사용량 절감율, 전력품질 개선, 경제효과
두산중공업 창원공장 Ⅰ 1-1. 하이브리드 변압기 설치 현황 TR번호 TR명 용량 (KVA) 전압(V) 1차/2차 설치일자 비고 TR 18 주조공장 집수장 1500 3300V/440V 2014. 6. 15 TR 139 원자력공장 UNIT#4 750 3300V/220V 2014. 6. 22 TR 48 발전기공장 주변전실 TR 53 발전기공장 UNIT#3 1000 2014. 6. 21 TR 54 발전기공장 UNIT#4 TR 30 터빈공장 UNIT#1 500 계 6식 5,500KVA 두산중공업
1-2. 설치 PHOTO 설치 전 철거작업 입고 설치 완료 두산중공업
2-1. 효과분석 결과표(사용량 및 전력품질) ◈ 특기사항 두산중공업 1. 전기사용량 절감율( 6식 합계) : 5.1% TR 번호 TR명 구분 용량 전압 전류 유효 무효 피상 역률 불평형 고조파 THD(P) 절감율 절감량 비 고 (KVA) (V) (A) (KW) (Kvar) (Kva) (%) 함유율 (v) (w) (KW/h) 사용량 비중 TR 18 주조공장 집수장 설치전 1,500 439.9 1014.1 664.8 394.1 772.7 86.0% 4.5% 0.013% 0.13% 0.0009 0.019 0.000 74.6% 설치후 441.4 956.2 633.6 364.8 731.1 86.7% 3.5% 0.006% 0.08% 0.0010 0.003 84.1% 증감율 0.4% -5.7% -4.69% -7.4% -5.4% ↑0.7% -22.4% -51.1% -40.2% 4.9% -85.2% -84.5% 4.69% 31.2 600KW 이상 TR 139 원자력공장 UNIT#4 750 219.8 257.2 97.1 5.7 98.1 99.8% 11.42% 0.7% 11.2% 1.38 26.49 0.06 100% 223.5 236.6 91.4 5.0 91.6 99.9% 8.38% 0.6% 2.3% 1.32 3.87 0.01 1.7% -8.0% -5.83% -12.0% -6.7% ↑0.1% -26.6% -19.7% -79.0% -4.1% -85.4% -86.0% 5.83% 전체사용량 TR 48 발전기공장 주변전실 222.0 515.6 184.1 71.6 198.3 93.2% 8.5% 1.0% 8.1% 1.99 37.21 0.13 81.4% 475.1 173.2 61.9 183.9 94.2% 5.2% 0.5% 7.1% 0.95 31.72 0.05 99.3% -7.8% -5.92% -13.6% -7.3% ↑1.0% -38.7% -47.4% -12.6% -52.5% -14.8% -59.5% 5.92% 10.9 130KW 이상 TR 53 발전기공장 UNIT#3 1,000 444.5 352.4 195.5 186.1 270.6 72.7% 7.2% 0.8% 7.7% 3.43 27.1 93.0 89.5% 449.1 308.3 185.7 151.9 239.9 77.4% 5.5% 6.1% 2.47 18.76 46.3 88.5% -12.5% -5.05% -18.4% -11.4% ↑4.7% -23.1% -28.8% -20.9% -28.0% -30.8% -50.2% 5.05% 9.9 100KW이상 TR 54 발전기공장 UNIT#4 444.2 483.3 309.6 222.5 372.5 78.4% 1.1% 19.1% 3.20 92.2 295.0 81.3% 445.7 465.1 293.9 206.2 359.0 81.9% 13.9% 2.41 64.74 155.8 0.3% -3.8% -5.09% -3.6% ↑3.5% -36.8% -25.0% -27.0% -24.8% -29.8% -47.2% 5.09% 15.8 100KW이상 TR 30 터빈공장 UNIT#1 500 219.6 79.1 29.4 84.4 93.7% 25.2% 0.2% 24.2% 0.30 28.80 16.30 99.1% 224.5 201.8 74.6 24.5 78.5 95.0% 12.3% 0.1% 17.3% 25.40 5.90 