년도 농어촌 전화사업은 처음에는 100V로 시작했습니다. 그러나 220V 승압도 농어촌 전화사업 추진 때 함께 해버리자는 결정을 내렸습니다. 물론 한전에서도 적극적으로 나섰어요. 계획을 세워가지고 당시 상공장관(박충훈)의 결재를 받고 朴 대통령에게도 보고를 했습니다. 당시는 아직 220V를 사용하는 전기 기구도 국내에서는 만들지 않고 있을 때입니다. 당시 농어촌 전기의 사용 목적은 주로 조명이기 때문에 우선 220V용 전구부터 긴급 제작토록 했습니다. 그리고 수요가의 불편이 나올까 봐서 220V를 100V로 내리는 「트랜스」(Transformer)를 무료로 공급키로 했습니다. 전구는 220V를 쓰고 라디오나 선풍기는 100V짜리를 쓸 수 있도록 한 것이지요. 그러나 나는 불평이 나올까 봐서 걱정이 태산같았습니다. 도회지 사람은 100V를 쓰는데 시골 사람은 멸시 당하기 때문에 220V를 쓰게 됐다는 불평이 나오기 시작하면 그 파동은 걷잡을 수 없게 되기 때문입니다. 홍보책자도 많이 만들어 보급했고, 지방 공무원에 대한 교육도 시켰습니다. 한전의 지방사무소에서도 발벗고 나섰어요. 그러나 이런 조치만으로는 걱정이 가라앉지 않았습니다. 결국 생각해 낸 것이 「朴 대통령의 생가부터 220V로 전기 가설을 하자」는 계획이었습니다. 朴 대통령 생가도 220V로 했으니 모두 따라 갈 수밖에 없다는 분위기를 만들기 위해서였습니다. 당시 선산(善山)에 있는 朴 대통령 생가에는 朴 대통령의 백형(佰兄)이 살고 있었습니다. 아무 설명없이 220V로 가설해 버렸어요. 그래서 우리나라에서 맨 처음으로 220V 전기가 가설된 집은 선산에 있는 朴 대통령 생가가 되었습니다."
손태염 씨의 회고는 계속된다.
"朴 대통령 생가도 220V로 가설했다는 소문을 슬그머니 흘렸어요. 지방 관리들도 이 사실을 잘 활용하더구만요. 시간이 흐르자 朴대통령이 솔선수범해서 220V의 전기를 가설했다는 소문으로 변했습니다. 작전은 들어맞은 것 같이 느껴지더구만요. 그 후 아무 탈 없이 몇 년이 지나갔습니다. 하루는 아침 출근하자마자 이낙선(李洛善) 장관이 부르는 겁니다. 장관실에 가니 "오늘 아침 신문을 보았느냐?"고 물으면서 신문을 내보이는 겁니다. 그 신문에는 220V 승압정책에 대한 심한 공격적 기사가 대문짝만큼 크게 나와 있는 것 아닙니까. 'TV가 펑크났다', '가전기기가 못쓰게 되었다', '국가적 손실이다', 심지어 '나라망치는 정책이다'라고까지 나와 있었어요. 李 장관은 '말썽이 많으니 중지하면 어때' 라고 했습니다. 李 장관은 부임 초가 되어서 내용을 잘 모르고 있는 듯해 상세히 설명을 했어요. 그랬더니 李 장관은 ?하기는 해야 되겠구만, 그러나 좀 속도를 늦추는 것이 좋겠어? 라고 하더구만요. 그러나 농어촌 전화사업을 진행하면서 어떤 동네는 100V, 어떤 동네는 220V로 구분할 수도 없지 않습니까? 나는 '검토해 보겠습니다' 라고만 대답하고는 어떤 경위로 이런 기사가 나오게 되었는지 알아 보았습니다. 기자실로 가서 잘 아는 기자에게 물어보니 화곡동에 거주하는 기자들일 것이라고 합니다. 당시 화곡동은 새로 건설되고 있는 주택지구였습니다. 그래서 한전은 처음부터 220V로 가설해 버렸던 것입니다. 물론 농어촌사업의 일부였지요. 처음부터 화곡동에 입주한 사람들은 220V가 불편은 하지만 그런대로 참고 살았습니다. 그러다가 2∼3년 후에 신문기자들이 하나 둘씩 화곡동으로 이사를 가서 몇 사람이 되었습니다. 이 기자들은 지금까지 쓰던 100V짜리 가전기기를 갖고 이사를 한 것이지요. 그런데 화곡동에서는 이들 가전기기를 쓸 수가 없지 않습니까? 더구나 한전에서 공짜로 준 「트랜스」도 전 입주자가 이사갈 때 몽땅 갖고 갔으니, 이들 기자들은 화가 나서 기사를 썼다는 이야기였습니다. 한전에선 신문사에 항의를 했으며, 결국 신문사에서 사과문을 내고 이 일은 마무리되었습니다."
