보도자료	http//www.mke.go.kr
2011년 3월 10일(목) 11시이후부터 보도하여 주시기 바랍니다.
자료문의 : 전기위원회 전력계통과 최형기 과장, 전력계통과 이병율 사무관(2110-4948)

여수산단 정전사고 합동조사 결과 및 대책

□ 지식경제부는 지난 1월 17일 발생한 여수국가산업단지 정전사고에 대한 합동조사단의 조사 결과를 발표함

ㅇ 이번 사고는 여수화력변전소 구내 전기설비(종단접속함*) 고장에서 비롯되었고,

* 종단접속함 : 가공 송전선로와 지중 송전선로를 연결하는 접속설비

ㅇ GS칼텍스 등 3개 업체 정전은 여수화력변전소 전기설비(종단접속함) 고장직후 GS칼텍스 및 여수화력변전소의 계전기*가 오동작하여 GS칼텍스에 전력을 공급하는 2개 송전선로를 각각 차단함으로써 발생함

* 계전기 기능 : 고장난 송전선로는 송전망에서 분리하여 전력공급을 차단하고, 고장나지 않는 송전선로는 전력공급을 차단하지 않음

* 총 26개 정전업체 중 23개 업체는 전기설비(종단접속함) 고장시 순간전압강하로 전기품질에 민감한 공장내 일부설비가 정지

< 정전발생 과정 >

□ 합동조사단은 전기설비(종단접속함) 고장 및 계전기 오동작은 시공방법 및 계전기 특성 등 기술적 한계로 인해 발생된 것으로 밝힘

ㅇ 전기설비 고장(종단접속함)은 시공상 발생한 미세한 Crack(갈라진 틈)이 시간경과에 따라 임계점에 도달하여 파손된 것으로 추정

ㅇ GS칼텍스 계전기의 오동작은 금번 사고와 같이 순간전압강하 등의 외부의 고장상황에 동작하지 않아야 할 상황에서 계전기의 특성으로  작동되어 전력공급이 차단됨

* 계전기는 정밀한 기술력이 요구되는 전기설비로서 특수한 상황에서 오동작 가능성이 있으며, 원천기술 부족 등 국내 기술력도 취약

ㅇ 여수화력변전소 계전기 오동작은 단기간내 정확한 원인규명이 곤란하며, 추가적인 연구가 필요

□ 아울러, 합동조사단은 조사결과를 토대로 몇가지 재발방지 대책을 제안하고, 이를 통해 유사사고는 충분히 방지할 수 있을 것으로 판단하고 있으며,

* 조사단 제안내용 : 새로운 종단접속함 개발․적용 및 계전기 보호방식 변경 등

ㅇ 또한, 금번 조사시 원인규명이 미흡한 사항은 추가적인 연구를 통해 근본적인 대책을 수립할 필요가 있다고 밝힘

□ 이에 따라, 지식경제부는 금번 여수산단 정전사고의 원인별 대책을 수립하는 등 유사한 사례가 반복되지 않도록 노력을 기울여 나갈 계획임

①	종단접속함 설치장소내 중요선로에 대해 On-Line 모니터링 시스템 설치하고, 시공시 Crack 발생 가능성이 낮은 새로운 종단접속함 개발 추진

② GS칼텍스 계전기는 우선적으로 보호설비의 동작시간을 조정하고, 점진적으로 다른 종류의 계전기를 사용

③ 한전 계전기는 단기적으로 고장판정시간 또는 동작 전류값의 조정을 통해 오동작을 방지하되, 근본적인 원인 규명 및 대책 수립

* 국내외 전문가, 설비제작사 등이 TF를 구성하여 원인 규명 추진

□ 특히, 여수산단은 전기품질에 민감한 석유화학산업 중심으로 구성되어 있어 송전선로 등을 지속적으로 보강하여 전력공급의 안정성을 제고해 나갈 계획

* 여수산단내 223개 입주업체 중 석유화학 129개 업체 (57% 차지)

