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전력기기 산업

Nov 11, 2025, 32 min read

목차 전력기기 산업 개요 | 전력기기 산업의 주요 동향 | 전력기기 밸류체인

전력기기 산업 개요

1. 전력기기 산업 | 2. 주요 제품 | 2-3. 변압기 구성 | 3. 시장 규모 및 전망 | 4.사이클

1. 전력기기 산업

  • 전력기기 산업은 전력망을 구성하는 제품을 다루는 산업으로, 전기에너지의 생산, 송전, 배전, 변환, 소비를 위해 사용되는 기계를 생산하는 산업이다.

전력망 구성

  • 전력을 생산하는 발전소에서 최종 소비자까지 전력이 이동하는 송배전 과정은 크게 4단계로 구분한다.
  1. 발전
  • 발전소에서 생산된 전력이 손실없이 최종 목적지에 도달해야 에너지 효율이 높아진다.
  • 발전소에서 생산된 전기의 전압은 22kV이며, 전압을 높여야 장거리 송선과정에서 전력손실을 줄일 수 있다.
  1. 송전
  • 발전소에서 생산된 전기는 승압 변전소를 거치면서 345kV까지 전압이 올라간다.
  • 장거리 송전을 마친 이후에는 감압 변전소에서 154kV까지 전압을 내린다.
  • 변전소에는 중대형 변압기 또는 차단기와 같은 전력기기가 설치되어 있다.
  1. 배전
  • 배전은 송전선에서 최종 소비자까지 이어주는 단계로 전압을 220V까지 낮춘다.
  • 전봇대에 달려 있는 주상 변압기가 전력망의 끝단에서 전압을 낮춰주는 역할을 한다.
  1. 소비
  • 산업용, 가정용, 상업용으로 나눠서 구분한다.
  • ‘22년 한국의 전력 소비량은 548TWh. 산업용 48.7%, 상업용 28.3%, 가정용 14.3%
  • 미국의 전력소비량은 4,050TWh. 산업용 25.8%, 상업용 35.1%, 가정용 38.9%

1. 전력기기 산업 | 2. 주요 제품 | 2-3. 변압기 구성 | 3. 시장 규모 및 전망 | 4.사이클

2. 주요 제품

2-1. 전력기기 종류

배전반 Switch board
  • 차단기, 개폐기 등 각종 부품을 안전하게 보호하는 역할을 한다.
  • 날씨, 야생동물로부터 부품이나 전선을 보호하기 위함이다.
차단기 circuit breaker
  • 전기회로에서 과부하가 발생할 경우 자동으로 회로를 정지시킨다.
  • 전류 이상흐름으로 화재사고가 발생하기 전에 전류를 차단한다.
변압기 Transformer
  • 전자기 유도현상을 이용하여 전압을 변환 시켜주는 장치.
개폐기 switch
  • 정상회로에서 사용자가 임의로 회로를 열고 닫는 기계장치. 스위치.
계량기 meter
  • 전압, 전류 전력을 측정하는 장치.

