1987년 일본 수도권 대정전
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1. 개요
1987년 일본 수도권 대정전은 1987년 7월 23일 도쿄를 포함한 일본 수도권에서 발생한 대규모 정전 사태이다. 무효 전력 급증으로 인한 전압 붕괴가 원인으로, 도호쿠 신칸센 등 주요 교통망과 국회의사당의 예산 위원회 개최가 불가능해지는 등 사회 기능 마비가 발생했다. 사고 이후 일본은 양수 발전소 건설, RC 및 SVC 설치, 전력용 콘덴서 증설, 전압 상향 운용 등의 재발 방지 대책을 시행했다.
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| 1987년 일본 수도권 대정전 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 명칭 | 1987년 7월 23일 수도권 대정전 |
| 발생일 | 1987년 7월 23일 |
| 발생 위치 | 수도권 |
| 원인 | 열대성 저기압 |
| 피해 상황 | |
| 정전 시간 | 최대 10시간 |
| 영향 범위 | 도쿄도, 가나가와현, 지바현, 사이타마현, 이바라키현, 군마현, 야마나시현, 시즈오카현 일부 |
| 정전 호수 | 약 284만 호 |
| 인명 피해 | 부상자 2명 |
| 영향 | |
| 교통 | 철도 운행 중단 및 신호기 정지 |
| 경제 | 도쿄 증권거래소 거래 중단 |
| 사회 | 엘리베이터 갇힘 사고, 병원 기능 마비, 소방 활동 차질 |
| 기타 | |
| 관련 사건 | 1987년 게이오기주쿠대학 병원 화재 (정전으로 인한 영향) |
2. 발생 경과
1987년 7월 23일, 도쿄를 포함한 일본 수도권 지역에 대규모 정전이 발생했다. 이 정전은 폭염으로 인한 전력 수요 급증과 무효 전력 공급 능력 부족이 복합적으로 작용한 결과였다.[1]
정전은 오후 1시 19분경 기간 계통 변전소에서 시작되어 관동 지방 각지의 변전소로 확산되었다. 정전 지역은 도쿄 23구 북부 및 남부, 사이타마현 남부, 가나가와현 서부, 시즈오카현 동부, 야마나시현 남부, 지바현 북부에 이르렀다.[1]
도쿄 23구 내에서는 비교적 빠른 오후 1시 36분에 전력이 복구되었으나, 관동 지역 전체의 완전 복구는 오후 4시 40분이 되어서야 완료되었다.[1]
2. 1. 전압 강하 및 계전기 작동
폭염으로 인한 수요 급증과 무효 전력 공급 능력 부족으로 전압 강하가 발생했다.[1] 폭염으로 전력 수요가 증가하면서 무효 전력도 급증했고, 전력 회사에서는 변전소에 설치된 전력용 콘덴서를 잇달아 투입하여 무효 전력 억제를 시도했다.1987년 7월 23일 오후 1시 7분, 전력용 콘덴서 전량을 투입했지만 무효 전력 증가를 따라가지 못해 기간 계통 변전소 모선 전압이 저하되었다(50만V 모선에서 37만 - 39만V). 이로 인해 UVR(부족 전압 계전기)이 작동했다.
오후 1시 19분경, 기간 계통 변전소가 정전되었고, 산하 변전소(관동 중앙부: 토시마, 쿄호쿠, 키타토쿄, 타마, 카미오, 이케가미 변전소, 관동 남서부: 사사메, 키타사가미, 신하타노, 신후지 변전소)도 정전되었다. 기간 계통 변전소 계전기 작동으로 부하가 급감하여 발전기 회전 속도가 증가했고, 상용 전원 주파수 상승이 발생했다. 가와사키 화력 발전소 6호기 및 가시마 화력 발전소 4호기, 6호기 발전기 OFR(주파수 상승 계전기)이 작동하여 전원이 탈락했다.
2. 2. 연쇄 정전 및 발전기 탈락
폭염으로 인한 수요 급증과 무효 전력 공급 능력 부족으로 전압이 강하되면서 연쇄 정전 및 발전기 탈락이 발생했다.[1] 폭염으로 전력 수요가 증가하면서 무효 전력도 급증했고, 전력 회사는 변전소에 설치된 전력용 콘덴서를 잇달아 투입하여 무효 전력을 억제하려 했다.오후 1시 7분, 전력용 콘덴서 전량을 투입했지만 무효 전력 증가를 따라가지 못해 기간 계통 변전소 모선 전압이 저하되었고(50만V 모선에서 37만 - 39만V였다고 한다), UVR(부족 전압 계전기)이 작동했다.
1987년(쇼와 62년) 7월 23일 오후 1시 19분경, 기간 계통의 변전소가 정전되었고, 산하 변전소가 정전되었다(관동 중앙부: 토시마, 쿄호쿠, 키타토쿄, 타마, 카미오, 이케가미 변전소, 관동 남서부: 사사메, 기타사가미, 신하타노, 신후지 변전소에서 정전 발생). 기간 계통 변전소의 계전기 작동으로 부하가 급감하여 발전기 회전 속도가 증가했고 상용 전원 주파수가 상승했다. 이로 인해 가와사키 화력 발전소 6호기 및 가시마 화력 발전소 4호기 및 6호기의 발전기 OFR(주파수 상승 계전기)이 작동하여 전원이 탈락했다.