220V 전기가설은 농어촌 전화사업 분야에 있어서는 별 문제없이 진행됐다. 당시 농어촌에서는 전기만 끌어주면 고마워했고, 동네 전체가 220V를 사용하니 불평은 나오지 않았다. 다만 생활수준이 올라가서 농어촌에서도 전기기구가 보급되기 시작하자 220V용 전기기구의 생산이 시급해졌다. 그러나 220V 전용 전기기구 수요량은 생산업체로서는 경제적 생산단위가 되지 않았다. 그래서 정부는 100V와 220V 겸용 전기기구 제조를 강력히 권장했다.
1973년 12월, 한전에서는 TV외 3개 품목에 대한 110/220V 겸용 및 220V 전용기기에 대한 개발비를 보상키로 하는 조건으로 생산토록 했으며 동시에 전기다리미 외 24종의 110/220V 겸용 기구에 대한 KS규격을 제정했으며 그 후 품종을 계속 확대해 나갔다. 그러나 110/220V 겸용기기 개발에는 기술적 문제점이 남아 있었다.
한 예로 100V를 쓰는 것보다 220V를 사용할 때는 전선은 가늘어도 되나 인체에 대한 안전상 전선 피복은 두껍게 해야 한다. 그러니 100/220V 겸용일 때에도 전선이 굵어야 하고 전선 피복도 두껍게 해야 한다. 구조도 좀 복잡해지고 부품도 더 들게 된다. 그래서 겸용형은 값이 2∼3% 비싸게 된다.
전기효율 면에서도 문제는 있었다. 가정용 전기기구, 특히 냉장고, 세탁기, 에어컨 등 전기를 많이 쓰는 기구는 겸용보다 220V 전용이 전기 효율상 유리하다. 따라서 220V 전용을 사용하는 쪽이 전기 소비도 줄어들고 전기료도 싸지게 된다. 결국 겸용이라는 것은 100V를 쓰는 도시 사람에게는 전기기구 값을 2∼3% 비싸게 사는 부담을 안겨주고 220V가 가설된 농어촌에서는 220V 전용기구를 못쓰게 함으로써 전기기구 값을 좀 더 비싸게 사는 것은 물론이고 전기료도 좀 더 물게 되는 결과를 초래하게 된다. 결국 겸용이란 과도기적 조치일 뿐이고, 하루 속히 220V 전용기기 생산이 필요하다는 결론이 나온다.
출처 : Naver.com 지식iN
승압을 했을때의 이득 과학적근거임
① 전기공급 능력이 확대된다 : 국민소득이 증가되면 문화수준도 향상된다. 문화수준이 향상된다는 것은 전기를 많이 쓴다는 뜻이 되기도 한다. 평균적으로 각 가정에는 2m/m의 전선이 가설되어 있다. 2m/m 전선으로는 4KW가 한도이다. 그러니 4KW 이상을 쓰자면 옥내 배선을 전부 교체하는 큰 공사를 해야 한다. 벽을 뜯어야 되는 경우도 있다. 도저히 공사를 못하는 경우도 생긴다. 이럴 경우에는 220V로 승압하는 쪽이 문제 해결이 간단하다. 220V로 승압하면 전선을 바꾸지 않고도 10KW까지는 사용이 가능해지기 때문이다.