① 여수산단 개폐소 준공(‘11.10월)으로 여천변전소의 부하를 인근 개폐소로 분산 (기존 11개 업체 → 5개 내외로 분산)

② 4개 송전선로 추가 건설로 여수산업단지내 전력공급 루트를 다양화(기존 3개 루트 6회선 → 4개 루트 8회선)

* 광양C/C - 여수간 345kV 송전선로 추가 건설 검토

< 계통 보강 계획 >

설 비 명	설 비 규 모	준공시기
154kV 여수산단 개폐소	154kV GIS×12회선	'11.10
154kV 여수산단-여천T/L	154kV T/L×2회선	'11.10
154kV 여수산단-용성T/L	154kV T/L×2회선	'12.03
154kV 여수산단-율촌T/L	154kV T/L×2회선	'13.06
154kV 백운-율촌T/L	154kV T/L×2회선	'15.04
345kV 광양C/C-신여수T/L	345kV T/L×2회선	신설검토

□ 아울러, 다른 주요 국가산업단지도 일제 점검을 실시하여 미비점을 보완해 나갈 계획임

* 점검일정 : 2011.1.18 ～ 3.13

* 점검대상 : 주요 5개 국가산업단지(여수, 울산, 포항, 구미, 광양)

□ 이번 정부 합동조사단은 지식경제부 전기위원회의 전력계통 신뢰도 전문위원장인 오태규 박사(전기연구원 전문위원)를 단장으로, 전력거래소, 전기연구원, 전기안전공사 등 관련기관과 숭실대 김재철 교수를 포함한 민간전문가 등 12명으로 구성되었으며,

ㅇ 지난 1월 18-21일간 현장조사를 실시하여 사고현장 및 피해업체조사, 한전 전력계통설비의 문제점과 각종 계측기록을 분석하였고,

- 또한, 계전기의 오동작 원인을 규명코자 국내외 각종 자료 및 유사 사례분석과 더불어 기 수거한 고장 DATA를 활용하여 시뮬레이션 기법 등을 통한 원인분석을 시도하였으며,

- 절연파괴된 종단접속함 내부 에폭시부싱을 수거하여 전기연구원과 케이블 제작사(대한전선)에서 각각 정밀조사․분석하였음

첨부 1. 여수산단 정전 조사결과 및 대책 1부

2. 여수산단 정전사고 피해업체 현황 1부

3. 여수산단 정전사고 합동조사단 구성 및 운영 1부

【첨부 1】

여수산단 정전 조사결과 및 대책

2011. 3

전 기 위 원 회

전력계통과

1. 정전개요

ㅇ  일 시 : ‘11. 1. 17(월), 16:09

ㅇ  정전부하 : 약 54만 KW 추산

ㅇ  피해업체 : GS칼텍스 등 여수산단내 26개 업체

* 피해액(추정) : 약 707억원(산업단지공단 파악)

	< 정전 개요 >
◈ 전체 정전 : 3개 업체(GS칼텍스, LG화학SM, 삼남석유화학) ㅇ 23분간 정전으로 전공장 가동 정지 ◈ 순간 정전 : 23개 업체(한화케미칼, 호남석유 등) ㅇ 순간전압 강하로 전압에 민감한 일부 공장설비의 가동이 정지

2. 정전발생 과정

	< 정전과정 요약 >
◈ 전체 정전업체 : 3개 업체 ㅇ 여수화력 변전소 구내 EB-G(154KV 용성 송전선로) 고장시 한전과 GS칼텍스측 소유 각각의 계전기가 오동작되어 3개 업체가 정전으로 이어짐 - 여수화력 변전소에서 전력을 수전중이던 GS칼텍스는 송전선로 2회선이 동시 차단되어 정전 - GS칼텍스를 거쳐 전력을 공급받는 2개 공장(LG화학SM공장, 삼남석유화학)도 동시에 정전 ◈ 순간 정전업체 : 23개 업체 ㅇ EB-G 절연파괴 고장시 발생한 순간전압 강하로 전압에 민감한 일부 공장설비의 가동이 정지