가시마 화력 발전소 6호기는 정전 발생 후 약 1시간 20분, 4호기는 약 1시간 반, 가와사키 화력 발전소 6호기는 약 1시간 50분 만에 재병렬했다.
2. 3. 복구
도쿄 23구 내에서는 오후 1시 36분에 복구되었지만, 관동 전역에서 완전 복구된 것은 오후 4시 40분이었다.[1]가시마 화력 발전소 6호기는 정전 발생 후 약 1시간 20분, 가시마 4호기는 약 1시간 반, 가와사키 화력 발전소 6호기는 약 1시간 50분 만에 재병렬했다.
3. 피해
이번 정전으로 도호쿠 신칸센, 조에쓰 신칸센, 도카이도 신칸센 등 각 철도 노선 운행이 중단되거나 지연되었고, 신호등 정지 및 엘리베이터 갇힘 사고가 발생했다.[1] 국회의사당이 있는 지요다구 나가타초에서도 정전이 발생하여 예산 위원회 개최가 불가능해졌다.
3. 1. 교통 마비
도호쿠 신칸센, 조에쓰 신칸센, 도카이도 신칸센, 각 재래선, 도에이 지하철, 사철 각 노선에서 운행 중단이나 지연이 발생했다.[1] 신호등 정지 및 엘리베이터 갇힘 사고도 발생했다.[1]3. 2. 사회 기능 마비
도호쿠 신칸센, 조에쓰 신칸센, 도카이도 신칸센 및 각 재래선, 도에이 지하철, 사철 각 노선에서 운행 중단이나 지연이 발생했다.[1] 또한 신호등 정지 및 엘리베이터 갇힘 사고도 발생했다.[1] 국회의사당이 있는 지요다구 나가타초에서도 정전이 발생하여 예산 위원회 개최가 불가능해졌다.4. 원인
1987년 일본 수도권 대정전은 폭염으로 인한 전력 수요 급증과 이에 따른 무효 전력 공급 능력 부족이 복합적으로 작용하여 발생했다. 전력 계통의 과부하로 인해 발생하는 무효 전력 예측에 실패하고, 이를 보상하기 위한 전력용 콘덴서 설비 증설을 소홀히 한 점이 주요 원인으로 지적된다.[1]
4. 1. 무효 전력 급증과 전압 붕괴
폭염으로 인한 수요 급증과 무효 전력 공급 능력 부족으로 전압이 강하된 것이 원인이었다.[1] 폭염으로 전력 수요가 증가하면서 무효 전력도 급증했고, 전력 회사는 변전소에 설치된 전력용 콘덴서를 잇달아 투입하여 무효 전력 억제를 시도했다.오후 1시 7분, 전력용 콘덴서 전량을 투입했지만, 무효 전력 증가를 따라가지 못해 기간 계통 변전소 모선 전압이 저하되었고(50만V 모선에서 37만~39만V였다고 한다), UVR(부족 전압 계전기)이 작동했다.
1987년 7월 23일 오후 1시 19분경, 기간 계통의 변전소가 정전되었고, 산하 변전소도 정전되었다(관동 중앙부: 토시마, 쿄호쿠, 키타토쿄, 타마, 카미오, 이케가미 변전소, 관동 남서부: 사사메, 키타사가미, 신하타노, 신후지 변전소에서 정전 발생). 또한, 기간 계통 변전소의 계전기 작동으로 부하가 급감했기 때문에, 발전기의 회전 속도가 증가하여 상용 전원 주파수 상승이 발생했고, 가와사키 화력 발전소 6호기 및 가시마 화력 발전소 4호기 및 6호기의 발전기 OFR(주파수 상승 계전기)이 작동하여 전원이 탈락했다.
무효 전력 급증에 대해 전력용 콘덴서를 투입하여 대처했지만, 전체 투입에도 불구하고 무효 전력 수요에 대응할 수 없었다. 이 때문에 P-V 곡선상의 동작점이 불안정 해의 영역으로 전이되어 전압 붕괴(계통 전체에서 전압을 유지할 수 없는 상태)에 이른 것이 원인이다.
인버터 에어컨이 전압이 저하되어도 냉방 기능을 떨어뜨리지 않도록 제어하기 때문에, 전압이 저하된 만큼 전류가 증가하여 더욱 전압 저하를 초래하는 악순환이 있었다고 한다.
일반적인 정전과 달리, 단락·지락 등의 전기 사고가 원인이 아니라는 것이 특징이다. 정전 사고의 최대 요인은 전력 계통에서 과부하로 인해 발생하는 무효 전력 발생 예측을 잘못하여 전력용 콘덴서 증설을 게을리 한 것에 있다.