② 전기의 질도 좋아진다 : 앞서 말한 바와 같이 100V 방식에서는 네 번 변압기를 통한다. 중간에 있는 변전소나 변압기에서 갑자기 수요변동이 생기면 각 가정의 전압은 즉시 영향을 받게 된다. 중간에 변압기의 수가 많으면 많을수록 이런 경향이 크다. 그런데 220V 방식에서는 154KV의 초고압 전기가 수요지 근처까지 와서 22.9KV로 강하된 후 집 근처 전봇대까지 바로 오게 된다. 그러니 전압변동이 적다. 만일 전압이 10V 떨어졌다고 가정한다 해도 220V 전기는 210V로 되어 거의 지장이 생기지 않지만 100V의 전기가 10V 떨어진다면 90V가 되어 가전기기에 큰 지장을 주게 된다. 어떤 지역에서는 전압이 초저녁과 심야 사이에 20V의 차이까지도 난다고 한다. 초저녁에 수요가 많기 때문이다. 그렇다면 초저녁에 100V였던 지역에서는 심야에는 120V가 될 수도 있다는 뜻이 된다. 그래서 전구가 자주 끊어지는 경우가 일어나게 된다. 220V가 되면 이런 문제는 대폭 개선될 수 있다. 즉 양질의 전기를 공급할 수 있게 된다.
③ 전기손실이 줄어들어 전기요금이 싸진다 : 가령 어떤 가정에서 시간당 2.6KW의 전기를 쓴다고 할 때 이 집에서 생기는 평균 전기손실은 연 87KWh가 된다는 통계가 나와 있다. 전기가 전선을 통과할 때 열로 변해서 없어지는 양이다. 이것을 220V로 승압해서 쓰면 ―전기를 2.6KW의 배인 5.2KW를 써도― 전기손실은 대폭 줄어들어 연간 22KWh가 된다. 즉 전기손실이 1/4로 줄어든다는 결론이다. 전기를 많이 쓰게 되면 손실은 더 커지게 마련이다. 이럴 바에는 220V로 승압하는 쪽이 전기손실도 줄어들고 전기요금도 싸질 수 있다.
그림은참고하시고 밑의글은 승압을 하게된 우리나라사정과 이유입니다.
우리나라의 큰 발전소는 주로 남해안지대에 위치하고 있다. 그래서 생산된 전기는 송전(送電)과 배전(配電)시설을 통해서 먼 거리를 가야 한다.
송전이라는 것은 최종 변전소까지 전기를 수송하는 과정이고 배전이란 최종 변전소에서 각 수요가에게 전기를 나누어주는 과정을 말한다.
전기라는 것은 먼 거리를 가다 보면 손실이 생기기 마련인데 1961년 당시에는 송전 및 배전 손실(이하 송배전 손실)이 29.35%나 됐다. 생산된 전기의 약 30%가 도중에서 없어져 버리는 것이었다. 1961년의 발전용량이 36만 7천 KW였으니 이중 약 11만 KW의 발전소는 이러한 손실을 메우기 위해서 헛돌고 있었다는 뜻이다. 이만한 손실률이 현재까지도 지속되고 있다고 가정한다면 ―1994년 현재의 발전용량이 2,875만 KW이기 때문에― 844만 KW(2,875만 KW×29.35%)의 발전소가 송배전 손실을 보충하기 위해서 필요하다는 뜻이 된다. 다행히 그 동안 엄청난 투자와 노력을 한 결과 현재는 송배전 손실율이 5.59%로 감소됐다.
