일본 전력난과 주파수

조선일보 2011년3월17자『도쿄권 전력난 왜 빨리 해결하지 못하나, 다른 지역 전력은 주파수 달라 못 끌어 써』라고 도쿄가 전력난을 겪는 가장 큰 이유는 ”주파수 때문”이라고 기사화 되어 있습니다.

여기서 주파수와 전력 관계를 기준으로 설명을 드리면,
우리나라 발전소에서 생산하는 전기의 상용주파수는 60HZ/S 단일이지만 일본은 50HZ/S와 60HZ/S 두 가지 종류의 주파수를 사용합니다.

따라서 같은 크기의 교류 전압이라도 주파수가 다르면 냉장고 에어컨 교류모터 등 교류전기(AC)를 사용하는 공장이나 제품들은 동작이 불가능 합니다.
         * 주파수란 1초 동안 정현파(사이클)가 몇 개인가를 말 함 *

그래서 우리나라는 발전소에서 60HZ주파수로 전기를 만들기 때문에 공장이나 가전제품 모두가 60HZ/S에 동기(同期)가 되도록 제작해야 합니다.
그래서 전기에서는 전압도 중요하지만 주파수가 전압 이상으로 중요합니다.

또한 전압은 편차가 커도 큰 문제는 적지만 만일 주파수에 편차가 크면 클수록 히스테리 손실 때문에 모터 같은 코일에서는 과열이 생겨 모터가 효율이 떨어짐은 물론 소손(燒損) 되기도 합니다. 

예를 들어 한전에서 공급하는 교류(AC)전기의 허용치를 정격전압(220V)±10%이라고 할 때 가정에 들어오는 교류 전기는 242V~198V가 생겨도 별 문제 없다는 것입니다.
그 외 AC100V는 90V~110V, 380V는 342V~418V 등으로 전압변동이 생길 수 있는 것입니다.   <물론 정격 전압 일수록 좋은 것은 두말할 필요는 없음>

이처럼 전압은 송전(送電) 과정에 손실로 인하여 전압변동이 생기므로 허용치를 두고 있으며 부하도 그에 맞게 동작 폭을 두기 때문입니다.

하지만 주파수는 전압과 다릅니다.
발전소에서 60HZ주파수가 59.9HZ/S 나 60.1HZ/S만 변해도 비상이 걸립니다.
이처럼 주파수 편차는 상상을 초월하는 엄청난 국가 손실을 초래할 수 있으므로 정밀 제품을 생산하는 대기업(삼성, LG등)등에서는 자가 발전기를 두기도 합니다.

한전에서 양질의 전기는 “일정한 전압, 일정한 주파수(60HZ/S), 무정전(無停電)”의 기준을 둔 이유도 여기에 있습니다.
그리고 우리나라의 전력망은 마치 전국 도로망처럼 연결되어 있으므로 어느 지역에서 전기가 부족하더라도 전기통제소에서 부족한 곳으로 전기가 흘러가도록 조절하면 됩니다.

그러나 일본의 경우 발전소 주파수가 다르므로 우리나라처럼 단일 전력망을 구축 할 수가 없어서 신속한 전력공급이 안된 구조적인 문제 때문에 원자력발전소 문제가 더 커진 숨은 이유가 아닌가 생각합니다.
참고로 외국 여행을 다닐 때는 그 나라의 상용전압과 상용주파수를 잘 알아 두는 것도 도움됩니다. 

이것이 일본과 우리나라의 전기 생산방식의 차이점입니다.

자동차의 전기도 엔진 이상으로 중요합니다.
무분별한 전기사용으로 인한 잦은 배터리방전, 휴즈 파손, 전자파발생, 바이러스 양산 등으로 자동차를 망가뜨리지 않는가 한번은 되새겨 볼 필요가 있습니다.

따라서 고장을 줄이고 연비를 개선하기 위해서는 자동차도 양질의 전기(일정한 전압, 깨끗한 전기) 유지가 필요하다는 것을 강조 드립니다.
<제공=VAD>