* EB-G(Ending Box-Gas) : 가스절연개폐기와 지중케이블을 연결하는 종단접속함

* 계전기 : 전력설비의 고장상태 감시 및 고장발생시 차단기에 고장신호 전달

① 여수화력변전소 케이블 종단접속함(EB-G) 고장 발생(16:09:00)

⇒ 여수화력 변전소 구내 송전선로(154kV 용성 송전선로#1) 종단접속함 내부 고장으로 1차 지락고장 발생

* 지락고장 : 전류가 어떠한 원인에 의해 대지로 흐르는 현상(사고)

② GS칼텍스측 거리계전기 오동작, GS칼텍스에 공급되는 2회선 중 1회선(#2) 차단(고장발생 0.066초 후)

⇒ 고장발생 0.066초후 보호계전기(154kV용성#1 송전선로 구간)의 동작으로 고장구간이 정상적으로 분리되었으나,

⇒  1차 지락고장과 무관한 GS칼텍스측 소유 거리계전기가 오동작되어 GS칼텍스의 송전선로 2회선 중 1회선(#2)을 차단

③  여수화력 변전소내 모선보호계전기 오동작, GS칼텍스에 공급되는 나머지 1회선(#1) 마져 차단

⇒ 고장발생 0.65초후 차단기(154kV용성#1 송전선로) 재투입으로 2차 지락고장(초기 고장지점)이 전개됨과 동시, 이와 무관한 여수화력 변전소내 모선보호계전기의 오동작으로 모선(#61)이 정지됨

⇒ 동 모선에 연결된  GS칼텍스의 나머지 송전선로(#1) 차단으로 GS칼텍스는 전체 정전으로 이어짐

⇒ 또한, GS칼텍스를 거쳐 전력을 공급받는 2개 공장(LG화학SM공장, 삼남석유화학)도 동시에 정전

④  상기 두차례에 걸친 지락고장으로 순간적인 저전압 현상이 인근 전력계통으로 파급

⇒ 한화옥탄올 등 여수산단내 23개 업체는 순간전압강하시  전압에 민감한 공장내 일부 부하들이 정지

⇒ 호남화력 1호기와 광양부생복합 1,2호기도 순간전압강하시 계전기의 민감 설정(광양부생복합) 또는 오동작(호남화력)으로 정지

□ 정전발생 계통도

G1

G1

G1

#2T/L 용성 #1T/L

To

화치S/S

345/154

#3M.Tr

GS칼텍스HOU

To

여천S/S

GS칼텍스

#1T/L

#61BUS

#66BUS

최초고장발생

GS칼텍스

154kV

여수화력변전소

호남화력

용성변전소

#60BUS

345/154

#2M.Tr

345kV

여수화력

345kV

광양변전소

345kV

광양제철변전소

G2

후판변전소

부생복합

CB TRIP

(21,Zone1)

GS칼텍스

#2T/L

CB TRIP

CB TRIP

CB TRIP

(21,Zone1)

①

③CB 재폐로

②

②

②

②

④

87B동작, 61모선정지

④

96B동작

G1정지

④

제어장치동작

G1, G2정지

CB Close

CB Open

637

657

#2T/L HOU #1T/L

51L01

51L02

□ Time Chart

① 16:09:00

최초고장 발생

② 16:09:0.066

637,657차단기(51L01,51L02) Trip

③ 16:09:0.65

637차단기 재폐로(2차고장 발생)

