“저압 모터 예방정비, 기업 생산성 좌우한다”

‘화학제품을 생산하는 A사의 B 공장은 24시간 365일 가동되고 있다. 사람들은 교대로 일하지만 기계는 멈추지 않는다. 기계가 멈춘다는 것은 곧 사업이 중단되는 것과 같다. B 공장은 1만여 개의 모터 가운데 90%가 저압 모터다. 이들 모터는 예방정비 차원에서 집중관리되고 있다. 지난해 저압 모터가 멈추면서 막대한 생산 손실을 보았기 때문이다.’

제조업 기반 기업들 사이에서 예방정비 실현을 위한 저압 모터 집중관리에 대한 관심이 높아지고 있다. 이는 저압 모터 예방정비를 통한 신속한 대처가 기업의 생산성 향상에 직접적 영향을 미치고 있기 때문이다.

예방정비 저압 모터 집중관리 분야에 세계적인 기술력을 보유하고 있는 기업이 있다. 바로 모터보호 계전기 전문업체인 삼화DSP이다. 삼화DSP는 세계에서 유일하게 저압 모터 집중관리 시스템을 개발, 공급하고 있다.  

예방정비 차원의 저압 모터 집중관리에 대한 기업들의 관심은 최근 2~3년 사이에 집중되고 있다. 그 전에는 사전 예방이라는 개념도 없었다.

임평국 삼화DSP 상무(기술연구소장)는 “지금부터 3년전에 저희가 세계최초로 데이터 레코더를 부착한 모토 보호 계전기를 내놓을 당시만 해도 사전예방, 예방정비라는 개념이 없었다”며, “3년 후인 지난해 말부터 기업들이 예방정비에 대한 중요성을 인식하고 관련 제품을 하나 둘 도입하고 있다”고 말했다.

상황이 좀 나아졌다고 해도 현재 대규모 공장들은 분산제어시스템(DCS, Distributed Control System)으로 공장 전체를 집중관리 하고 있다고는 하지만 이는 모터에 관한 한 고압 모터의 관리에 한정되고 있고 저압 모터 부분에는 관리대상에서 제외되어 있는 실정이며 더욱이 중규모 이하의 공장은 거의 대부분 집중 자동화 관리를 하지 못하고 있다.  

대기업도 최종단 저압 모터는 통합관리 못해

특히 모터관리 측면에서 DCS를 운용하는 대규모 공장을 포함하여 모든 산업현장 시설에서 실상은 누전, 단락 등의 요인으로 인한 재해 발생 요인이 가장 높은 최종단 저압 모터에 대한 체계적인 통합 관리는 제외되어 있다는 것.

포항체절의 경우 공장 내 대략 1만여 개의 모터 가운데 90%가 저압 모터라고 한다. 말하자면 90%의 모터가 중앙통제가 안 된다는 예기다. 즉, 모터의 고장 전,후의 효율적인 관리가 어렵다는 것이다. 이 같은 상황은 중소규모 있수록 더 심각하다. 경제의 규모가 되는 대기업도 못하는 것을 중소기업이 한다는 것은 더더욱 어려운 상황이기 때문이다.

문제는 모터 사고 후 복구 개념은 생산 손실을 감안할 때 경영에 타격을 줄 수 있을 정도의 손해를 발생시킨다는 것이다. 

모터가 고장 나는 이유는 두 가지다. 우선 전기적 원인. 흔히 권선 간 단락(Layer Short)인데, 모터는 운전에 따라 열이 발생하게 되며, 정격 전류 범위를 벗어나는 과전류 발생 시 열은 급격히 증가하고 권선 온도가 증가하면서 권선 간 절연이 파괴되면 단락사고 발생하는 것이다.

또한 장시간 사용에 따라 축적된 열에 의해 모터 권선 및 인입 선로의 절연이 약화되기도 하고, 습기, 부식성가스 등 사용 환경에 따라 절연이 약화되어 누전이 발생하며 심화되면 단락 사고 유발한다. 

다음은 기계적 원인이다. 주로 베어링 마모, 모터 샤프트와 구동 기계축 간의 부실한 수평 유지로 인한 회전자와 고정자 간의 접촉과 마모로 발생하며, 지락(누전)에 의한 계통 단락도 다른 이유이기도 하다.  

이런 상황에서 모터 사고 발생 전 사전 예측에 의한 예방 정비를 실행한다면 지속적인 생산성 유지는 물론 회사 성장에 큰 힘이 될 수 있다.