2-2. 변압기 구분

  • 변압기를 구분하는 통일된 기준은 없으나, HS Code는 변압기를 처리용량(VA)과 냉각방식에 따라서 나눈다. 변압기는 크기가 커질수록 처리용량이 증가한다.
  • 대형 변압기는 10,000kVA 이상, 중형 변압기는 500~10,000kVA, 500kVA 이하는 소형 변압기로 나뉜다.
변압기 종류별 크기 기준
소형중형대형
유입 변압기50~650kVA(850421)650~10,000kVA(850422)Over 10,000kVA(850423)
건식 변압기Under 1kVA(850434)1~16kVA(850432)16~500kVA(850433)Over 500kVA(850434)
배전 변압기
  • 배전단계에서 사용하는 저압 제품은 배전 변압기(distribution transformer)로 부른다. 흔히 전봇대에 달려있는 변압기를 지칭한다.
  • B2C 비즈니스 성격이 강하다. 저압 제품은 스펙이 표준화 되어있어서 대량생산이 가능하다.
  • 배전과 소비단계에서 사용되는 만큼 전력이 사용되는 모든 곳에 사용된다.
  • 고객은 건설사, 유틸리티, EPC, 가정 등 매우 다양하다. 때문에 유통망이 중요하다.
  • 일반적으로 사이클에 둔감하다.
전력 변압기
  • 송전단계에서 사용하는 고압 제품은 전력 변압기(power transformer)라고 부른다. 주로 변전소에서 사용된다.
  • B2B 비즈니스 성격이 강하다. 고객사의 요구에 맞춰서 생산해야하기 때문에 대량생산이 불가능하다.
  • 주요 고객으로는 전력 유틸리티, 송배전망 관리업체 등으로 두고 있다.
  • 제품의 신뢰성이 중요해서 진입장벽이 높다.
  • 가격 결정구조가 생산업체와 소비자간에 1:1 협상에 따라서 이뤄지기 때문에 사이클에 예민하다.
냉각방식에 따른 구분
  • 건식 방식은 변압기 내부를 비워서 공기의 대류 작용으로 냉각하는 방식이다.
  • 유입 변압기는 내부에 절연유를 채워서 냉각하는 방법이다.
  • 냉각효율은 유입 변압기가 더 높다. 하지만 환경(절연유 누수), 비용(더 높은 유지보수)에서 단점이 있다.
  • 건식 변압기는 일반적으로 전력 사용량이 적은 산업현장, 화재 위험이 있는 실내 또는 지하실에서 사용된다.

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2-3. 변압기 구성

  • 변압기 핵심부품은 철심(core), 권선(winding), 외함(tank)으로 외함 안에 철심을 두 개의 권선이 감고 있는 구조이다.
  • 철심은 하나의 덩어리가 아닌 얇은 철판을 쌓아 올린 구조로, 이렇게 적층한 이유는 강판 두께가 얇을수록 와전류 손실이 줄어들어 변압기 효율이 올라가기 때문이다.

2-4. 변압기 제조공정

  • 변압기 제조공정은 철심조립 → 권선조립 → 코어조립 → 운송 순서로 진행한다.
  • 변압기 생산비용은 전기강판(30%)과 구리가격(25~40%)에 의해서 결정된다.
1) 철심조립
  • 변압기 철심에 사용하는 강판은 전기강판이라는 특수강판을 사용한다.(내부 전력손실을 최소화하기 위해서)
  • 전기강판은 결정 배열에 따라서 방향성, 무방향성 전기강판으로 나뉘는데, 변압기에는 방향성 전기강판을 사용한다.
  • 철심 조립 순서는 (1) 두께 0.3mm 이하 방향성 전기강판을 준비, (2) 전기강판을 변압기 디자인에 맞춰서 재단, (3) 재단된 전기강판 여러 개를 적층하여 철심 제작, (4) 철심을 권선 공정을 위해서 수직으로 세운다.
2) 권선조립
  • 변압기 권선을 원통형 디스크 모양에 맞춰서 코어를 감는 작업이다.
  • 권선은 구리전선에 절연지로 피복한 특수한 권선을 사용한다.
  • 절연 및 냉각을 위해서 전선 사이에 일정한 간격으로 절연지를 둔다.
  • 권선을 모두 감은 뒤에는 코일에 일정한 열을 가하고 압력을 줘서 작업을 마무리한다.
  • 최근 변압기 쇼티지에도 공급을 쉽게 늘리지 못하는 이유는 권선조립 공정 때문이다. 이 공정은 수작업으로 진행해서 숙련된 인력이 필요하다. 게다가 중대형 변압기는 고객의 요구사항에 맟줘서 주문제작 해야하기 때문에 제품생산 표준화가 어렵다. 생산공정 특징상 대량생산이 어렵고 노동집약적이기 때문에 변압기 부족현상이 장기화되는 것으로 판단한다.
3) 코어조립
  • (1) 수직으로 세워진 철심에 권선을 조립한다.
  • (2) 변압기에 남아있는 수분을 증발시킨다. 약 15시간동안 고온에서 건조과정을 거친다.
  • (3) 수분을 증발시킨 이후에는 외함에 코어 조립체를 넣는다. 외함은 일반 강철을 사용한다.
  • (4) 절연유 주입, 냉각장치 등 주변 부품을 조립한 다음에 성능시험을 거치면 변압기 생산이 마무리된다.
4) 운송
  • 변압기는 그 자체가 거대한 철, 구리덩어리이기에 운송이 까다롭다.
  • 육상운송은 철도, 트럭을 사용하며 해상운송으로는 벌크선을 사용한다.
  • 대형변압기는 400톤까지 무게가 나가기 때문에 특수 열차를 사용한다.

