"전력계통의 원리부터 전기기사 합격까지, 한 권으로 완주한다"
캐릭터가 묻고 만화가 여는 — 읽히는 전력공학 교재
전력계통은 현대 사회를 지탱하는 가장 거대하고 복잡한 인프라다. 발전소에서 만들어진 전기가 수십만 킬로미터의 송전선로를 지나 가정의 콘센트에 닿기까지, 그 안에는 100년 넘게 쌓인 공학적 지혜가 흐른다. 이 책은 그 지혜를 전기공학도의 눈높이에서 처음부터 끝까지 안내한다.
『전력시스템공학』은 교류회로와 페이저에서 출발해 송전선로, 변압기, 단위법, 조류해석, 고장해석, 안정도, 보호계전, 배전과 스마트그리드, 신재생에너지와 ESS, 전기차(V2G), 마이크로그리드까지 — 전통 이론과 미래 기술을 한 권에 담았다. 여기에 기존 전력공학 교재에는 없던 제14장 '전력계통과 인공지능'을 더해, 이제 막 계통 운영에 스며들기 시작한 데이터·AI의 자리까지 짚는다.
이 교재가 다른 전력공학 책과 갈라지는 지점은 '설명하는 방식'에 있다. 수식을 세우기 전에 "왜 이 식이 필요한가"를 먼저 묻고, 볼트박사·첨성이·옴군·와트양 네 캐릭터의 대화로 학생들이 매번 헷갈리는 지점을 짚어 준다. 각 장은 만화로 문을 열어 그 장의 큰 그림을 먼저 그려 주고, [전기기사 꿀팁] 코너 28개가 시험에서 실제로 무엇이 나오는지를 짚는다. 역사 코너와 현장 사례 — 에디슨의 펄 스트리트 발전소, 2011년 9·15 순환정전, 2012년 고리 원전 정전사고 — 는 이론이 왜 그렇게 만들어졌는지를 이야기로 남긴다.
시험 대비는 곁다리가 아니라 설계의 한 축이다. 각 장의 예제와 연습문제에 전기기사 기출 유형을 그대로 반영했고, 문제마다 중간 계산을 생략하지 않은 별책 『연습문제 풀이집』 140쪽을 함께 낸다. 한 학기에 제1~6장, 다음 학기에 제7~13장을 진행하도록 구성되어 대학 강의 교재로 바로 쓸 수 있고, 독학으로 전기기사를 준비하는 수험생에게도 이론서와 문제집을 따로 살 필요가 없는 한 권이 된다.
감수에는 국내 전력계통 분야를 이끌어 온 세 학자 — 김광호(강원대), 장길수(고려대), 원동준(인하대) 교수 — 가 참여했다. 세 분 모두 전기기사 출제위원을 역임해, 이론의 정확성뿐 아니라 자격시험이 요구하는 개념의 깊이와 출제 관점까지 감수 과정에 반영됐다. 전력계통을 처음 배우는 학부생부터 전기기사를 준비하는 수험생, 현장의 기초를 다시 다지려는 엔지니어까지, 곁에 두고 오래 펼쳐볼 만한 교재다.
이 책의 학습 범위
□ 어디서부터 읽을 수 있나 — 전력공학 첫 수강생 기준
전력공학을 처음 접하는 학부생이 이 책 한 권으로 출발할 수 있도록 설계했다. 교류회로와 페이저는 제2장에서 필요한 만큼 다시 짚고 넘어가므로, 회로이론이 충분히 손에 익지 않은 상태에서도 본문을 따라갈 수 있다. 복소수·행렬·미분방정식·라플라스 변환 등 계산에 필요한 수학 도구는 부록 A에 정리해, 중간에 다른 책을 펼치지 않아도 되게 했다.
□ 어디까지 다루나 — 기초 해석에서 AI까지 14개 장
기초 해석 제1~6장: 전력계통 개론 · 교류회로 · 송전선로 · 변압기 · 단위법 · 조류해석
심화 해석 제7~11장: 대칭고장 · 대칭좌표법 · 비대칭고장 · 계통 안정도 · 보호계전
산업 현재 제12~13장: 배전계통과 스마트그리드 · 신재생에너지와 ESS · V2G · 수소경제
미래 기술 제14장: 전력계통과 인공지능 (기존 교재에 없던 장)
[표 2] 이 책의 학습 범위
대학 강의에서는 제1~6장을 한 학기, 제7~13장을 다음 학기로 나눠 그대로 진행할 수 있다. 제14장은 심화·자율 학습용으로 배치했다.