발전소를 수요지 근처에 건설하지 못하는 이유는 무엇일까? 발전소를 전기의 대량 수요지 근처에 건설하면 송전거리가 짧아지기 때문에 송전 손실이 줄어드는 것은 당연하다. 그러나 실제로는 그렇게 되지 않는 경우가 많다. 우선 수력발전소는 댐이 있는 곳에 설치해야 하며 화력발전소는 석탄 또는 석유공급이 용이한 곳이어야 한다. 그래서 화력발전소는 국산 석탄을 원료로 사용할 때에는 탄광 근처에 건설하게 되고 수입 석탄을 쓸 때에는 항구가 있는 곳에 입지를 정하게 된다. 특히 석유를 연료로 사용할 때에는 정유공장으로부터 파이프로 수송할 수 있는 곳이 적합하다. 그리고 원자력발전소는 방사능 문제로 주민들의 반대가 심해서 사람이 살지 않는 곳을 택할 수밖에 없다.
결론적으로 우리나라는 수요지에 전기를 보내기 위해서는 부득이 먼 거리를 송전해야 하는 처지이다.
전기 손실을 줄이려면 전선을 굵게 하든가 전압을 올려서 송전하는 방법밖에 없다.
그러나 전선을 무작정 굵게 할 수가 없으니 고압전기를 송전하는 방법을 택하게 된다. 일제시대 남한에는 춘천, 청평 등 몇 개의 소규모 수력발전소와 석탄 산지인 영월(寧越), 삼척(三陟) 등에 화력발전소가 있었는데 이것만 갖고는 전기가 부족해서 북한에서 공급받아 썼다. 따라서 송전시설은 북쪽의 전기를 남쪽으로 내려보내는 구조가 됐고, 남쪽으로 내려갈수록 송전용량은 작아졌다. 이때 15만 4천 V라는 초고압 송전시설이 설치됐는데 이것이 우리나라 송전시설의 모체가 됐다. 이렇게 돼서 1970년대 중반까지 우리나라는 발전소에서 생산된 전기를 154KV(15만 4천 V : 특고압전기)라는 전압으로 장거리 송전하고 있었다(註: 당시는 345KV 초고압 송전시설이 없을 때임). 154KV의 전기는 변전소에서 66KV(6만 6천 V)로 강하되어 수요지 근처에 송전된 다음 다시 22KV(2만 2천 V)로 강하되고 22KV의 전기는 또 다시 작은 변전소로 가서 3.3KV(3,300V)로 내려간다. 여기까지가 송전(送電)에 해당된다. 다음은 배전(配電)이 되는데 3.3KV의 전기는 전봇대에 매달린 변압기에 의해 100V가 되어 각 가정에 연결된다. 도합 4단계의 변압기를 거쳐 각 가정에 송전되는 것이다. 이것이 일정 때부터 1965년 당시까지 실시하고 있던 송배전 방식이었다<도표 1 참조>.
그런데 가장 합리적인 송전방식은 먼 거리는 154KV의 전압으로 송전하고 수요지 근처에 있는 변전소에서 22.9KV로 강하한 다음, 이 전기를 전봇대 위의 변압기에서 220V의 전기로 만들어 각 가정에 보내는 방법이다. 단 두 번의 변압기만을 거쳐 최종 수요처인 각 가정까지 가게 된다. 따라서 100V 송전하는 쪽과 220V 송전하는 방식 사이에는 엄청난 차이가 있다. 알기 쉽게 예를 들면 전봇대에는 3천 3백 V짜리 변압기 대신 2만 2,900V짜리 변압기를 설치하는 것이다. 종래의 방식은 ① 154KV에서 66KV로 바꾸는 변전소, ② 66KV에서 22KV로 바꾸는 변전소, ③ 22KV에서 3,300V로 바꾸는 변전소 3개가 필요했는데, 새로운 방식에 의하면 154KV에서 22.9KV(2만2,900V)로 바꾸는 변전소 한 곳만 있으면 된다
송전은 완전히 154KV가 담당하게 됐으니 초고압 송전방식으로 변하게 되는 것이다. 배전도 3.3KV에서 22.9KV로 바뀌고 각 가정에서는 100V대신 220V를 사용하게 된다. 모두 기존 방식보다 고압전기를 쓰게 되니 송배전 손실률을 크게 감소시킬 수 있다. 그래서 정부나 한전에서는 이러한 송배전 구조로 개선키로 결정하고 뛰기 시작했다.
