KR20130046893A - Method for connecting power system using underwater transmission tower structure - Google Patents

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KR20130046893A
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이재걸
김태균
백승묵
이정근
조성태
이한상
박원호
박병준
김해순
최우성
배용채
한영희
김충효
우정욱
이욱륜
이상룡
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한국전력공사
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Abstract

수중철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법이 제공된다. 전력시스템 연계 방법은, 지상의 제1지점으로부터 일정 수심 이내의 근해까지 전력케이블을 매설하는 단계, 상기 전력케이블이 매설된 지점부터 지상의 제2지점의 일정 수심 이내의 근해까지 일정 간격으로 하나 이상의 수중철탑을 부유시키는 단계, 상기 전력케이블이 매설된 지점으로부터 상기 제2지점의 일정 수심 이내의 근해까지 상기 수중철탑을 경유하여 상기 전력케이블을 연결하는 단계 및 상기 제2지점의 일정 수심 이내의 근해에서 상기 제2지점까지 상기 전력케이블을 매설하는 단계를 포함한다.Provided is a method for linking a power system using an underwater pylon. The power system linkage method includes the steps of embedding a power cable from the first point on the ground to the water within a predetermined depth, and at least one at a predetermined interval from the point at which the power cable is buried to the water within a predetermined depth of the second point on the ground. Floating the underwater steel tower; connecting the power cable via the underwater steel tower from a point where the power cable is buried to a water within a predetermined depth of the second point; and an offshore within a predetermined depth of the second point. Embedding the power cable to the second point.

Description

수중철탑을 이용한 전력시스템 연계방법 {Method for Connecting Power System using Underwater Transmission Tower Structure}{Method for Connecting Power System using Underwater Transmission Tower Structure}

본 발명은 심해 수중철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power system linkage method using a deep sea underwater tower.

바다를 경과지로 하는 두 개 이상의 전력시스템의 연계를 위하여, 종래에는 해상철탑을 이용하여 가공 선로를 구축하는 방법 또는 해저케이블의 포설을 통해 연계 방법을 주로 이용하였다.In order to link two or more electric power systems over the sea, conventionally, a method of constructing an overhead line using an offshore steel tower or using a submarine cable is mainly used.

도 1은 종래의 해상철탑을 이용한 가공 선로를 이용한 연계 방법을 나타내는 개요도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 해상철탑을 이용하여 가공 선로를 구축하는 방법은 해상에 복수개의 기초 구조물(10) 및 철탑 구조물(20)을 구축하고, 철탑 구조물(20) 사이에 가공 전력선(30)을 연결하여 가공 선로를 구축한다. 이러한 연계 방식의 경우, 수m ~ 수십m 정도의 얕은 수심에서만 공사가 가능하며, 수심이 수백~수천km 이상의 심해에서는 적용이 불가능하다는 단점이 있었다. 또한, 기초 구조물을 해상에 설치하고 그 위에 철탑 구조물을 설치하기 위해 매우 큰 비용이 소요되는 것도 문제점 중의 하나이다.1 is a schematic diagram showing a linkage method using a conventional processing line using an offshore steel tower. As shown in FIG. 1, a method of constructing a processing line using an offshore pylon includes constructing a plurality of foundation structures 10 and a pylon structure 20 at sea, and the overhead power line 30 between the pylon structures 20. ) To build a machining line. In the case of this linkage method, construction is possible only at shallow depths of several meters to several tens of meters, and it is not applicable to deep waters of more than hundreds to thousands of kilometers. In addition, it is also one of the problems to install a base structure on the sea and very expensive to install a steel tower structure thereon.

도 2는 종래의 해저케이블 매설 방법을 이용한 연계 방법을 나타내는 개요도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바다를 사이에 두고 연결하고자 하는 변전소 또는 변환소(50, 60)를 해저케이블(70)을 포설하여 연계하는 방법이다. 이와 같은 해저케이블 포설을 이용한 연계 방법은 수심이 수백~수천km 이상의 심해에서는 적용이 불가능하며, 수심 100m 이상의 바다에서 시공하는 경우에 공사비용과 공사 기간이 기하급수적으로 증가하게 되는 문제점이 있다. 또한, 설비의 유지보수 측면에서 이 방법은 상시 설비의 감시 및 고장 발생시에 정확한 고장 지점의 탐색이 불가능하고, 고장 수리에 소요되는 시간과 비용이 크게 발생하게 된다.Figure 2 is a schematic diagram showing a connection method using a conventional submarine cable embedding method. As shown in FIG. 2, the substation or conversion station 50, 60 to be connected with the sea therebetween is installed by the submarine cable 70. This method of connection using submarine cable laying is not applicable in deep seas with depths of more than hundreds to thousands of kilometers, and there is a problem that construction costs and construction periods increase exponentially when constructing in seas with depths of 100 m or more. In addition, in terms of maintenance of the equipment, this method is impossible to monitor the exact failure point at the time of the monitoring and failure of the equipment at all times, and the time and cost required for the troubleshooting are greatly generated.