2-5. 변압기 리드타임

  • 중대형 변압기 영업에는 두가지 방법이 있다.
  1. 관리형 계약 : 고객과 직접 1:1 협상하는 방식이다. 일반적으로 다년간의 계약을 통해서 고객을 위해 제조 슬롯과 물량을 확정하는 방식이다. 고객의 요구에 따라서 변압기 설계를 변경하기도 한다.
  2. 입찰시장 : 발주처에서 모든 변압기 생산업체를 대상으로 개방한 시장이다. 리드타임과 가격이 고객사의 주요한 결정 기준이 된다. 마찬가지로 입찰시장에서도 고객의 요구를 반영하여 설계가 변경이 된다.
  • 변압기 수주에서 인도까지 리드타임은 용량, 업황에 따라 다르지만 약 1년이 걸린다.
  1. 소형 변압기 : 수요가 적을 때는 34개월, 수요가 몰리면 1012개월까지 소요된다. ‘23년 상반기 기준 최대 36개월까지 확장된 것으로 보인다.
  2. 중대형 변압기 : 짧으면 1012개월, 길어지면 1824개월까지 증가한다. ‘23년 상반기 기준 24개월까지 늘어진 것으로 판단한다.

1. 전력기기 산업 | 2. 주요 제품 | 2-3. 변압기 구성 | 3. 시장 규모 및 전망 | 4.사이클

3. 시장 규모 및 전망

  • 10억 달러 이상 자본이 투입되는 프로젝트를 메가 프로젝트라고 정의하는데, ‘21년 이후 발표된 메가 프로젝트는 누적해서 6,860억 달러이며, 이중 약 35%가 전력기기 관련비용으로 추정된다. 그럼 미국에서 공장이 건설되면서 ==전력기기 산업에는 205343억 달러(약 27~58조원) 규모의 신규수요==가 생긴다.

1. 전력기기 산업 | 2. 주요 제품 | 2-3. 변압기 구성 | 3. 시장 규모 및 전망 | 4.사이클 | 현재 사이클 : ‘22~

4. 사이클

다른 의견 참고- 전력기기 사이클

지난 사이클 : ‘03~‘08년

  • 한국의 변압기 수출금액은 ‘10년까지 성장했지만 사이클 종료시점을 ‘08년으로 한 이유는 다음과 같다.
  1. 변압기 수출단가는 ‘09년 이후부터 성장세가 둔화되었다. ‘03~‘08년 동안 변압기 수출단가는 연평균 18% 성장 했으나, ‘09년부터는 성장률이 둔화되었다.
  2. 산업계 뉴스&인터뷰 자료에서 ‘08년 금융위기로 인해서 변압기 사이클이 종료되었다고 공통적으로 언급했다. 금융위기 영향으로 미국 전력 유틸리티 업체에서 CAPEX를 감축하면서 전력기기 수요가 감소했다.
  3. 미국의 변압기 수입금액이 ‘08년 고점을 기록한 이후에 장기간 횡보했다. 미국은 변압기 대부분을 수입에 의존한다. 때문에 수입금액 자체를 수요를 나타내는 지표로 해석 할 수 있다.

변압기 사이클은 미국과 중동에서 시작했다

  • ‘03~‘08년 중동으로 수출하는 변압기 수출금액은 연평균 108.3% 성장했다(9백만달러 → 356백만 달러).

  • 당시 장기간 유가가 상승한 영향으로 중동지역(사우디, UAE, 이란, 이라크) 인프라 투자가 활성화되면서 변압기 수출금액이 증가한 것으로 판단한다.