가장 문제가 되고 힘든 일은 어떻게 말썽없이 100V의 전기 대신 220V의 전기를 각 가정에 보급하느냐 하는 것이었다. 220V전기라는 것은 위험하다는 관념이 농후할 때였다.
일본은 아직도 100V의 전기를 쓰고 있는데 우리나라는 어떻게 해서 220V로 승압하는데 성공했을까?
어떤 일이든 일단 일이 시작돼서 정착이 되면 이것을 다시 뜯어고치기란 참으로 힘든 일이다. 뜯어고치는 쪽이 국가적으로나 개인적으로 이롭다는 결론이 뻔히 나오는데도 이것을 시정할 때는 말썽도 생기고 장구한 시간도 필요하게 된다. 220V의 전기를 쓰는 것이 국가적으로나 개인으로 유리하다는 것은 이미 이론적으로 결론이 난 사실이고 220V를 쓰는 것이 세계적 추세이다. 독자 여러분도 세계여행을 할 때 유럽을 위시해서 거의 모든 국가에서 220V를 사용하고 있다는 것을 잘 알고 돌아왔을 것이다. 전 세계 176개 나라 중 165개 국가가 220V의 전기를 사용하고 있다. 현재 우리나라는 220V를 사용하는 가옥이 많으니 220V 사용국가에 속한다.
미국이나 일본에서는 아직까지도 100V나 110V를 쓰고 있다. 그러나 미국 사정도 상세히 들여다보면 110V만 쓰고 있는 것이 아니고 어떤 지방에서는 117V나 120V 쓰는 곳도 있다. 최근 들어서는 127V 쓰는 곳까지 생겨났다. 여러분은 왜 합리적인 미국에서 전압(電壓)조차 통일되어 있지 않는가가 궁금할 것이다. 그러나 사정은 간단하다. 실은 미국도 장차 220V로 통일시키겠다는 정책을 쓰고 있다. 장기계획을 수립해서 100V부터 조금씩 전압을 올려가고 있는 도중인 것이다. 예를 든다. 110V를 공급하고 있을 때 구입한 전기냉장고는 110V용일 것이다. 이 110V짜리 냉장고는 117V에서도 아무 이상 없이 가동되기 때문에 전기회사에서는 슬그머니 117V전기로 전환한다. 수용가는 110V의 전기 냉장고의 수명이 다되어 새 것을 구입하게 될 때에는 117V용 냉장고를 사게 될 것이다. 전기회사는 이 때쯤 전압을 다시 조금 올린다. 이런 식으로 언젠가는 220V로 통일하겠다는 것이다. 미국이나 일본에서는 이미 전국의 전기가설을 100V로 해놓았으니 이것을 단번에 220V로 승압(昇壓)하자면 송전 및 배전시설을 완전히 바꾸어야 하고 각 가정에서 쓰고 있는 전기기구를 몽땅 갈아 치워야 한다. 이는 경제적으로 불가능한 일이다. 그러니 장시간에 걸쳐서 천천히 하겠다는 뜻이 된다.
결론적으로 말해서 전기시설을 100V로 가설한 후에 220V의 전기로 뜯어고친다는 것은 무척 힘든 사업이다. 그렇다면 전기가 없는 지역에 새로 전기를 가설할 때에는 처음부터 220V의 전기를 공급하면 문제는 아주 간단해진다는 결론이 나온다.
농어촌 전화사업은 이미 설명한 대로 1965년부터 시작됐는데 당시 농어촌에는 거의 전기가설이 되어 있지 않은 상태였다. 따라서 220V의 전기공급사업을 위해서는 절호의 기회라고 할 수 있었다. 상공부(당시 장관 박충훈, 전기국장 박용철(朴容澈)는 한전과 협의한 결과 농어촌 전화사업에서는 220V의 전기를 공급한다는 원칙을 세웠는데 실로 국가적인 위대한 용단이었다.