이와 관련하여, 한국등록특허 제0394559호에는 "해상 부유 구조물"에 관해 개시되어 있다. 한국등록특허 제0394559호의 발명은 부유 구조물을 구성하는 다수의 부유체를 좀더 견고히 연결하여 부유 구조물의 전체적인 강도를 향상시킬 수 있는 해상 부유 구조물에 관해 기재하고 있다.In this regard, Korean Patent No. 0394559 discloses a "sea floating structure". The invention of Korean Patent No. 0394559 describes a marine floating structure that can more strongly connect a plurality of floating bodies constituting the floating structure to improve the overall strength of the floating structure.

한국등록특허 제0394559호, "해상 부유 구조물"Korean Registered Patent No. 0394559, "Marine Floating Structure"

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 수면에 부유될 수 있는 수중 철탑을 일정 간격으로 설치하고 이를 이용하여 전력용 케이블을 수중에 설치하는 연계 방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a method for installing an underwater steel tower that can be floated on the surface at regular intervals and using the same to install a power cable in the water.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 수중철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법은, 지상의 제1지점으로부터 일정 수심 이내의 근해까지 전력케이블을 매설하는 단계, 상기 전력케이블이 매설된 지점부터 지상의 제2지점의 일정 수심 이내의 근해까지 일정 간격으로 하나 이상의 수중철탑을 부유시키는 단계, 상기 전력케이블이 매설된 지점으로부터 상기 제2지점의 일정 수심 이내의 근해까지 상기 수중철탑을 경유하여 상기 전력케이블을 연결하는 단계 및 상기 제2지점의 일정 수심 이내의 근해에서 상기 제2지점까지 상기 전력케이블을 매설하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the power system connection method using an underwater steel tower according to an aspect of the present invention, the step of embedding a power cable from the first point of the ground to the water within a certain depth, the point where the power cable is embedded Floating one or more underwater pylons at a predetermined interval to the water within a predetermined depth of the second point on the ground, and via the underwater tower from the point where the power cable is buried to the water within a predetermined depth of the second point. Connecting the power cable and embedding the power cable from the water within a predetermined depth of the second point to the second point.

여기서, 상기 전력케이블은 중성부력의 특징을 가지는 것일 수 있다.Here, the power cable may have a characteristic of neutral buoyancy.

여기서, 상기 수중철탑은 부력을 유지하는 하나 이상의 부력조절장치를 포함할 수 있다.Here, the underwater tower may include one or more buoyancy control device for maintaining buoyancy.

여기서, 상기 전력케이블은 상기 수중철탑의 상부데크의 하면에 연결되어 상기 상부데크의 상면에 장착된 연결장치로 인계될 수 있다.Here, the power cable may be connected to a lower surface of the upper deck of the underwater steel tower and may be turned over to a connection device mounted on the upper surface of the upper deck.

여기서, 상기 수중철탑 또는 상기 전력케이블은 하나 이상의 위치고정용 와이어에 의해 고정될 수 있다.
Here, the underwater tower or the power cable may be fixed by one or more position fixing wire.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to fully inform the owner of the scope of the invention.

전술한 본 발명의 수중 철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 수면에 부유될 수 있는 수중 철탑을 이용하여 전력용 케이블을 수중에 설치할 수 있다.According to one of the problem solving means of the power system connection method using the underwater pylon of the present invention described above, it is possible to install the power cable in the water by using the underwater pylon that can float on the water surface.

도 1은 종래의 해상철탑을 이용한 가공 선로를 이용한 연계 방법을 나타내는 개요도이다.
도 2는 종래의 해저케이블 매설 방법을 이용한 연계 방법을 나타내는 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법을 나타내는 개요도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 철탑의 세부 구성도이다.1 is a schematic diagram showing a linkage method using a conventional processing line using an offshore steel tower.
Figure 2 is a schematic diagram showing a connection method using a conventional submarine cable embedding method.
3 is a schematic diagram showing a power system linkage method using an underwater pylon according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed configuration diagram of an underwater pylon according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법을 나타내는 개요도이다.3 is a schematic diagram showing a power system linkage method using an underwater pylon according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력시스템 연계 방법은, 바다를 경과지로 하는 두 개 이상의 전력시스템 또는 발전설비 시스템을 연계하기 위하여, 수중철탑(200)을 이용하여 전력케이블(100)을 수중으로 순차적으로 연결한다.As shown in FIG. 3, the power system linking method according to an embodiment of the present invention uses an underwater pylon 200 to link two or more power systems or power generation systems to the sea. The cable 100 is sequentially connected underwater.