99.7% -8.1% -5.74% -16.7% -7.0% ↑1.3% -51.2% -50.0% -28.5% -56.7% -11.8% -63.8% 5.74% 4.5 특기 제외 Total 6식 1,992.4 2,842.2 1,530.2 909.4 1,796.7 87.3% 9.6% 11.7% 10.30 211.86 404.49 2,007.8 2,643.2 1,452.3 814.3 1,683.9 89.2% 5.9% 7.8% 7.28 144.50 208.12 -5.1% -10.5% -6.3% ↑1.9% -38.5% -32.6% -33.5% -29.3% -31.8% -48.5% 77.9 ◈ 특기사항 1. 전기사용량 절감율( 6식 합계) : 5.1% 2. 전력품질 개선 : ①역률-1.9% 향상 ②전류 불평형 – 38.5% 개선 ③고조파 손실 – 48.5% 감소 ※ 자료출처 : 두산중공업 시설운영부 오정훈과장, 055) 278-7311, 010-8201-0777 두산중공업
☞ 하이브리드 변압기 교체설치만으로 연간 23억원 매출 창출의 효과 2-2. 투자대비 경제성분석 결과표 TR 번호 구분 용량 유효 절감율 절감량 전기사용량 절감량/년 전기요금/년 절감금액/년 투자비용 회수 기간 비 고 전력 /h /년 KVA KW % KWh \115/Kwh 원 VAT 별도 년 18 주조공장 1500 664.8 4.69% 29.7 5,823,648 273,129 669,719,520 31,409,845 81,000,000 2.6 집수장 139 원자력 공장 750 97.1 5.83% 5.7 850,596 49,590 97,818,540 5,702,821 33,000,000 5.8 UNIT #04 48 발전기공장 184.1 5.92% 10.9 1,612,716 95,473 185,462,340 10,979,371 3.0 주변전실 53 1000 195.5 5.05% 9.9 1,712,580 86,485 196,946,700 9,945,808 43,500,000 4.4 UNIT #3 54 309.6 5.07% 15.7 2,712,096 137,503 311,891,040 15,812,876 2.8 UNIT #4 30 터빈공장 500 79.1 5.74% 4.5 692,916 39,773 79,685,340 4,573,939 21,000,000 4.6 UNIT #1 Total 5,500 1,530 5.09% 76.4 13,404,552 681,954 1,541,523,480 78,424,659 255,000,000 3.3년 ☞ 전기파트 회사공헌 ◈ 회사 매출 기여도 구분 1년 5년 20년 25년 비고 순이익 창출 78,424,659 392,123,297 1,568,493,190 1,960,616,487 절감금액 환산 매출액 2,306,607,632 11,533,038,161 46,132,152,642 57,665,190,803 산출 근거 중견기업 매출대비 순이익율 평균 3.4% 적용 ☞ 하이브리드 변압기 교체설치만으로 연간 23억원 매출 창출의 효과 두산중공업
2-3. 일반변압기 대비 경제효과분석표 두산중공업 TR 번호 구분 용량 투자비용 추가비용 절감금액/년 비고 KVA 하이브리드 회수기간(년) 18 주조공장 1500 81,000,000 48,600,000 32,400,000 31,409,845 1.0 집수장 139 원자력 공장 750 33,000,000 19,800,000 13,200,000 5,702,821 2.3 Unit#04 48 발전기공장 10,979,371 1.2 주변전실 53 1000 43,500,000 26,100,000 17,400,000 9,945,808 1.7 UNIT#3 54 15,812,876 1.1 UNIT#4 30 터빈공장 500 21,000,000 12,600,000 8,400,000 4,573,939 1.8 UNIT#1 Total 6식 5,500 255,000,000 153,000,000 102,000,000 78,424,659 1.3년 두산중공업