이러한 결정을 하게 된 동기는 첫째, 1963년 4월에 ECAFE(Economic Commission for Asia and Far East : 아시아 및 극동지구 담당 UN 경제위원회) 및 EBASCO(미국인 기술고문단)에서 220V를 권장한 바 있었고, 둘째가 경비문제였다. 당시 우리나라는 재정상태가 빈약한 때라서 농어촌 전화사업을 추진하는데 있어 가장 큰 애로사항은 「자금을 어떻게 출연하는가」라는 문제였다. 그러니 당연히 「적은 예산을 갖고 어떻게 하면 공사비를 싸게 해서 많은 농어촌 가구에 전기를 가설하느냐」라는 기술적 문제가 제기될 수밖에 없었다. 그 결과 220V로 결정이 난 것이다. 그 이유를 살펴보자.
우선 송배전 능력이 증가된다. 수도 파이프에서 수압(水壓)이 배가 되면 나오는 물의 양도 배가 된다. 전기에 있어서도 전기공급량은 전압(電壓)에 정비례한다. 예를 들어 3,300V로 공급하던 전선에 2만 2,900V의 전기를 공급하면 약 7배(2만 2,900V ÷ 3,300V = 6.94)의 전기를 공급할 수 있고, 100V의 가정용 전기를 220V로 승압하면 2.2배의 전기공급이 가능해진다. 따라서 송전용 철탑 및 배전용 전봇대의 경비가 대폭 줄어든다. 당시 계산에 의하면 가공선(架空線)의 경우 공사비가 16%, 지중선(地中線)은 무려 34%가 절감된다고 나왔다.
필자는 이 글의 초안을 쓸 때(1994), 승압사업 당시 한전의 기술이사였던 김종주(金鐘珠) 씨(후에 한전 부사장, 한국원자력연구소 부소장, 효성중공업 부사장, 한국중공업 부사장, 무디코리아 회장 역임)를 만나 증언을 들었다.
"농어촌 전화사업은 朴 대통령의 최대 관심사업이었기 때문에 이루어졌다고 봅니다. 말하자면 국가적 정책사업이었습니다. 초기에 한전으로서는 굉장한 부담이 되었습니다. 투자가 많이 소요되는 반면, 농어촌의 수요가 적으니 한전으로서는 수지가 맞지 않는 사업이었습니다. 한전은 어떻게 하면 공사비를 줄일 수 있을까 하고 많은 고민을 했습니다. 이 때 공사비를 줄이기 위해 짜낸 방법이 220V 승압이었습니다. 유럽을 보고 온 사람들의 공통 의견이기도 했습니다. 당시는 수요지 근처에 있는 전봇대 변압기까지는 3,300V로 송전이 되고 있었는데, 3,300V를 그대로 쓴다면 수요가 늘어나서 몇 해 안 가서 전선을 굵은 것으로 갈아 끼우던가, 회선 수를 늘여야 된다는 판단이 나왔습니다. 추가 공사비가 들어가게 된다는 결론이지요. 그래서 3,300V 송전방식을 2만 2천 V로 바꾸자는 안이 나왔습니다. 그리고 각 가정에도 100V대신 220V로 가설하자는 안이었습니다. 이렇게 하면 전선을 바꿀 필요 없이 10배 이상의 전기를 보낼 수 있기 때문입니다. 대부분의 나라가 220V로 송전하고 있는데 유독 미국과 일본만이 100V로 공급되고 있는 것은 100V의 전기를 220V로 바꾸는 시기를 놓쳤기 때문입니다. 국민의 불평이 두려워서 못하는 것입니다. 심지어 일본은 전기의 주파수조차 통일 못 하고 있지 않습니까. 일본의 서쪽은 50싸이클이고, 동쪽은 60싸이클입니다. 그래서 똑같은 전기시계를 사도 도쿄에서는 한 시간에 60분이 가고, 오사카에서는 50분만 가는 것입니다. 우리나라에서는 당시 농어촌의 전화율이 기껏 10% 정도였기 때문에 농어촌 전화사업을 할 때 220V로 해버리자는 결정을 내렸던 것입니다. 이 결정은 지금 생각해도 아주 큰 의미가 있다고 봅니다. 최근에도 일본 친구들과 이야기할 때 한국에서는 220V 송전방식이 정착되고 있는데 대해 아주 부러워합니다."