삼화 DSP, 세계 최초 저압 모터 집중관리 시스템 개발

이러한 문제점에 대해 지속적인 연구개발을 해온 삼화DSP는 통신에 의해 집중관리가 가능한 Master System(EFDS)을 제공하고 있다.

EFDS는 최소한의 모터보호 요소인 전압, 전류, 절연저항, 온도 등의 데이터를 수집하기위해 기계설비 구동 모터의 역할에 적합한 보호계전기를 적용하여 모터의 운전 상태를 파악하는 솔루션이다.

임 상무는 EFDS에 대해 “가능한 한 매우 짧은 간격으로 모터 운전 시 발생되는 각종 데이터를 수집하여, 축적된 데이터를 신속하게 Master 측에 송신하고, Mster 측에 수신된 데이터를 데이터베이스로 구축, DB 분석을 통해서 신속하게 고장 전의 징후를 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 솔루션을 제공한다”고 밝혔다.

삼화DSP의 EFDS는 현재 포항제철과 한국전력에도 납품해 성능을 인정받았고, 올해 5월에는 광양제철에서도 설치를 시작했다. 또한 가을엔 삼천포 화력발전에도 공급할 예정이다.

예방정비 저압 모터 시스템 기술분야 개척자인 임 상무는 이 같은 변화에 대해 “기업 경영 측면에서 사전 메인터넌스에 대한 중요성을 인식했기 때문”이라며 “생산 효율성이 중요해지면서 인건비, 유지보수에 생산손실이라는 개념이 적용되면서 예방정비에 대한 필요성과 관심이 대폭 늘어나고 있다”고 그 배경을 설명했다. 특히 EFDS를 구성하는 핵심부품인 MWR(모터 리코더)는 삼화DSP가 세계 최초로 모터보호계전기에 장착하도록 실용화한 기술로서 가격대비 성능 면에서 최고를 자랑한다. 이 제품은 모터 운전 데이터를 1초에 10개에서 20개의 데이터를 기록하는 것으로 보통 1초에 1개 데이터를 기록하는 것에 비하면 최첨단의 기술이다. 가격도 대당 30만원대이다.

임 상무는 “이런 데이터를 뽑아내기 위해선 1,000만원 상당의 계측기를 활용해야 한다. 하지만 30만원대 MWR이면 해결된다”며 그 성능을 강조했다.

MWR이 부착된 전력형 모터보호계전기는 지난해 태국에도 수출됐다. 임 상무는 “태국의 경우, 지멘스 제품과 막판까지 경합하다 저희 제품으로 결정된 경우”라며, “설치 후 성과가 좋아 올해도 2차분도 납품할 계획”이라고 밝혔다. 

MWR 같은 제품이 가능했던 것은 모터보호계전기 전문업체로 기술력과 현장 경험을 보유하고 있는 삼화DSP의 특허 기술이 있어서다. 바로 ‘전매특허’인 RTM(레지스턴스 타입)이다. “모터는 절연상태 측정이 중요합니다. 공장 정기 점검 시 선로와 모터의 절연상태를 측정해야 하는데 어쩔 수 없이 몇 시간 이상씩 모터를 중지시켜야 합니다. 하지만 RTM을 사용하면 6초만 정지하면 절연 저항 측정이 가능합니다.”

임 상무는 세계 유일의 기술로 보유하고 있는 RTM은 모터도 보호하고 저항도 측정하는 기술로써 국내에서 NEP인증과 특허 등록된 제품이라고 자랑한다. 임 상무는 “쉽게 말하면 듀얼 잡을 하는 것이다. 이질적 기술이 융합된 기술융합 컨버전스 기술로 구현된 대표적인 기술이다”라고 강조했다.

삼화DSP는 RTM 외 현재 모터보호 계전기 하이엔드급을 생산하고 있는데, 주력제품은 파워타입, 커런트 타입, 레지스턴스 타입 등 3가지 타입이다. 

삼화DSP, 지멘스 슈나이더 등과 당당히 경쟁

삼화DSP는 모터 보호 계전기 시장에서 세계적인 대기업들과 경쟁하고 있다. 이미 RTM 기술로선 세계 최초를 자랑하고 있지만 파워타입, 커런트 타입에서도 이들 대기업과 경쟁하고 있다.

임 상무는 “슈나이더, LS산전 등 대기업 제품과 기술력을 비교하여 기업들에게 소개하고 있다”며, “이들 글로벌 기업과 비교할 수 있다는 것 자체만으로 기술력이 있다는 것”이라고 강조했다.

