[프라임경제] 해외여행을 갈 때 마다 '거기 전압은 몇 볼트지? 돼지코를 가져가야 하나?' 라는 고민을 했던 경험, 다들 있을 텐데요. 나라마다 전압이 다른 이유와 나아가 전기가 만들어져 우리집까지 오는 과정에 대한 궁금증이 문득 생기기도 합니다.
먼저 전기는 우리 가정에 오기까지 크게 발전-송전/변전-배전의 과정을 거치게 됩니다. 전기를 생산하는 곳을 발전소라고 부르고, 원자력·화력·수력·풍력·조력·태양광 발전소 등이 있습니다.
발전소에서 발생된 전력을 멀리 있는 곳으로 수송하는 과정을 송전이라고 하는데요. 송전 과정에서는 전선과 철탑이 필요하고, 배전과 구별해 발전소에서 변전소까지의 범위만을 말하기도 합니다.
변전은 전력을 송전/변전하기 적당한 전압으로 승압하거나 강압하는 일을 뜻하고, 변압기는 전압을 변경하는 장치로 모든 변전뿐만 아니라 전기 에너지 흐름의 모든 단계에서 필요한 장치입니다.
마지막으로 전력을 일반 가정에 공급하는 과정을 배전이라 칭합니다. 전봇대를 통해 공급받은 전류를 배전변압기를 통해 공급받게 되는데, 번화한 도심지역의 공급은 땅 속으로 전류를 공급하는 방식 적용이 점차 증가하고 있습니다.
전기는 흔히 흐르는 물에 비유되는데요. 전기에너지는 중간에 저장하는 것이 아니고, 물 흐르듯 일반 가정까지 쭉 흐르는 방식으로 전달됩니다.
물을 튼 상태에서 고무호스 입구 부분을 손으로 누르면 물줄기가 갑자기 힘차게 멀리 나가듯이 전기도 전압이 높을수록 전류가 멀리 나가는데, 높은 전압으로 전기를 멀리 보낼 수 있다면 중간에 손실되는 전류량이 적어서 효율이 높아집니다.
발전기에서 처음 나오는 전기의 전압은 20kV 전후인데, 전기를 효율적으로 손실을 적게 해 멀리 보내기 위해 압력을 높여주게 됩니다. 이때 변압기가 필요한데요. 756kV급 변압기로 승압을 시켜준 뒤, 송전과 변전, 배전 등의 단계를 거쳐 점차 압력을 떨어뜨려 일반 가정이나 사무실에서 220v의 전기를 사용할 수 있게 되는 것입니다.
그런데 왜 200v, 100v가 아니라 220v, 110v 일까요? 이유는 의외로 간단합니다. 수학적으로 전기적 효율이 좋은 황금수가 존재하는데 220과 110 등이 그 황금수이기 때문이죠.
그렇다면 나라마다 정격전압이 다른 이유는 무엇일까요? 우리나라의 경우 정격전압은 220v이고, 미국은 120v,일본은 100v, 호주는 240v를 사용합니다. 이처럼 나라 또는 같은 나라라도 지역별로 정격전압이 다른 이유는 각 나라의 식민지 역사에 따라 어느 나라의 전력시스템을 받아들였느냐의 차이 때문인데요.
안전성으로 보면 저전압이 안전하지만 먼 곳까지 효율적으로 전류를 보내려면 높은 전압이 유리하므로 우리나라도 일본을 따라 110v를 사용하다가 220V로 승압하게 된 것입니다.
한편 국내기업 중 효성 중공업PG 부문에서 변압기와 차단기를 생산하고 있는데요. 1969년 국내 최초로 154kV급 초고압 변압기를 개발해 세계가 주목한 바 있습니다. 이후 345kV급과 765kV급 변압기를 차례로 개발함으로써 변압기 선두업체로 명성을 쌓으며 설립 이래 50여년간 국내 송변전 설비산업을 주도해 왔습니다.
765kV급 초고압 변압기의 경우 역시 1992년 국내 최초이자 세계에서 6번째로 개발해 세계적 수준의 기술력을 인정받았습니다.
앞서 말했듯이 전압이 높을수록 멀리 보낼 수 있어 보통 국토면적이 넓은 나라들이 고전압의 변압기를 사합니다. 브라질, 러시아, 중국 일부의 경우 1000kV의 변압기를 사용하는 경우가 간혹 존재하며 대부분의 국가에서 우리나라와 마찬가지로 765kV를 최대전압의 변압기로 사용 중입니다.
우리나라와 같이 국토면적이 넓지 않은 국가에서는 345kV 정도면 충분히 전국을 커버할 수 있지만, 통일을 대비해 765kV 변압기 시스템을 구축했다고 합니다.