3-1. 변압기별 분석표-TR139(원자력공장 #4) 두산중공업 1. 차수별 전압고조파 2. 차수별 전류고조파 구분 용량 전류 유효 무효 피상 역률 불평형 전압 고조파 THD (P) 절감율 절감량 비 고 (KVA) (A) (KW) (Kvar) (Kva) (%) 함유율 (v) (w) (KW/h) 설치전 1,500 257.2 97.1 5.7 98.1 99.8% 11.42% 0.7% 11.2% 1.38 26.49 0.06 설치후 236.6 91.4 5.0 91.6 99.9% 8.38% 0.6% 2.3% 1.32 3.87 0.01 증감율 -8.0% -5.83% -12.0% -6.7% ↑0.1% -26.6% -19.7% -79.0% -4.1% -85.4% -86.0% 5.83% 1. 차수별 전압고조파 항목 구분 고조파전압 THD (%) 1th (volt) 3th 5th 7th 9th 11th 13th 15th 17th 19th 21th 비고 Normal값 설치전 1.4 0.74 219.8 0.0 1.2 0.6 0.1 설치후 1.3 0.60 223.5 증감율 -4.1% -19.7% 1.7% 7.4% -100% 2. 차수별 전류고조파 고조파전류 (amp) 26.5 11.20 255.6 18.3 18.6 4.1 1.9 3.9 2.34 193.1 2.2 2.9 0.8 -85.4% -79.0% -24.5% -87.9% -84.3% -81.7% 두산중공업
3-2. 절감율 산출표-TR139(원자력공장 #4) ▶ 절감율 산출식(Normal) 두산중공업 Item THD(P) 변압기손실 선로 및 기기손실 역률보상 불평형손실 other 총손실 비고 Unit ①kw ②kw ③kw ④kw ⑤kw ⑥kw kw 사용량 비중 Old 0.06 1.75 2.29 0.46 9.07 13.63 100% Hybrid 0.01 0.52 0.32 6.66 7.97 Save 0.05 1.22 1.97 0.00 2.41 5.66 % 0.06% 1.26% 2.03% 0.00% 2.48% 5.83% 고조파 전력 Old 설치 전 THD(P) : 1.4(V)*26.5(A)*0.001*1.732 Hybrid 설치 후 THD(P) : 1.3(V)*3.9(A)*0.001*1.732 변압기 손실 일반변압기 사용 효율(98.2%) : 유효전력 97.1kw*(1-0.982)*역률 99.8% 하이브리드 변압기 효율(99.3%) : 유효전력 97.1kw*(1-0.993)*역률 99.8% 선로 및 기기손실 (R상 고조파전류^2 * 선로저항 + S상 고조파전류^2 * 선로저항 + T상 고조파전류^2 * 선로저항+ 3 * 유효전류^2 * 선로저항)/1000 : (Q22*S22*S22+Q22*S23*S23+Q22*S24*S24 +3*Q22*F5*F5)/1000 일반변압기 선로 및 기기 손실 * (1 + THD(P)증감율) : E5*(1+P27) 역률 보상 피상전력*(역률+역률증감계수)-피상전력*역률*TR 효율계수 : I25*(J25+U47)-I25*J25*W47 : I26*(J26+U47)-I26*J26*W52 불평형 손실 3 * 각 선전류(max-min)^2*선로저항 : 3*(H47-G47)^2*RESISTOR Ω : 3*(설치후!I27-설치후!H27)^2*설치후! RESISTOR Ω 두산중공업
3-3. 전력품질 GRAPH-TR139(원자력공장 #4) 전류 고조파 26.5A (11.2%) 3.9A (2.3%) 전류 불평형 및 역률 전류 불평형 11.4% 전류 불평형 8.4% 역률 99.8% 역률 99.9% 역률 100% 선 역률 100% 선 두산중공업
☞ 설치 후 파형의 찌그러짐 현상이 개선되었음을 알 수 있다 전압 전류 파형 ☞ 설치 후 파형의 찌그러짐 현상이 개선되었음을 알 수 있다 두산중공업
전주페이퍼 전주공장 Ⅱ 1. 하이브리드 변압기 설치 현황 설치 전 설치 후 기존 일반 변압기 하이브리드 변압기 구분 TR명 용량(KVA) 전압(V) 설치일자 효과분석 방법 1 4DIP 2000 6600V/440V 2014. 3. 18 설치 전후 2주 Normal값 비교 2 5DIP 2014. 3. 03 " 설치 전 설치 후 기존 일반 변압기 하이브리드 변압기