4. 2. 인버터 에어컨의 영향
인버터 에어컨은 전압이 저하되어도 냉방 기능을 떨어뜨리지 않도록 제어하기 때문에, 전압이 저하된 만큼 전류가 증가하여 더욱 전압 저하를 초래하는 악순환이 있었다고 한다.[1]4. 3. 예측 실패와 설비 부족
폭염으로 인한 수요 급증과 무효 전력 공급 능력 부족으로 전압이 강하된 것이 원인이었다.[1] 폭염으로 전력 수요가 늘어나면서 무효 전력도 급증했고, 전력 회사는 변전소에 설치된 전력용 콘덴서를 잇달아 투입하여 무효 전력을 억제하려 했다.오후 1시 7분, 전력용 콘덴서를 모두 투입했지만 무효 전력 증가를 따라가지 못해 기간 계통 변전소 모선 전압이 저하되었고(50만V 모선에서 37만~39만V), UVR(부족 전압 계전기)이 작동했다.
1987년 7월 23일 오후 1시 19분경, 기간 계통 및 산하 변전소가 정전되었다. 정전된 변전소는 관동 중앙부(토시마, 쿄호쿠, 키타토쿄, 타마, 카미오, 이케가미)와 관동 남서부(사사메, 키타사가미, 신하타노, 신후지)에 위치했다. 기간 계통 변전소 계전기 작동으로 부하가 급감하여 발전기 회전 속도가 증가했고, 상용 전원 주파수 상승으로 가와사키 화력 발전소 6호기 및 가시마 화력 발전소 4, 6호기 발전기 OFR(주파수 상승 계전기)이 작동, 전원이 차단되었다.
정전 지역은 최대 도쿄 23구 북부, 남부, 사이타마현 남부, 가나가와현 서부, 시즈오카현 동부, 야마나시현 남부, 지바현 북부에 걸쳐 있었다.[1]
전력용 콘덴서를 모두 투입해도 무효 전력 수요에 대응할 수 없어 P-V 곡선상 동작점이 불안정해 영역으로 전이, 전압 붕괴(계통 전압 유지 불능)가 발생했다.
인버터 에어컨은 전압 저하에도 냉방 기능을 유지하도록 제어되어 전압이 저하된 만큼 전류가 증가, 전압 저하를 심화시키는 악순환을 초래했다.
일반적인 정전과 달리, 단락·지락 등 전기 사고가 아닌, 전력 계통 과부하로 인한 무효 전력 발생 예측 실패 및 전력용 콘덴서 증설 부족이 정전 사고의 가장 큰 원인이었다.
5. 재발 방지 대책
1987년 일본 수도권 대정전 이후, 일본은 다음과 같은 재발 방지 대책을 마련하였다.
- 부하 급증에 대응하기 위해 양수 발전소를 준비하였다.
- 무효 전력 급증에 대한 대책으로 RC(동기 조상기)와 SVC(정지형 무효 전력 보상 장치)를 설치하였다.
- 전력용 콘덴서를 증설하였다.
- 설비 운용 측면에서는 기간 계통의 전압을 높게 운용하였다. (기간 계통의 모선 전압을 공칭 전압의 +5% 정도, 발전기 단자 전압을 +3% 정도까지 올림)
- 온라인으로 전력 수요를 계측하여 수요 예측 계산을 수행하고, 이를 바탕으로 발전기 제어 및 변압기 탭 제어를 실시하였다.
5. 1. 전력 공급 능력 확충
1987년 일본 수도권 대정전 이후, 일본은 전력 공급 능력 확충을 위해 다음과 같은 대책을 마련하였다.- 부하 급증에 대응하기 위해 양수 발전소를 준비하였다.
- 무효 전력 급증에 대한 대책으로 RC(동기 조상기)와 SVC(정지형 무효 전력 보상 장치)를 설치하였다.
- 전력용 콘덴서를 증설하였다.
- 설비 운용 측면에서는 기간 계통의 전압을 높게 운용하였다. (기간 계통의 모선 전압을 공칭 전압의 +5% 정도, 발전기 단자 전압을 +3% 정도까지 올림)
- 온라인으로 전력 수요를 계측하여 수요 예측 계산을 수행하고, 이를 바탕으로 발전기 제어 및 변압기 탭 제어를 실시하였다.
5. 2. 무효 전력 관리 강화
- 부하 급증에 대응할 수 있는 양수 발전소를 준비하였다.
- 무효 전력 급증 대책으로 RC(동기 조상기)와 SVC(정지형 무효 전력 보상 장치)를 설치하였다.
- 전력용 콘덴서를 증설하였다.
- 설비 운용에서는 기간 계통의 전압을 높게 운용하였다. (기간 계통의 모선 전압을 공칭 전압의 +5% 정도까지 올리고, 발전기 단자 전압을 +3% 정도까지 올림)
- 온라인으로 전력 수요를 계측한 결과로부터 수요 예측 계산을 수행하여 발전기 제어 및 변압기 탭 제어를 실시하였다.
5. 3. 설비 운용 개선
6. 한국 전력 시스템에의 시사점
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