  • 같은 기간 미국으로 수출하는 변압기 수출금액은 연평균 52.3% 성장했다(40백만달러 → 331백만 달러).

  • 당시에도 미국에서 노후화된 전력 인프라 교체 수요가 증가한 영향으로 수출금액이 증가했다.

  • 미국은 ‘03년 북동부 대정전 사건(2~7시간 동안 정전 지속, 5,500만명이 피해를 입었다.) 이후 노후 전력망 교체수요 발생. ‘90년대 미국의 전력산업은 탈규제 방향으로 구조개편이 이루어졌는데, 이전에는 대형 전력회사가 발전, 송배전, 판매까지 수직계열화해서 지역독점사업을 영위하던 것이 구조개편 이후 발전사업 따로, 송배전망 따로 각각 운영하는 민간회사의 등장으로 유지보수 예산이 줄어들어 북동부 대정전 사건이 발생했다.

  • ‘05년 에너지 정책법이 발표되었으며 송배전과 관련된 주요 내용은 다음과 같다.

    1. 전력망 규제 강화 : 송전망 신뢰성 기준이 사업자 임의에서 강제 규정으로 바뀜.
    2. 전력망 현대화 : 전력망 노후화로 인해서 송전 용량 부족현상이 발생하여 전국적으로 중요한 송전 송전로를 지정하여 노후화된 송전망을 강제 교체할 수 있도록 하였다.

  • 전력기기 교체 수요에 더해서 미국시장에서 한국 변압기 비중이 크게 증가했다(‘03년 4% → ‘08년 12%). 같은기간 멕시코, 캐나다, 오스트리아의 비중은 감소했다.

  • 당시 한국 변압기가 경쟁력을 인정 받은 이유는 1) 포스코를 통해서 방향성 전기강판을 안정적으로 공급받을 수 있고, 2) 한국의 인건비가 유럽에 비하면 상대적으로 저렴했으며, 3) ‘07년 한미 FTA 체결 영향으로 중전기기 관세가 낮아진 효과가 주효했기 때문이다.

  • ‘11년 미국이 한국산 변압기에 대해서 반덤핑 관세를 주장하면서 한국 변압기 수입비중이 급감했다. 빈자리는 멕시코가 채워 나갔는데 미국과 육상으로 연결되어 있고 인건비까지 낮아 글로벌 기업이 멕시코에 신규 공장을 건설하면서 멕시코 비중이 증가했다.

지난 사이클 ‘03~‘08년

현재 사이클 : ‘22~

  • 미국의 노후화된 전력망에 대한 이야기는 ‘10년 이래로 매년 언급되고 있었다.
  • ‘21.11월 바이든 정부가 인프라 투자 및 일자리 법안을 통과시키면서 노후화된 미국의 인프라를 교체하겠다는 정책을 제시했다.
  • 미국의 변압기 수입금액 월별 추이를 보면 인프라 법안 발표 이후 2배 가까이 증가했다.(246백만 달러/월 → 401백만 달러/월)
  • 미국의 변압기 수입금액은 ‘22년 상반기부터 증가했으며, 이후 ‘22년 하반기부터 한국의 변압기 수출금액이 증가했다. 미국 본토에서 변압기 조달이 어려워지면서 한국의 변압기 수출이 증가했다.
  • 인프라 투자 및 일자리 법안
    • 송배전과 관련된 챕터는 ‘청정 에너지와 전력’으로 예산 750억 달러, 전체 인프라 법안 중 8.9%가 배정되어 있다.
    • 이중에서 송배전망 교체와 직접 관련된 프로그램은 총 8개로 175억 달러의 예산이 배정되었다.
    • 프로그램은 노후화된 송배전망 교체시 연방정부에서 보조금을 지급하겠다는 내용이다.
  • IRA 법안
    • IRA, CHIPS 법안으로 미국내 반도체, 이차전지, 자동차 공장이 건설되면서 여기에 필요한 전력기기들의 수요가 증가한다.
    • 10억 달러 이상 자본이 투입되는 프로젝트를 메가 프로젝트라고 정의하는데, ‘21년 이후 발표된 메가 프로젝트는 누적해서 6,860억 달러이며, 이중 약 35%가 전력기기 관련비용으로 추정된다. 그럼 미국에서 공장이 건설되면서 전력기기 산업에는 205343억 달러(약 27~58조원) 규모의 신규수요가 생긴다.
  • ‘23년부터 미국 변압기 수입금액에서 한국 비중이 크게 증가하기 시작했다. ‘22년 5%에서 ‘23.6월 기준 11%까지 증가했다. 이는 미중갈등 반사 수혜로 파악된다. 미국이 중국산 변압기와 전기강판 수입을 배제하고 있기 때문이다.
    • 소형 변압기는 놀라울 정도로 빠르게 미국시장에서 비중이 증가하고 있다. 한국산 소형 변압기 수입비중이 ‘22년 하반기부터 빠르게 증가했다. 이와 대조해서 중국산 소형 변압기 비중은 지속적으로 감소하고 있다. 관련 기업으로 제룡전기, 산일전기(상장 예정)의 성장 배경 중 하나이다.
    • 반면 중대형 변압기에는 큰 변화는 없었다. 변전소에서 사용하는 중대형 변압기는 제품 신뢰성이 중요하다. 애당초 미국 전력업체는 신뢰성이 낮은 중국산 중대형 변압기 사용을 꺼려와서 반사 수혜 정도가 약하다.