2-1. 효과분석결과표-전력품질 기준 평균 5.36% 5.49% 61.3 5.23% 63.4 TR명 구분 역률 전류 불평형 THD(U)함유율 THD(I)함유율 전압 고조파 THD(P) 절감율 절감량/h 비 고 (%) (v) (A) (kw) (KW/h) 4DIP 설치전 94.4% 4.6% 7.8 21.6 35.6 317.1 19.5 3/3~3/16 설치후 95.3% 2.1% 6.7 24.2 29.4 292.9 14.9 3/19~4/05 증감율 ↑0.9% -55.0% -14.7% 11.8% -17.4% -7.6% -23.7% 5.49% 61.3 5DIP 97.9% 3.91% 8.7 29.0 37.4 469.3 30.4 2/19~3/2 98.2% 2.83% 7.5 31.2 33.3 427.8 24.7 3/6~3/20 ↑0.3% -27.7% -13.8% 7.7% -11.0% -8.9% -18.9% 5.23% 63.4 평균 5.36% ※ 자료출처 : 전주페이퍼 구홍연 과장, 063-210-8465
☞ ‘전력품질 개선 산출 절감율’과 생산량 기준 ‘원단위 사용량 절감율’은 거의 같다. 2-2. 효과분석 결과표-생산량 대비 사용량 기준 1. 효과분석표 – 4DIP TR명 구분 사용량/일 생산량 단위당 사용량 절감율 절감량 비고 (kwh) (t) (kwh/t) (%) (kw/h) 4DIP 설치 전 28,143 806.4 34.9 ▼5.33% 62.5 동일조건 비교 (유사가동일) : 생산량, 제품 설치 후 26,742 809.4 33.0 증감율 -4.98% 0.37% -5.33% 2. 효과분석표 – 5DIP 5DIP 29,707 586.7 50.6 ▼5.40% 66.8 동일 조건 비교 28,556 596.1 47.9 -3.88% 1.61% -5.40% 평균 5.37% ☞ ‘전력품질 개선 산출 절감율’과 생산량 기준 ‘원단위 사용량 절감율’은 거의 같다. ※ 자료출처 : 전주페이퍼 구홍연 과장, 063-210-8465
☞ 하이브리드 변압기 2대 교체만으로 연간 35억원 매출 창출의 효과 3. 투자대비 경제성 분석표 TR명 사업비용 절감율 절감금액 (1년) 회수 기간 (5년) (20년) 비고 4DIP 100,000,000 5.33% 57,089,827 1.75 285,449,137 1,141,796,547 가동일수 : 346일/년 5DIP 5.40% 61,022,175 1.64 305,110,876 1,220,443,503 요금단가 : \110/kwh 계 200,000,000 5.36% 118,112,002 1.7년 590,560,012 2,362,240,049 ◈ 일반변압기 대비 경제성 비교 구 분 사업비용 추가비용 절감율 절감금액/년 회수 기간 절감금액 비고 (5년) 1. 일반변압기 80,000,000 2. 고효율변압기 120,000,000 40,000,000 1.30% 28,623,111 1.4년 143,115,557 3. 하이브리드 200,000,000 5.36% 118,112,002 1.0년 590,560,012 ☞ 전기파트 회사공헌 ◈ 회사 매출 기여도 구분 1년 5년 20년 25년 비고 순이익 창출 118,112,002 590,560,012 2,362,240,049 2,952,800,062 절감금액 환산 매출액 3,473,882,426 17,369,412,128 69,477,648,511 86,847,060,639 순이익율 중견기업 매출대비 순이익율 평균 3.4% 적용 ☞ 하이브리드 변압기 2대 교체만으로 연간 35억원 매출 창출의 효과
