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승압
승압(昇壓)은 전압을 높임을 말한다. 제품의 효율을 높이기 위해, 대전력을 공급하기 위해 승압을 하는 경우가 많다. 110볼트를 220볼트로 올리는 것을 승압이라고 하고, 반대로 전압을 낮추는 것은 강압이라고 한다. 이런 용도로 사용하는 기기를 변압기라고 한다.
승압 사업
승압 사업(昇壓事業)은 박정희 정부와 한국전력공사의 주도로 1973년부터 2005년 말까지 시행되었던 가정용 전력을 기존의 110V에서 220V로 올리기 위해 시행했던 국책 사업이다.
1965년 박정희 정부는 농어촌 전화사업을 시작했고 이때 큰 변화가 생겼다. 일본의 영향으로 구한말부터 계속 써오던 기존의 110V 대신 220V 설비로 마련한 것이다.
당시 정부가 승압 사업을 시작했던 이유는 여러 곳에 있었다. 110V의 가는 전선을 사용한 탓에 노후화 시기가 빨라 회선을 자주 교체해주는 등 추가 비용이 상당했고, 당시 박정희 정부의 대외개방과 보호무역의 복선형 전략을 일환으로 110V를 쓰던 미국ㆍ일본의 전기제품 수입을 억제하고 국내 전기산업과 전자산업을 보호ㆍ육성하기 위한 보호무역 성격도 존재했다. 또한 당시 인프라가 별로 구축되지 않았기 때문에 경로의존성 문제도 크지 않았으며, 전기의 사용량이 크게 늘고 있었기 때문에 장기적인 관점에서 승압 사업의 필요성이 생겨나게 되었다. 이에 대한 타당성은 연세대학교 한만춘 교수의 연구 결과를 기초로 하였다.
당시 아직 성장하기도 급급했던 경제 상황과 온 전선을 용량이 크고 굵은 전선으로 엄청난 소요 비용을 생각한다면 110V를 220V로 변경한다는 것은 상당한 모험이었고, 한국의 실정에는 사치적인 사업이라는 반발도 많았다. 그러나 박정희 정부는 장기적인 혜택을 고려하여 승압 사업을 추진하기로 했고, 1973년부터 본격적으로 전국의 기존 110V의 전력을 220V로 승압하는 대규모 사업이 시작되었다.
승압 사업은 시행한지 32년이 지난 2005년 말까지 진행하여, 일부 노후 건물이나 승압 거부 고객 등을 제외하고 전국 1,753만 가구에 220V 승압이 완료되었다. 그리고 이 사업을 위해 총 투자비 1조 4,000억원에 연인원 757만명이 투입 되었다.
승압 사업의 완료로 당시 한준호 한국전력공사 사장은 에디슨 전기협회가 수여하는 ‘에디슨 대상’[1]을 수상하였다. 한 전 사장은 수상 소감에서 “32년이 지난 지금 생각해보면 박 전 대통령이 업계의 우려를 무릅쓰고 소신을 갖고 추진했기 때문에 사업을 완료할 수 있었다.”고 언급하며, 당시 많은 우려에도 승압 사업을 추진하였던 박정희 정부에게 공을 돌리기도 하였다.
1970년대 초 아직 인프라가 완벽하게 선행되지 않은 상황에서 빠르게 시작된 승압 사업 덕분에, 대한민국은 220V로의 승압[2]이 가능했으며 결과론적으로 대한민국은 220V는 110V에 비해 전력손실이 적다는 면에서 장기적으로 전선수의 감소와 경제적으로 상당한 절전 혜택을 누리고 있다.
한만춘 교수는 이 승압 사업 업적으로 대한민국 과학기술유공자가 되었다.
승압의 필요성
110V를 사용하던 시절(1970년대)과 220V를 사용하는 현재 부하들을 비교해 보면 확연히 달라진 것을 느낄 수 있다. 현재 많은 가전제품들이 출시되며 더욱 더 많은 전기가 필요하게 되어, 승압은 없어서는 안될 필수요건이 되었다. 과거 사용 량과 현재 사용전력량을 비교해보면 약 11배에 달하는 전력소비를 보여주고 있다.
- 한국의 1970년대 1인당 연간 평균 전기 소비량 919kWh
- 한국의 2020년대(현재) 1인당 연간 평균 전기 소비량 10000kWh
과거에는 가정용제품으로는 라디오, 텔레비전, 전구 등이 전부였으나 현재에는 데스크탑, 공기청정기, 에어컨, 세탁기 등 다양한 대용량 전력의 가전 제품을 사용하며 많은 전력소비를 하고 있기 때문에 110V를 사용하던 옥내 배선을 그대로 사용한다면, 많은 전류가 그대로 전선에 흘러 전선의 허용전류를 가뿐히 넘게 될 것이다. 또한, 옥내 전기 화재가 발생할 우려가 커지기 때문에 승압은 반드시 필요한 관례라고 생각된다.