이를 위하여, 근해에서는 종래의 해저케이블 포설 방법을 이용하여 전력케이블(100)을 매설하고, 심해에서는 해상에 부유되는 수중철탑(200)을 이용하여 전력케이블(100)을 수중으로 연결시킨다.To this end, the offshore power cable 100 is embedded using a conventional submarine cable laying method, and in the deep sea, the power cable 100 is connected underwater using the underwater pylon 200 floating on the sea.

구체적으로, 도 3에서, 지상의 변전소(400)에서 수심이 일정 수준 이하인 근해의 B지점까지의 구간에 대해서는 기존의 해저 케이블 매설 방법을 이용하여 전력케이블(100)을 매설하여, 선박이나 기타 원인에 의한 전력케이블(100)의 훼손을 방지한다.Specifically, in FIG. 3, for the section from the substation 400 on the ground to the point B of the offshore where the water depth is below a certain level, the power cable 100 is buried by using the existing submarine cable embedding method, and the ship or other causes. Prevent damage of the power cable 100 by the.

마찬가지로, 다른측의 지상의 변전소(500)에서 수심이 일정 수준 이하인 근해의 C지점까지의 구간에 대해서도 기존의 해저케이블 매설 방법을 이용하여 전력케이블(100)을 매설한다.Similarly, the power cable 100 is buried using the existing submarine cable embedding method for the section from the substation 500 on the other side to the point C of the offshore where the water depth is below a certain level.

한편, B지점에서부터 C지점까지의 구간은 심해에 해당되는 구간일 수 있으며, 이 경우에는 종래의 해저케이블 매설 방법에 의해서는 전력케이블(100)을 연결하는 것이 곤란하다. 따라서, 이를 극복하기 위해, 우선 B지점에서 C지점까지의 구간에 일정 거리 간격으로 수중철탑(200)을 수면에 부유되어 있도록 위치시킨다. 이때, 수면에 부유되는 수중철탑(200) 또는 수중의 전력케이블(100)이 해류나 파도에 의해 이동되지 않도록 하나 이상의 고정용 와이어(300)를 해저에 고정 설치하여 수중철탑(200) 또는/및 전력케이블(100)을 고정시킬 수 있다.On the other hand, the section from point B to point C may be a section corresponding to the deep sea, in this case it is difficult to connect the power cable 100 by a conventional submarine cable embedding method. Therefore, to overcome this, first, the underwater pylon 200 is positioned to be floating on the water surface at a predetermined distance interval from the point B to the C point. At this time, the one or more fixing wire 300 is fixed to the seabed so that the underwater steel tower 200 or the underwater power cable 100 floating on the water surface is not moved by currents or waves. The power cable 100 may be fixed.

일정 간격으로 설치된 수중철탑(200) 간에 전력케이블(100)이 연결된다. 이때, 전력케이블(100)은 지상으로 연결되는 대신 수중으로 연결되게 된다. 또한, 수중 철탑(200)을 연결하는 전력케이블(100)은 선박 또는 다른 원인에 의해 훼손되는 것을 방지하기 위해 충분히 깊은 이도(dip)를 가지도록 설치한다.The power cable 100 is connected between the underwater steel towers 200 installed at regular intervals. At this time, the power cable 100 is connected to the water instead of being connected to the ground. In addition, the power cable 100 connecting the underwater pylon 200 is installed to have a deep enough ear canal (ip) to prevent damage to the vessel or other causes.

이때, 수중으로 연결되는 전력케이블(100)은 중성부력의 특성을 가지는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 통해, 전력케이블(100)의 중량을 지탱하여야 하는 수중철탑(200)의 규모를 최소화할 수 있으며 수중철탑(200) 간의 거리를 최대화할 수 있다. 또는, 부력을 가지는 물체를 전력케이블(100)에 연결하여 전력케이블(100)이 수중철탑(200)에 가하는 힘을 줄일 수 있다.At this time, the power cable 100 connected underwater is preferably made of a material having the characteristics of the neutral buoyancy. Through this, it is possible to minimize the size of the underwater pylon 200 to support the weight of the power cable 100 and to maximize the distance between the underwater pylon 200. Alternatively, by connecting an object having buoyancy to the power cable 100, the power applied to the underwater tower 200 may be reduced.

수중철탑(200)은 전력케이블(100)과 기타 설비의 중량을 지탱할 수 있을 정도로 충분한 부력을 유지한다.Underwater pylon 200 maintains a buoyancy sufficient to support the weight of the power cable 100 and other equipment.