4-1. 절감율 산출표-전력품질 개선 4DIP 1. 절감율 산출식 Item 고조파 전력 변압기손실 선로 및 기기손실 역률보상 불평형 손실 Other 총손실 저감 Unit kw 설치 전 19.54 18.81 18.02 74.59 36.18 167.13 설치 후 14.90 7.46 13.75 64.96 5.32 적용 안함 106.39 절감량 4.63 11.35 4.27 9.62 30.86 60.74 절감율 0.42% 1.03% 0.39% 0.87% 2.79% 0% 5.49% 고조파 전력 Old 설치 전 THD(P) : 35.6(V)*317.1(A)*0.001*1.732 Hybrid 설치 후 THD(P) : 29.4(V)*292.9(A)*0.001*1.732 변압기손실 일반변압기 사용 효율(98.2%) : 유효전력 1107.2kw*(1-0.982)*역률 98.2% 하이브리드 변압기 효율(99.3%) : 유효전력 1117.6kw*(1-0.99.3)*역률 99.3% 선로 및 기기손실 (R상 고조파전류^2*선로저항 + S상 고조파전류^2*선로저항+ T 상 고조파전류^2 * 선로저항+ 3*유효전류^2*선로저항)/1000 : (Q42*S42*S42+Q42*S43*S43+Q42*S44*S44+3*Q42*F26*F26) *0.001 일반변압기 선로 및 기기 손실 * (1 + THD(P)증감율) : E5*(1+P27) 역률보상 피상전력*(역률+역률증감계수)-피상전력*역률*TR 효율계수 : I25*(J25+U47)-I25*J25*W47 : I26*(J26+U47)-I26*J26*W52 불평형손실 3 * 각 선전류(max-min)^2*선로저항 : 3*(H47-G47)^2*Q47 : 3*(설치후!I27-설치후!H27)^2*설치후!Q27
4-2. 전력품질 개선 내용 4DIP 1. 차수별 전압고조파 2. 차수별 전류고조파 구분 역률 전류 불평형 THD(U) 함유율 THD(I) THD(P) 절감율 절감량 (%) (v) (A) (kw) (KW/h) 설치전 94.4% 4.58% 7.81 21.62 35.6 317.1 19.5 설치후 95.3% 2.06% 6.66 24.18 29.4 292.9 14.9 증감율 ↑0.9% -55.0% -14.7% 11.8% -17.4% -7.6% -23.7% 5.49% 61.3 1. 차수별 전압고조파 구분 고조파 전압 THD (%) 1th (volt) 3th 5th 7th 9th 11th 13th 15th 17th 19th 21th 23th 25th 비고 설치전 35.6 7.81 460.4 1.1 28.5 10.1 1.2 12.3 8.5 1.6 6.3 1.4 3.2 3.5 3/3~3/16 설치후 29.4 6.66 445.2 1.5 23.0 6.7 11.0 8.4 0.4 5.2 4.6 0.6 2.9 3.8 4/5~4/18 증감율 -17.4% -14.7% -3.3% 43.8% -19.1% -33.2% 17.4% -11.0% -1.2% -76.0% -16.4% -27.4% -54.2% -9.4% 8.1% 2. 차수별 전류고조파 전류 (amp) 317.1 21.62 1470.5 19.5 278.5 119.6 0.0 76.7 24.6 19.2 0.2 10.5 292.9 24.18 1212.1 11.4 251.0 119.0 0.7 80.2 29.3 24.7 20.2 0.1 2.2 12.8 -7.6% 11.8% -17.6% -41.6% -9.9% -0.5% - 4.6% 0.6% 5.4% ※ 자료출처 : 전주페이퍼 구홍연 과장, 063-210-8465
(1) 전력품질 개선 GRAPH 전압 전압 전류 전류 설치 전 설치 후 전류 불평형 4.6% 전류 불평형 2.1% 역률 100%선 역률 94.4% 역률 95.3%