임 소장은 모터 보호 계전기 시장에서 슈나이너나 LS산전이 시장의 90% 이상을 점유하고 있지만 이들이 따라오지 못하는 삼화DSP만의 기술력으로 당당히 맞서고 있다고 힘주어 말했다.

특히 그는 “기술력도 중요하지만 현장의 경험도 중요하다”며, “삼화DSP가 세계적 기업들과 경쟁할 수 있는 것은 모터 보호 계전기 분야에서 10년에서 20년 이상의 풍부한 현장 경험이 있어 가능했다”고 덧붙였다.

세계가 인정한 글로벌 중전기 기업으로 ‘우뚝’

그린에너지 사업 미래 성장동력으로 육성한다

년 매출 30조원… 글로벌 300위 진입 목표

발전에서 배전까지 친환경·고효율 에너지 제공

송변전, 석유 가스 추출 그리고 변환 운송 등 첨단 제품 공급

독일 기업 지멘스는 산업전기전자, 헬스케어, 에너지 등 3가지 영역에서 글로벌 시장을 리딩하고 있다. 지난해 전 세계 매출 규모는 760억유로, 순익은 41억유로였다. 164년의 역사를 갖고 있는 문자 그대로 ‘세계적 기업’이다. 한국에는 1960년대 진출 한국지멘스로 활동하고 있으며, 2010년 1조7,000억원 매출에 690억원의 순이익을 올렸다. 지멘스의 에너지 사업부문에 대해 알아본다.

‘포브스(Forbes) 선정 ‘글로벌 2,000대 기업’ 대기업(Conglomerates)부문 2위', ‘파이낸셜타임스(FT) 선정 ‘글로벌 500대 기업’ 일반공업부문 2위', ‘비즈니스위크 ‘50대 혁신 기업’ 34위.' 2010년 세계 유력 경제전문지가 발표한 지멘스의 성적이다.

지멘스는 190개국에 진출하여 40만5,000명의 직원을 두고 있는 글로벌 대기업이다. 지멘스는 과학자이자 발명가였던 베르너 폰 지멘스(Werner Von Siemens, 1816-1892)가 전신에 사용되는 지시 통신기(Pointer Telegraph)를 개발한 것을 바탕으로 1847년 지멘스의 전신인 ‘Telegraphie Bau-Anstalt Siemens & Halske’의 설립에 창립 기원을 두고 있다. 올해로 설립된 지 164년이 되는 역사적인 기업이다.

지멘스는 창사 이래 ‘지속성(Sustainability)’을 기업의 최우선 가치로 여기고 기업의 사회적 책임에 적극 나서고 있다. 최근에는 지구온난화, 기후변화 등과 같은 전 세계가 당면한 이슈와 관련하여 연구개발비의 50% 이상을 환경 및 기후보호에 사용하고, 이산화탄소 배출을 감소시키는 다양한 기술을 보유하는 등 지속가능한 성장을 위해 에너지 기술과 환경 보호에 중점적으로 사업을 진행하고 있다. 또한 책임 있는 기업시민으로서 투명한 사업 수행과 다양한 사회공헌 활동을 펼치고 있다.

에너지 사업, 지멘스의 핵심사업 중 하나

지멘스의 에너지(Energy) 사업은 지멘스그룹의 핵심 사업부문중 하나다. 발전과 송·변전뿐만 아니라 석유 및 가스의 추출, 변환 그리고 운송을 위한 총체적인 제품과 서비스 그리고 솔루션을 공급하고 있다.

발전 사업분야의 선도주자인 Fossil Power Generation은 가스터빈과 증기터빈, 발전기 및 턴키방식의 발전소에 이르기까지 화석 연료로 에너지를 생산하기 위한 고효율 제품 및 솔루션 그리고 각각의 발전소에 따른 발전 계측 및 제어 시스템을 개발, 제공하고 있다.

지멘스 관계자는 “축적된 글로벌 경험과 노하우를 통해 향후에도 에너지 효율이 보다 높고 환경친화적인 에너지 및 발전 솔루션을 개발하여 고객의 이익을 위해 최선을 할 것”이라고 말했다.

에너지 사업부문의 주요 사업분야는 복합화력발전소의 가스터빈발전소 및 가스터빈, 증기터빈발전소 및 증기터빈, 발전기 및 연료전지와 발전 계측 및 제어 시스템, 전력설비 IT 등이다.