④ 16:09:0.71~0.90

61모선정지, 호남화력#1Gen정지,

부생복합#1,2G 정지, GS칼텍스 정전

66㎳

584㎳

60~250㎳

3. 여수화력변전소 EB-G 고장원인 및 대책

□ 원인 분석

ㅇ 고장난 케이블 종단접속함(EB-G) 시편 등을 분석한 결과, 시공불량에 따른 에폭시부싱의 결함으로 고장 발생

- 시공과정에서 생긴 미세한 Crack이 시간경과에 따라 커져 에폭시부싱과 스트레콘 사이 계면이 파괴되었으며,

- 이어서 전기적, 열적 충격으로 케이블 절연층이 파괴됨

① ②	① : 에폭시 부싱 ② : 스트레스콘

□ 재발 방지대책

ㅇ EB-G 설비의 시공방법 등 개선

- 시공시 Crack 발생 가능성이 낮은 케이블 종단접속함(EB-G) 개발 또는 시공방법 변경 등 검토

ㅇ 기 시공된 EB-G 설비의 신뢰성 강화

- 주요 송전선로 EB-G에 부분방전의 정확한 검출을 위해 On-Line 모니터링 시스템 도입 등 검토

4. GS칼텍스측 소유 거리계전기 오동작 원인 및 대책

□ 원인 분석

ㅇ GS칼텍스측 거리계전기의 오동작은 여수화력 변전소내 용성 송전선로 케이블 종단접속함 고장(1차지락 사고)과 무관함

* 계전기 기능 : 송전선로의 양단에 설치되어 해당 송전선로 고장시 동작하여 고장 송전선로를 차단. 다만, 외부 송전선로 고장시에는 동작하지 않도록 기능

ㅇ 오동작 원인은 GS칼텍스측 거리계전기가 외부의 고장 상황(1차 지락사고)을 내부 송전선에서 발생한 고장으로 인식하였기 때문임

- GS칼텍스에 설치된 계전기(GE사)는 금번사고와 같이 순간전압 강하 발생시 부동작을 방지코자 동작범위를 확대하는 기술적 특성으로 오동작 가능성 상존

□ 재발 방지대책

ㅇ 기설 단거리 송전선로의 경우,

- 우선적으로 거리계전기 동작시간의 적정 조정(지연 등)을 통해 해결하고, 점진적으로는 전류차동계전기로 2중화 전환

* 현재 송전선의 보호방식은 전류차동계전기와 거리계전기로 이중화로 구성되어 있으나, 초단거리 선로의 경우 거리계전기 대신 전류차동계전기로 이중화

ㅇ 신설 단거리 송전선로의 경우

- 전류차동계전기 2대로 2중화하여 사용하고 거리계전기는 미사용

5.  여수화력변전소 보호계전기 오동작 원인 및 대책

□ 원인 분석

ㅇ 여수화력변전소 모선보호계전기의 오동작은 용성 송전선로 케이블 종단점속함 고장(2차지락 사고)과 무관함

* 모선보호계전기 기능 : 변전소내 모선(母線) 고장시에만 동작하여 고장난 모선을 계통으로부터 분리하고, 외부 고장에는 미동작

ㅇ 오동작 원인은 모선보호계전기가 외부 고장상황(2차 지락사고)시 모선내에서 비정상적으로 발생된 큰 유도전류(C상→A,B상)를 내부 고장상황으로 인식하였기 때문임

- 다만, 비정상적인 유도전류의 발생 원인은 3상 일괄형 디지털형 GIS의 구조에 기인한 것으로 추정

□ 재발 방지대책

ㅇ 우선적으로 모선보호계전기 정정값 조정을 통해 오동작 방지

- 모선보호계전기 제작사(GE)와 조속한 협의를 거쳐 고장판정시간 지연 또는 동작 전류값의 조정

ㅇ 근본적인 대책수립을 위한 중․장기적 원인규명 지속 추진

- 비정상적으로 발생한 유도전류에 현상에 대해 심층연구(산․학․연) 및 검증 추진

6. 여수산단 전력계통 현황 및 보강 대책

□ 현황 및 문제점

ㅇ 여수산단은 3개 루트(6개 회선) 및 산단내 발전소로 전력을 안정적으로 공급하고 있으나, 송전선로 2개 회선 고장시 대비 발전소 2대를 상시적 운전