전력기기 산업 개요 | 전력기기 산업의 주요 동향 | 전력기기 밸류체인

전력기기 산업의 주요 동향

1. 전력 수요 증가

미국

중동

유럽

2. 신재생에너지 확대

미국

중동

유럽

3. 노후 전력망 교체

미국

중동

유럽

아몰퍼스 변압기
  • 미국 에너지부는 ‘22.12월 배전 변압기에 대해서 에너지 효율 기준을 높이는 지침을 제시했다.
  • 변압기에서 낭비되는 전력을 줄여서 궁극적으로 탄소배출을 줄이겠다는 목적이다.
  • ‘27년 이후부터는 변압기 철심에 방향성 전기강판 대신 아몰퍼스 강판을 사용하라는 지침이다.
  • 미국 배전 변압기 시장의 95%가 방향성 전기강판을 사용하고 있다. 따라서 제조업체 생산라인은 방향성 전기강판 변압기 생산에 맞춰져 있는데 이를 아몰퍼스 강판으로 바꾸게 되면 리드타임이 더 길어질 것이다.
  • 이에 ‘23.6월 미국 상원 의원 43인은 합동으로 미국 에너지부의 방안에 반대하는 성명을 제출했다.
  • 미국은 변압기 부족으로 전력 유틸리티 업체가 고객들의 전력 수요에 대응하지 못하고 있다.
  • 재생에너지에 대한 정책적인 지원에도 불구하고 송배전 용량이 제한되기 때문에 신규 재생에너지 발전소 건설이 지연되고 있다.
  • 제조업 공장건설에도 어려움을 겪고 있다. 반도체, 이차전지, 데이터센터 등 다양한 산업에서 전력수요가 증가하고 있지만 송배전망 병목현상이 발생하고 있다.
  • 건설현장에서도 배전 변압기 부족으로 주택건설이 지연되는 상황이 발생하고 있다.
Big Wires Act
  • ‘21.2월 발생한 텍사스 정전사태는 분절된 미국의 전력망을 이어줘야 한다는 필요성을 일깨웠다.
  • 정전사태의 직접적 원인은 극단적인 한파로 영하 20도까지 내려간 상황에서 난방으로 전력수요가 급증한 반면 한파에 대비하지 못한 천연가스 및 풍력 발전기 가동이 멈추면서 전력공급에 공백이 발생했다.
  • 전기 부족에 텍사스는 이웃한 서부와 동부에서 전력을 받을 수도 없었다. 한국은 단일 전력망을 공유해서 지역간 전력 송배전이 가능하다. 그러나 미국은 서부, 동부, 텍사스 3개 지역으로 전력망이 분절되어서 상호간 송전이 어렵다. 텍사스는 연방정부가 추진하는 전력산업 규제에서 벗어나기 위해 고립된 전력망을 유지하고 있었기 때문이다.
  • ‘23.5월 Big Wires Act라는 법안이 제안됐다. 미국의 전력망을 상호연결 할 수 있도록 장거리 송배전망 인프라를 설치하고, 최소한 전력수요 피크의 305는 다른 전력망에서 조달하자는 내용이다.
  • 이 법안을 통해서 1) 텍사스 정전사태와 같은 정전사태를 예방할 수 있으며, 2) 미국 전역의 전기요금을 낮출 수 있고, 3) 송배전망 혼잡 현상 역시 완화할 수 있다.
  • 하지만 계류중인 상황.
장거리 송배전망 건설계획