신재생에너지, 친환경 고효율 솔루션

다음으로 지멘스가 적극 나서고 있는 에너지 사업은 신재생에너지 분야이다.

지멘스 관계자는 “최초 2.3kW급 풍력터빈에서 현재 3.6MW급 터빈에 이르기까지, 25년 이상 친환경 에너지 분야에서 전문적인 지식과 기술, 그리고 경험을 쌓아왔다”며, “고효율성 기술의 제품과 신뢰성 있는 솔루션을 개발 및 공급하여 국내 에너지 시장에 친환경적이고 기후를 보호하기 위한 솔루션 제공할 것”이라고 밝혔다.

신재생에너지 주요 사업분야는 육지 및 해양용 풍력발전터빈과 관련 서비스, 기타 재생에너지 등이다. 주요 실적은 2007년 미국 아이오와주 포트 메디슨에 풍력터빈 블레이드 생산공장을 세웠다. 각 블레이드는 미식축구경기장의 넓이에 견줄 수 있는 148피트 길이에 약 12톤의 무게이며, 이 공장에선 약 600여 개의 풍력터빈날개를 생산, 향후 미국 내 풍력 기지로 전달되고 있다.

또 약 90MW의 생산력을 보유한 영국 리버풀 베이에 있는 버도 앞바다 해안풍력기지에 풍력 터빈 25기를 공급했다. 이 기지는 43일 만에 3.6MW 급 SWT-3.6-107 타입 풍력터빈 설치 완료했으며, 풍력터빈은 2007년 말 8만 가구에 필요한 전력을 친환경적으로 제공하고 있다.

년 브리티쉬 가스의 모회사인 센트리카와 영국 해안풍력기지로의 약 4억4,000만 유로의 설비 공급 계약 체결했는데, 이는 영국 동해안 링컨셔 지역의 린 & 이너 다우징 프로젝트를 위해 최대 180MW 용량의 풍력터빈 54기를 공급한 것. 해안에 배치된 지멘스의 두 번째 3.6MW 풍력터빈이다.

지멘스의 Oil & Gas는 석유 및 가스의 이송, 변환 및 추출 등에 사용되는 각종 제품 및 솔루션을 제공한다. 또한 가스터빈 및 증기터빈발전기, 모터, 가스터빈 및 증기터빈 발전기, 구동압축기, 산업 현장의 각종 공정 및 자동화 기술과 수 처리 및 통합 IT 솔루션에 관련된 제품을 제공하고 있다.

지멘스 관계자는 “오일과 가스 부문은 고객의 비용 부담을 최소화하기 위하여 혁신적이고 친환경적인 기술 개발과 이를 바탕으로 설계된 제품과 솔루션의 국내 시장 보급하고 있으며, 공인된 파트너와의 네트워크를 통해 고객 가치 창출을 위해 노력하고 있다”고 말했다.

에너지 서비스(Energy Service)는 가스 터빈과 증기 터빈, 발전기 및 산업용 압축기 등에 대해 다양하고 총체적인 서비스를 제공한다. 지멘스는 발전소의 성능 및 고객의 이익을 극대화하고 발전소의 총체적인 수명주기에 필요한 최적화된 솔루션을 지원한다. 이러한 서비스는 최신의 발전소 진단 제품, 시스템, 그리고 대기 및 기후 보호를 위한 최첨단 공기 정화기술 등을 포함하고 있다.

지멘스는 관계자는 “에너지 서비스는 장기계약의 일환으로, 발전소에 대한 종합적인 유지, 보수 및 운전 서비스를 통해 발전소의 효율을 극대화하고 고객의 경쟁력을 강화하여 지속적인 고객 만족을 실현해 나갈 것”이라고 밝혔다.

파워 트랜스미션, 초고압 송변전소 솔루션

파워 트랜스미션(Power Transmission)은 HVDC(초고압 직류송전), 변전소 설비 및 변압기류와 같은 초고압 송변전소 분야에 필요한 제품과 솔루션을 공급한다. 통합적인 송변전 관련 솔루션을 통해 지멘스는 고객에게 일반 제품 생산업체 및 단순 시스템 통합기업체 그 이상의 다양한 토탈 서비스를 제공한다.

파워 트랜스미션은 구내에서도 다양한 전기에너지 설비에 대한 최첨단 기술을 제공하고 새로운 시장 기준을 선도하고자, 수 십년간 세계적인 추세와 기준사양에 맞고 품질과 경쟁력이 제고된 초고압 송변전에 필요한 제품을 공급하고 있다.