구 분		전력공급능력	전력수요
154kV 송전선로	소라 → 여천 →여수T/P	40만kW(2회선)	114만kW
	순천 → 화치 → 여수T/P	40만kW(2회선)
345kV 송전선로	광양 → 여수T/P	200만kW(2회선)
여수산단내 발전소	호남화력발전소/ 여수화력발전소	103만kW
계		383만kW	114만kW

ㅇ 여수산단내 총 전력수요의 40% 이상을 여천변전소에서 공급중에 있어 여천변전소 고장시 파급 최소화를 위한 개선이 필요

- 여천산단 총 전력수요 : 114만 kW(‘10년 피크기준) / 여천변전소의 공급부하(49.6만kW)

ㅇ 여수산단은 전기품질에 민감한 석유화학업종 중심으로 구성되어 있어 순간전압강하에 상대적으로 취약

구 분	여수산단	울산산단
면 적	31,711천㎡	45,588천㎡
업체 수 (업종)	223개 (석유화학 129, 기계 82 등)	508개 (석유화학 137, 기계 229 등)
대규모 공장 (계약전력)	25개 업체(화학 22, 기타 3) (261만kW)	40개 업체(화학/전자 17, 기타 23) (454만kW)
업체 보호설비 보유율	UPS 0.4%, 비상발전기 10.8%	UPS 0.3%, 비상발전기 9.4%

* 보호설비 보유율 = (보호설비용량 / 계약전력) * 100

□ 보강 대책

ㅇ 여수산단 개폐소 준공(‘11.10월)을 통해 부하가 밀집된 여천변전소의 부하를 분산 (11개 대규모 업체 → 5개 내외로 분산)

ㅇ 2015년까지 3개의 154kV 송전선로를 신설하여 전력공급 경로 다양화 (3개 루트 6회선 → 4개 루트 8회선)

- 광양C/C - 여수간 345kV 송전선로 추가 건설 검토

ㅇ 순간전압강하 영향 최소화를 위해 여수산단의 계통을 2개로 분리하는 방안 검토 (2015년 이후)

< 계통 보강 계획 >

설 비 명	설 비 규 모	준공시기
154kV 여수산단 개폐소	154kV GIS×12회선	'11.10
154kV 여수산단-여천T/L	154kV T/L×2회선	'11.10
154kV 여수산단-용성T/L	154kV T/L×2회선	'12.03
154kV 여수산단-율촌T/L	154kV T/L×2회선	'13.06
154kV 백운-율촌T/L	154kV T/L×2회선	'15.04
345kV 광양C/C-신여수T/L	345kV T/L×2회선	신설검토

< 전력계통도 >

여수산단-용성T/L

(‘12.03)

백운-율촌T/L

(‘15.04)

소라

여천

여수T/P

호남T/P

율촌

화치

여수산단

용성

순천

345kV 광양

백운

태금

여수산단-율촌T/L

(‘13.06)

여수산단-여천S/S

(‘11.10)

광양C/C

광양C/C-신여수T/L

(신설검토)

7. 주요산업단지 전기설비 일제 특별점검 실시

ㅇ 점검 대상 : 154kV이상 변전소 및 송전선로

ㅇ 점검 기간 : 1.20(목) ~ 3.13(일)

ㅇ 점검 사항 : 3개 분야, 568개소

- 변 전 소(25) : 과열개소, GIS 부분방전, 가스누기 측정 등

- 송전선로(84) : 변압기 등 과열개소, 케이블 등

- 접 속 함(459) : EBG, EBA 부분방전(PD) 측정

< 국가산업단지 계통사고 분석 >

ㅇ 지난 5년간 국가산업단지에서 총 38건의 전력계통 고장이 발생

구분	여수산단	울산산단	포항산단	구미산단	광양산단	기타	계
고장건수	11	10	6	3	3	5	38
면 적	31,711천㎡	45,588천㎡	37,869천㎡	25,084천㎡	96,736천㎡	-	-
업체수	223개 (석유화학 129, 기계 82 등)	508개 (석유화학 137, 기계 229 등)	68개 (석유화학 16, 철강 37 등)	981개 (기계 444, 전자 397 등)	51개 (기계 26, 철강 13 등)	-	-