  • Bloom Energy의 CEO는 전력수요는 급증하는 반면에 전력계통 연결이 지연되면서 발전용량 확보에 심대한 제한을 받고 있다고 언급했다. 이는 전력망 접속이 어렵다는 이야기다.
  • 미국의 전력망 대기열이 길어지고 있다는 사실을 알기 위해서는 발전사업 프로세스에 대한 이해가 필요하다.
    1. 발전소 사업자는 발전소를 건설하기 이전에 전력망 관리업체에게 신규 전력망 신청을 제출한다.
    2. 전력망 관리업체는 신규로 발전소를 건설해도 괜찮은지 송배전망 용량을 계산한다. 용량확장이 필요하다면 발전소 사업자에게 추가비용을 요청하거나, 용량 확장이 불가능하면 전력망 신청을 반려한다.
    3. 송배전망 용량계산이 끝난다음 전력망 관리업체는 전력망 허가를 내준다.
    4. 이후 발전소 건설을 진행하며 준공 이후 상업운전에 돌입한다.
  • 전력망 대기열이 길어지고 있다는 것은 전력망을 신청한 이후 허가를 받기까지 기간이 늘어지고 있다는 것을 의미한다.
  • ‘22년 기준 전력망 대기열 중간 값은 35개월을 기록했다. 발전사업자가 전력망 신청서를 제출하고 허가를 얻기까지 35개월을 대기해야 한다는 의미다.
  • 대기열이 길어지는 이유는 절대적으로 전력망 신청 규모가 증가했기 때문이다. ‘22년 연간으로 700GW 규모의 발전소가 전력망 신청을 제출했다. ‘22년 미국의 발전용량 1,160GW와 비교하면 절대적으로 전력망 신청 규모가 증가했음을 알 수 있다.
  • 전력망 신청 규모가 증가한 배경은 에너지 전환과 맞물려 있다. 일반적으로 신재생에너지 발전소 가동률은 화력 발전소보다 낮아 동일한 발전량을 확보하기 위해서는 더 많은 신재생에너지 발전소가 필요하다.
  • 정리하면, 미국의 에너지 전환 → 신재생에너지 발전용량 급증 → 전력망 신청 증가 → 전력망 대기열 길어짐 → 발전사업자 사업진행속도 지연 → 전력공급 차질 발생
  • 해결을 위해서는 송전 용량을 추가로 확보해야 한다.
  • 미국의 중부와 남부에서 생산된 재생에너지를 서부와 동부까지 이어주는 장거리 송배전망 건설프로젝트가 진행되고 있다.
  • ‘21.4월 발간한 리포트에서
    1. ‘21년 기준 미국에서 총 22개의 장거리 송배전망 건설 프로젝트가 진행되고 있다.
    2. 대부분 장거리 송배전망 프로젝트는 재생에너지가 풍부한 중부와 남부를 인구와 산업기반이 밀집된 서부와 동부까지 이어주는 것을 확인할 수 있다.
    3. 22개의 프로젝트가 완료된다면 총 8,000마일(12,875km)에 42GW 송전 용량이 미국 전력망에 추가된다. 총 건설비용은 333억달러(약 44조원)이다.

전력기기 산업 개요 | 전력기기 산업의 주요 동향 | 전력기기 밸류체인

전력기기 밸류체인

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