지멘스는 고효율성 친환경 계통 설비, 신소재의 콤팩트 구조를 지닌 각종 변압기 등으로 차별화된 제품을 선보이고 있으며, 안정된 전력 공급 및 고객의 이익 극대화는 물론 환경 보호까지 고려하는 신개념 제품들을 통해 새로운 부가가치를 창출하고 있다.

이 부문 주요 사업분야 초고압 송변전소 설비로 계통 설비(HVDC, FACTS, GIL, GIS 등), 가스절연차단기, 단조기, 개폐기, 피뢰기 등 고압기기 등과 변압기로 몰드 변압기, 기동변압기, 유입식 배전 변압기, 전력용 변압기 및 리액터 등이다.

송전사업부는 한국전력공사에 세계 최고의 품질과 서비스로 288kV 및 144kV급 서지 피뢰기를 지속적으로 공급했으며 최첨단 송변전 기술을 응용한 HVDC 및 GIL을 해외에 소개했다. 또한 국가공인시험기관인 한국전기연구원에 합성차단설비용 보조차단기 420kV 및 550kV 가스 차단기 공급해, 현재 초고압 대전력용 전기기기의 단락시험을 위한 시험설비로 사용 중에 있다.

파워 디스트리뷰션, 전력망 자동화 설비 솔루션Distribution은 전력망 자동화 설비의 솔루션과 고압 배전반 및 각종 관련 기기를 제작, 공급하며, 가장 적절한 고압 송배전 기기를 선택하고, 시스템 설계에 소요되는 시간이 최적화되도록 지원하고 있다.

전력분배는 국내에서 고압 배전반, 진공차단기, Vacuum Interrupter 및 고압 전기기기 부품부터 마이크로프로세서를 탑재한 수치형 보호계전기 SIPROTEC4 등에 이르는 다양한 제품들을 공급한다. 전력분배는 오랜 경험과 지식, 최첨단 기술을 바탕으로 변전소 및 고압 수배전반의 통합 자동화 시스템인 SICAM, 발전소 및 대규모 산업설비를 위한 송전 및 배전 설비의 통합 에너지 관리 IT 패키지인 Spectrum PowerCC, 전력선 통신 등 최첨단 전력 IT설비를 제공, 에너지 절감 및 고객의 경쟁력 향상에 도움을 주고 있다.

전력분배 주요 사업분야는 고압배전반, 가스절연 폐쇄형 개폐장치, 진공차단기(VCB), 진공개폐기(VCS), Vacuum Interrupter(VI) 및 기타부품과 전력감시 시스템 (보호계전기, 전력제어설비, RTU, Fault Recorder, 전력계측기, 트랜스듀서), 송변전 설비 시스템, 전력 소프트웨어, 전력선 통신기기, 전력품질 시스템 기기, 원격제어 시스템, 에너지 관리 시스템, 전력계통과 전력효율 향상 분석 및 자문 등이다.

이 부문에선 한국전력공사의 국산화 정책에 부합하는 기술사양을 국내 파트너와 함께 개발, 154kV/345kV 송전선보호반, 154kV 모선 보호반 154kV 변압기보호반 및 345kV BF 보호반 납품했으며, 한국남부발전의 남제주화력발전소, 하동화력발전소에 보호계전기를 포함한 최초의 IEC61850 기반 전력감시시스템을 공급했다. 또 반도체 기업인 하이닉스 반도체에 한국 최초로 IEC61850 기반의 보호계전기 및 전력감시 시스템을 공급했다.

한국지멘스의 정하중 부사장은 “에너지 사업을 위해 2011년 지멘스 글로벌 네트워크와 해외 생산기지를 통한 국내 건설업체의 해외 EPC 사업 역량을 강화하고 지멘스의 경험과 에너지 관련 기기를 제공하여 국내 산업시설의 안정적 전력시스템구축에 적극 나설 예정”이라며 “또한 스마트그리드 사업을 위한 한국업체와의 협력을 강화할 계획”이고 밝혔다.

‘차단기’ 하나로 세계시장 제패

2018년 매출 1,000억 목표… ‘3 by 3’실천운동으로 고성장·고수익 실현 나서

“조선·플랜트 이어 태양광·풍력도

  글로벌 리더될 터”

“소형풍력, 태양광 연료전지보다 경제성 높아”