세계 각국에서 사용하는 가정용 사용 전압을 보면 다음과 같다.
- 220V를 사용하는 국가 약 71%
- 110V/220V를 공용으로 사용하는 국가 약 26%
- 110V를 사용하는 국가 약 3%
가장 큰 반례로 미국과 일본의 경우 110V를 고수하고 있다.
승압의 효과
- 송전 공급용량 증대
현대사회에서 많은 양의 부하가 사용되면서 사용되는 전력량이 높아졌다. 110V의 전선을 그대로 사용한다면 2배로 승압을 할 경우 2배의 공급용량을 얻을 수 있으며, 공급 전력은 4배가 된다.
공급용량 : P ∝ V 공급전력 : P ∝ V²
- 전압강하, 전압강하율 개선
선로의 전압 강하는 같은 전선을 사용할 경우 반비례하며, 전압 강하율의 경우 제곱의 반비례하게 된다. 또한, 저압선로 사용시 저전압 현상이 줄어 들게 된다.
- 낮은 전력손실
승압으로 얻어지는 큰 장점은 장거리 송전시 발생하는 전력손실을 줄일 수 있다는 점이다.
전력손실은 (전력^2 * 전선의 저항R) / (역률^2 * 전압^2)으로 전압이 2배 상승한다면 전력손실은 1/4로 줄어든다. 이 덕분에 전선에 의해 발생하는 전력손실이 줄어들며, 전압강하 또한 줄어든다. 이는 수전단에서 220V로 받아야 한다면 전압강하만큼 보상하여 더 높은 전압을 송전하여야 한다. 따라서 승압은 전압을 높여 송전하는 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한 배전 변압기의 변압비(1차측 전압/2차측 전압)를 더 줄일 수 있어 변압기 비용을 절약 가능하다.
- 대한민국 국내 전기산업 육성
1960년 당시 품질의 이유로 일본산 전기기기를 사용하는 가정이 많았다. 이는 외화유출로 이어졌다. 하지만 이 사업으로 일본에서 주로 생산되던 110V규격의 전기기기들은 도란스(변압기)를 사용하여 220V에서 110V 변압을 해야만 사용할 수 있었으므로 전기기기 + 변압기으로 인해 소비자가 사용하는데 필요한 비용이 늘어나고, 경로의존성으로 인해 일본산 전기기기의 구매를 억제하게 되었다. 이 덕분에 국내의 전기기기 산업 육성에 도움이 되기도 하였다.
- 가정에서의 고전력 사용
국가 경제가 발전하고, 국민의 소득이 높아지며 가전제품의 사용이 급격히 늘어났으며, 이에 따라 가정당 사용하는 에너지 량도 늘어나는데, 110V로는 옥내에 설치된 전선 등으로는 전류량을 감당하기 어려웠으며, 한때 전자레인지, 세탁기, 냉장고, 전기밥솥 등 순간적으로 전기를 많이 먹는 가전제품을 동시에 부하를 걸 경우 서킷브레이커가 내려가던 시절도 있었다. 단순계산으로 전압이 2배 늘어나는 만큼 가정에서 내부 전기설비 교체 없이 사용 가능한 총 에너지량도 2배가 되어 가전제품의 에너지 소모량을 감당 가능하게 되었다. 현재에는 전압을 올리기보다 에너지 소모의 효율화와 건축시 전선을 굵은 규격으로 설치하는 형태로 늘어나는 가정 전력 소모에 대응하고 있다.
- 지중전선로 선택이 용이
지중전선로선택이 용이하게 된다. 그 이유는 지중전선로의 경우 가공배전 방식에 비해 변압기 설치공간이 협소하여 많은 양의 설비가 소요되지만 승압을 한 경우 변압기 단위 용량이 늘어 선로공급 능력을 증대 시켜 시설비를 감소 시킬 수 있다.
- 기타
같은 회로에서 허용 전력량이 늘어나기 때문에, 플리커 현상을 감소시킨다.
동영상
참고자료
- 〈승압〉, 《국어사전》
- 〈승압 사업〉, 《나무위키》
- 〈승압이란 무엇을 의미하는 것일가?〉, 《네이버 블로그》, 2015-09-11
- 놀러갈래, 〈승압의 효과와 필요성 (Boost 110v to 220v)〉, 《티스토리》, 2020-04-22
같이 보기