ㅇ 고장 유형별로는 업체 설비고장 17건, 크레인 등 외물접촉에 의한 고장 16건, 한전 설비고장 2건 등임

구분	한전설비고장	외부 요인			계
		수용가 설비고장	크레인 등 외물접촉	자연현상 (낙뢰 등)
고장 건수	2	17	16	3	38

* 동 건은 국가산업단지내 154KV 이상의 송․변전 설비에서 발생한 계통사고임

【첨부 2】여수산단 정전 피해업체 현황

□ 정전업체 수 : 26개 업체 (전체정전 : 3개, 일부정전 : 23개)

연번	업 체 명	피해내용	공장 가동일	예상피해액 (억원)
1	한화케미칼㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	5
2	여천엔씨씨㈜	3공장 정전	• 복구완료(17일)	-
3	호남석유화학㈜	일부공정 정전	• 복구완료(17일)	9
4	LG화학㈜	일부공정 정전	• 복구완료(17일)	80
5	제일모직㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	0.9
6	금호피앤비화학㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	46
7	GS칼텍스㈜	1,2공장 정전	• 복구완료(26알) (원료 주입에 다소 시일 소요)	230
8	대성산업가스㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	1.8
9	L G M M A ㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	2.5
10	여수탱크터미널㈜	피해없음	• 복구완료(18일)	-
11	금호석유화학㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	5
12	삼남석유화학㈜	1,2공장 정전	• 1,3,4공장:복구완료(18일) • 2공장(27일)	200
13	금호미쓰이화학㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	12
14	남해화학㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	0.19
15	휴켐스㈜	4개공정 정전	• 복구완료(17일)	2
16	금호폴리켐㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	0.1
17	KPX화인케미칼㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	10
18	여수열병합발전㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	1.14
19	에보닉카본블랙코리아㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	3
20	콜럼비안케미컬즈코리아㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	0.1
21	한국바스프㈜	순간정전	• 복구완료(18일)	55
22	대림산업㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	0.45
23	한국실리콘㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	30
24	한국다우㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	10
25	폴리미래㈜	순간정전	• 복구완료(17일)	2
26	덕양에너젠	순간정전	• 복구완료(17일)	1.2
	계(26개사)			707.38

* 산업단지공단 파악 자료

【첨부 3】여수산단 정전사고 조사단 구성 및 운영

□ 조사개요

ㅇ 조사기간 : 2011. 1. 18 ~ 3. 9

* 현장조사 : 2011. 1. 18 ~ 1.21

ㅇ 조사내용 : 여수산단의 정전사고 원인 및 문제점 등

- GS칼텍스 등 7개 업체 현장조사

- EBG내부 절연파괴 원인 분석

- 모선보호계전기 및 거리계전기 오동작 분석

- 주요 정전개소별 고장기록장치 DATA 분석 등

□ 조사단 구성

번호	소 속	직 책	성 명	비고
1	전기위원회 전력계통 신뢰도 전문위원회	위원장	오태규 (단장)	1차 구성 (1/18)
	한국전기연구원	전문위원
2	전기위원회 전력계통 신뢰도 전문위원회	위원	김재철
	숭실대학교	전기공학과 교수
3	전력거래소	계통보호팀 팀장	김우선
4	“	계통보호팀 부장	양정재
5	전기안전공사	여수지사장	이조순
6	지식경제부 전력계통과	사무관	이병율
7	전기연구원	연구원 (케이블분야)	류희석	2차 합류 (2/11)
8	대진대학교	전기공학 교수 (케이블분야)	김정태
9	한양대학교	“	장용무
10	명지대학교	전기공학과 교수 (보호계전분야)	이승재	3차 합류 (2/14)
11	성균관대	“	김철환
12	삼성전자	상무이사 (보호계전분야)	배주천