5. 전기사용량 절감효과(유사 가동일 비교) 4DIP ◈ 설치 전 ◈ 설치 후 구분 항목 3/3 3/5 3/6 3/7 3/8 3/10 3/15 3/16 Total AVE 비고 설치 전 사용량(Kwh) 28,476 26,588 27,962 28,658 28,547 28,398 28,416 28,098 225,142 28,143 생산량(t) 775 798 809 820 815 797 817 6,451 806 단위당사용량 (kwh/t) 36.7 33.3 34.6 34.9 35.0 35.6 34.8 34.3 생산제품 B종 10,584 806 ◈ 설치 후 구분 항목 4/5 4/6 4/7 4/8 4/11 4/13 4/14 4/16 Total AVE 증감율 설치 후 사용량(Kwh) 27,251 25,671 27,076 27,396 26,440 26,031 26,414 27,656 213,935 26,742 -4.98% 생산량(t) 816 798 818 821 771 817 6,475 809 0.37% 단위당사용량 (kwh/t) 33.4 32.2 33.1 32.4 33.8 32.3 33.0 -5.33% 생산제품 B종 11,147 809 ※ 자료출처 : 전주페이퍼 구홍연 과장, 063-210-8465
☞ 설치 후, 생산량 대비 사용량이 5%이상 절감되었음을 알 수 있다. (1) 전기사용량과 생산량 4DIP 설치 전 설치 후 사용량/일 : 28,143Kwh 26,742Kwh ▼ 5.0% 생산량/일 : 806t 809t ▲ 0.4% ☞ 설치 후, 생산량 대비 사용량이 5%이상 절감되었음을 알 수 있다. 설치 전 설치 후 ※ 자료출처 : 전주페이퍼 구홍연 과장, 063-210-8465
(2) 생산단위당 사용량 4DIP 설치 전 34.9kwh/t 설치 후 절감율 ▼5.33% 33.0kwh/t 전기사용량(kwh) ※ 자료출처 : 전주페이퍼 구홍연 과장, 063-210-8465
KT&G 영주공장, 신탄진공장 Ⅲ 영주공장 ☞ 신탄진공장 구분 유효전력 [KW] 무효전력 [Kvar] 피상전력 [KVA] 역률 영주공장 ☞ 신탄진공장 구분 유효전력 [KW] 무효전력 [Kvar] 피상전력 [KVA] 역률 (%) 전류 불평형 [%] 전류 고조파 [THD, %] 설치 전 701.3 163.6 735.6 95.3% 12.9 14.4 설치 후 652.3 150.8 649.6 97.2% 8.4 9.9 증감율(%) -7.0% -7.2% -11.7% ↑1.9% -35.5% -31.4% ※ 자료출처 : KT&G 영주공장 생산지원실 송종술 과장 054-639-3282, 011-282-8489
1. 시간대별 사용량 현황 공장전체 설치 절감율 : 7.0% 한전‘I-SMART’기준 설치 전 설치 후 ♠산업용(병) 고압A Ⅱ, 계약전력 : 8,000K(요금적용전력 5,682K), C/N : 1511039242, 사용기간 : 01일~31일 절감율 : 7.0% 08:00~18:00 의 사용량은 일정 패턴 유지 설치 전 설치 후 최대 최대부하 중간 중간부하 경부하 경
2. 사용량 절감율(정상근무일) 공장전체 설치 절감율 : 7.0% 설치 전 설치 후 한전‘I-SMART’기준 ♠산업용(병) 고압A Ⅱ, 계약전력 : 8,000K(요금적용전력 5,682K), C/N : 1511039242, 사용기간 : 01일~31일 한전‘I-SMART’기준 절감율 : 7.0% 08:00~18:00 일일 사용량 설치 전 설치 후
코오롱 구미공장 Ⅳ 1. 설치효과 분석표(1000KVA) 설치장소 제품사양 설치년월 동력용 복합부하 유입식 400KVA, 1000KVA 설치년월 2013. 8. 1. 설치효과 분석표(1000KVA) 구분 용량 전류 유효 전력 무효 피상 역률 부하율 전압 불평형 고조파 비 고 (KVA) (A) (KW) (Kvar) (Kva) (%) 설치 전 1,000 447.2 346.3 58.5 357.1 96.8% 35.7% 0.64% 4.79% 3.66% 27.13% 설치 후 443.4 328.9 46.8 337.2 98.2% 33.8% 0.59% 3.55% 2.37% 20.99% 절감율 -0.9% -5.0% -20.0% -5.6% ↑1.6% -1.9% -7.9% -25.9% -35.4% -22.6% ※ 자료출처 : 코오롱글로텍 전기팀 김유정 반장, 054-468-8046, 010-4530-8953
2. 설치 전후 시간대별 사용량 정상 근무시간 일정 패턴 설치 전 설치 후 ↓5.0% 최대 최대부하 중간 중간부하 경부하 경
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