당시 상공부 전력과에서 이 문제를 직접 담당했던 손태염(孫泰炎) 씨(상공부 농어촌 전력과장, 現 대한엔지니어링(주) 사장)의 증언도 들어본다.
"1965년도 농어촌 전화사업은 처음에는 100V로 시작했습니다. 그러나 220V 승압도 농어촌 전화사업 추진 때 함께 해버리자는 결정을 내렸습니다. 물론 한전에서도 적극적으로 나섰어요. 계획을 세워가지고 당시 상공장관(박충훈)의 결재를 받고 朴 대통령에게도 보고를 했습니다. 당시는 아직 220V를 사용하는 전기 기구도 국내에서는 만들지 않고 있을 때입니다. 당시 농어촌 전기의 사용 목적은 주로 조명이기 때문에 우선 220V용 전구부터 긴급 제작토록 했습니다. 그리고 수요가의 불편이 나올까 봐서 220V를 100V로 내리는 「트랜스」(Transformer)를 무료로 공급키로 했습니다. 전구는 220V를 쓰고 라디오나 선풍기는 100V짜리를 쓸 수 있도록 한 것이지요. 그러나 나는 불평이 나올까 봐서 걱정이 태산같았습니다. 도회지 사람은 100V를 쓰는데 시골 사람은 멸시 당하기 때문에 220V를 쓰게 됐다는 불평이 나오기 시작하면 그 파동은 걷잡을 수 없게 되기 때문입니다. 홍보책자도 많이 만들어 보급했고, 지방 공무원에 대한 교육도 시켰습니다. 한전의 지방사무소에서도 발벗고 나섰어요. 그러나 이런 조치만으로는 걱정이 가라앉지 않았습니다. 결국 생각해 낸 것이 「朴 대통령의 생가부터 220V로 전기 가설을 하자」는 계획이었습니다. 朴 대통령 생가도 220V로 했으니 모두 따라 갈 수밖에 없다는 분위기를 만들기 위해서였습니다. 당시 선산(善山)에 있는 朴 대통령 생가에는 朴 대통령의 백형(佰兄)이 살고 있었습니다. 아무 설명없이 220V로 가설해 버렸어요. 그래서 우리나라에서 맨 처음으로 220V 전기가 가설된 집은 선산에 있는 朴 대통령 생가가 되었습니다."
손태염 씨의 회고는 계속된다.
"朴 대통령 생가도 220V로 가설했다는 소문을 슬그머니 흘렸어요. 지방 관리들도 이 사실을 잘 활용하더구만요. 시간이 흐르자 朴대통령이 솔선수범해서 220V의 전기를 가설했다는 소문으로 변했습니다. 작전은 들어맞은 것 같이 느껴지더구만요. 그 후 아무 탈 없이 몇 년이 지나갔습니다. 하루는 아침 출근하자마자 이낙선(李洛善) 장관이 부르는 겁니다. 장관실에 가니 "오늘 아침 신문을 보았느냐?"고 물으면서 신문을 내보이는 겁니다. 그 신문에는 220V 승압정책에 대한 심한 공격적 기사가 대문짝만큼 크게 나와 있는 것 아닙니까. 'TV가 펑크났다', '가전기기가 못쓰게 되었다', '국가적 손실이다', 심지어 '나라망치는 정책이다'라고까지 나와 있었어요. 李 장관은 '말썽이 많으니 중지하면 어때' 라고 했습니다. 李 장관은 부임 초가 되어서 내용을 잘 모르고 있는 듯해 상세히 설명을 했어요. 그랬더니 李 장관은 ?하기는 해야 되겠구만, 그러나 좀 속도를 늦추는 것이 좋겠어? 라고 하더구만요. 그러나 농어촌 전화사업을 진행하면서 어떤 동네는 100V, 어떤 동네는 220V로 구분할 수도 없지 않습니까? 