도 4를 참조하여 수중철탑의 구성을 살펴보면, 우선, 수중철탑(200)은 상부 데크(210) 및 상부 데크(210)의 상부에 설치되는 케이블 연결장치(220)를 포함한다. 또한, 상부 데크(210)를 중심으로 상부에는 하나 이상의 부력 조절 장치(230)가 형성되어 있으며, 하부에는 전력케이블(100)이 수중으로부터 인입되는 인입 공간이 형성되어 있다.Looking at the configuration of the underwater tower with reference to Figure 4, first, the underwater tower 200 includes an upper deck 210 and a cable connection device 220 is installed on the upper deck (210). In addition, at least one buoyancy control device 230 is formed at an upper portion of the upper deck 210, and an inlet space through which the power cable 100 is drawn from the water is formed at the lower portion thereof.

인접한 두 수중철탑으로부터 인입 공간으로 인입된 두 개의 전력케이블(100)은 상부 데크(210)를 통과하여 상부 데크(210)의 상부에 위치하는 연결장치(220)에서 전기적으로 연결된다. 이때, 전력케이블(100)이 관통하는 상부 데크(210)의 연결 부분은 방수 처리되어 연결 장치(220)가 침수되는 것을 방지한다.The two power cables 100 introduced into the inlet space from two adjacent underwater pylons are electrically connected to the connecting device 220 positioned on the upper deck 210 through the upper deck 210. In this case, the connection portion of the upper deck 210 through which the power cable 100 penetrates is waterproofed to prevent the connection device 220 from being submerged.

상부 데크(210)의 상부에는 하나 이상의 부력 조절 장치(230)가 형성되어 있을 수 있다. 부력조절장치(230)는 수중철탑(200)에 부력을 제공할 수 있는 장치이며, 예를 들어, 에어 탱크 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 수중철탑(200)은 하나 이상의 부력 조절 장치(230)로부터 부력을 제공받아서 수면에 부유하게 된다.At least one buoyancy control device 230 may be formed on the upper deck 210. The buoyancy control device 230 is a device that can provide buoyancy to the underwater tower 200, for example, may be an air tank or a device that performs a similar function. Underwater pylon 200 is buoyant from one or more buoyancy control device 230 is to be floating on the water surface.

한편, 상부 데크(210)의 상부에는 연결장치(220) 이외에 무효전력 보상장치 또는 전력변환장치 등이 추가적으로 설치되어 기능할 수 있다.Meanwhile, a reactive power compensation device or a power conversion device may be additionally installed on the upper deck 210 in addition to the connection device 220.

또한, 수중철탑(200) 또는 전력케이블(100)에 음파탐지장치를 설치하여 상업용도 또는 군사용도로 사용할 수도 있다.
In addition, by installing a sound wave detection device on the underwater tower 200 or the power cable 100 may be used for commercial or military purposes.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (5)

수중철탑을 이용한 전력시스템 연계 방법에 있어서,
지상의 제1지점으로부터 일정 수심 이내의 근해까지 전력케이블을 매설하는 단계,
상기 전력케이블이 매설된 지점부터 지상의 제2지점의 일정 수심 이내의 근해까지 일정 간격으로 하나 이상의 수중철탑을 부유시키는 단계,
상기 전력케이블이 매설된 지점으로부터 상기 제2지점의 일정 수심 이내의 근해까지 상기 수중철탑을 경유하여 상기 전력케이블을 연결하는 단계 및
상기 제2지점의 일정 수심 이내의 근해에서 상기 제2지점까지 상기 전력케이블을 매설하는 단계
를 포함하는 전력시스템 연계 방법.In the power system connection method using the underwater tower,
Embedding the power cable from the first point on the ground to the water within a certain depth,
Floating one or more underwater pylons at predetermined intervals from the point at which the power cable is buried to the water within a predetermined depth of a second point on the ground;
Connecting the power cable via the underwater pylon from the point at which the power cable is buried to the water within a predetermined depth of the second point; and
Embedding the power cable from the water within a predetermined depth of the second point to the second point
Power system linkage method comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 전력케이블은 중성부력의 특징을 가지는 것인, 전력시스템 연계 방법.The method of claim 1,
The power cable is characterized in that the neutral buoyancy, power system linkage method. 제 1 항에 있어서,
상기 수중철탑은 부력을 유지하는 하나 이상의 부력조절장치를 포함하는 전력시스템 연계 방법.The method of claim 1,
The underwater steel tower includes a power system connection method comprising one or more buoyancy control device for maintaining buoyancy. 제 1 항에 있어서,
상기 전력케이블은 상기 수중철탑의 상부데크의 하면에 연결되어 상기 상부데크의 상면에 장착된 연결장치로 인계되는 전력시스템 연계 방법.The method of claim 1,
The power cable is connected to the lower surface of the upper deck of the underwater tower, power system linkage method is handed over to the connecting device mounted on the upper surface of the upper deck. 제 1 항에 있어서,
상기 수중철탑 또는 상기 전력케이블은 하나 이상의 위치고정용 와이어에 의해 고정되는 전력시스템 연계 방법.The method of claim 1,
And the power tower or the power cable is fixed by one or more position fixing wires.
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