나는 '검토해 보겠습니다' 라고만 대답하고는 어떤 경위로 이런 기사가 나오게 되었는지 알아 보았습니다. 기자실로 가서 잘 아는 기자에게 물어보니 화곡동에 거주하는 기자들일 것이라고 합니다. 당시 화곡동은 새로 건설되고 있는 주택지구였습니다. 그래서 한전은 처음부터 220V로 가설해 버렸던 것입니다. 물론 농어촌사업의 일부였지요. 처음부터 화곡동에 입주한 사람들은 220V가 불편은 하지만 그런대로 참고 살았습니다. 그러다가 2∼3년 후에 신문기자들이 하나 둘씩 화곡동으로 이사를 가서 몇 사람이 되었습니다. 이 기자들은 지금까지 쓰던 100V짜리 가전기기를 갖고 이사를 한 것이지요. 그런데 화곡동에서는 이들 가전기기를 쓸 수가 없지 않습니까? 더구나 한전에서 공짜로 준 「트랜스」도 전 입주자가 이사갈 때 몽땅 갖고 갔으니, 이들 기자들은 화가 나서 기사를 썼다는 이야기였습니다. 한전에선 신문사에 항의를 했으며, 결국 신문사에서 사과문을 내고 이 일은 마무리되었습니다."
220V 전기가설은 농어촌 전화사업 분야에 있어서는 별 문제없이 진행됐다. 당시 농어촌에서는 전기만 끌어주면 고마워했고, 동네 전체가 220V를 사용하니 불평은 나오지 않았다. 다만 생활수준이 올라가서 농어촌에서도 전기기구가 보급되기 시작하자 220V용 전기기구의 생산이 시급해졌다. 그러나 220V 전용 전기기구 수요량은 생산업체로서는 경제적 생산단위가 되지 않았다. 그래서 정부는 100V와 220V 겸용 전기기구 제조를 강력히 권장했다.
1973년 12월, 한전에서는 TV외 3개 품목에 대한 110/220V 겸용 및 220V 전용기기에 대한 개발비를 보상키로 하는 조건으로 생산토록 했으며 동시에 전기다리미 외 24종의 110/220V 겸용 기구에 대한 KS규격을 제정했으며 그 후 품종을 계속 확대해 나갔다. 그러나 110/220V 겸용기기 개발에는 기술적 문제점이 남아 있었다.
한 예로 100V를 쓰는 것보다 220V를 사용할 때는 전선은 가늘어도 되나 인체에 대한 안전상 전선 피복은 두껍게 해야 한다. 그러니 100/220V 겸용일 때에도 전선이 굵어야 하고 전선 피복도 두껍게 해야 한다. 구조도 좀 복잡해지고 부품도 더 들게 된다. 그래서 겸용형은 값이 2∼3% 비싸게 된다.
전기효율 면에서도 문제는 있었다. 가정용 전기기구, 특히 냉장고, 세탁기, 에어컨 등 전기를 많이 쓰는 기구는 겸용보다 220V 전용이 전기 효율상 유리하다. 따라서 220V 전용을 사용하는 쪽이 전기 소비도 줄어들고 전기료도 싸지게 된다. 결국 겸용이라는 것은 100V를 쓰는 도시 사람에게는 전기기구 값을 2∼3% 비싸게 사는 부담을 안겨주고 220V가 가설된 농어촌에서는 220V 전용기구를 못쓰게 함으로써 전기기구 값을 좀 더 비싸게 사는 것은 물론이고 전기료도 좀 더 물게 되는 결과를 초래하게 된다. 결국 겸용이란 과도기적 조치일 뿐이고, 하루 속히 220V 전용기기 생산이 필요하다는 결론이 나온다.
출처 : Naver.com 지식iN