□ 전기기사는 어느 수준까지 대비되나
전기기사 필기 '전력공학' 과목이 요구하는 범위를 본문이 그대로 관통한다. 각 장의 예제와 연습문제에 기출 유형을 반영했고, [전기기사 꿀팁] 코너 28개가 단락전류 계산의 3원칙, 차단기 선정 시 비대칭계수 적용, 수요전력과 공급예비력 계산처럼 시험에 실제로 나오는 지점을 짚는다. 부록 B에 전기기사 핵심 공식을, 부록 C에 한국 전력계통 데이터와 시험 정보를 실어 시험 직전 정리에도 쓸 수 있다. 감수를 맡은 세 교수가 모두 전기기사 출제위원 출신이라는 점이 이 시험 대비 설계의 신뢰 근거다.
□ 캐릭터가 묻고, 만화가 문을 연다
볼트박사와 첨성이, 옴군과 와트양이 "왜 전압을 그렇게까지 높이나요?", "고장해석에서 부하는 왜 무시하나요?" 같은 질문을 대신 던진다. 학생이 속으로만 삼키던 질문이 지면 위로 올라오면 개념은 훨씬 오래 남는다. 여기에 장마다 놓인 만화 도입부가 그 장의 큰 그림을 먼저 그려 준다. 디지털 세대 학생에게 익숙한 방식으로 전력공학의 문턱을 낮췄다.
□ 이론서와 수험서를 한 권으로
[전기기사 꿀팁] 코너 28개가 단락전류 계산 3원칙, 차단기 선정 비대칭계수, 수요전력과 공급예비력 계산처럼 시험에 실제로 나오는 지점을 콕 짚는다. 예제 상당수에 '기사 빈출 유형' 표시를 달아, 이론을 읽는 흐름 그대로 시험 대비가 이어지도록 했다.
□ 중간 계산을 생략하지 않은 별책 풀이집 140쪽
연습문제 풀이를 뒤에 몇 줄로 붙이는 대신 별책으로 분리했다. 각 문제의 풀이는 단계별로 기술하고 중간 계산 과정을 생략하지 않았다. 스스로 푼 뒤 자신의 풀이와 대조하는 방식으로 쓰도록 설계했다.
□ 제14장 '전력계통과 인공지능' - 기존 교재에 없던 장
재생에너지 변동성 예측, 계통 운영 데이터 분석 등 전력계통에 들어오기 시작한 기계학습의 자리를 별도의 장으로 정리했다. 원리와 응용 사례, 그리고 한계와 전망까지 균형 있게 다뤄 미래 전력 엔지니어의 시야를 넓힌다.
□ 전력계통 석학 3인 감수 - 게다가 모두 전기기사 출제위원 출신
국내 전력계통 분야를 이끌어 온 세 교수가 감수를 맡았다. 김광호 강원대 교수는 전력계통 해석 분야의 표준 교재 『전력계통 해석 및 설계』(J. D. Glover, 제7판) 한국어판을 공동 번역하며 오랜 기간 전력공학 교육에 힘써 왔다. 장길수 고려대 교수는 현재 고려대 공과대학장을 맡고 있으며, CIGRE(국제대전력망협의회) 한국위원장을 역임하는 등 국내외 전력계통 학계를 대표해 왔고, 원동준 인하대 교수는 대한전기학회 분산전력망 기술위원장을 지내며 분산자원 연계 분야를 선도하고 있다.
세 분 모두 전기기사 출제위원을 역임했다는 점이 이 교재의 남다른 강점이다. 학술적 정확성만 검증한 것이 아니라, 자격시험이 실제로 요구하는 개념의 깊이와 출제 관점까지 감수 과정에 반영됐다. 대한전기학회와 공동 기획·발행한 교재다.
□ 한 학기씩 그대로 진행하는 강의 설계
1학기(제1~6장)는 교류회로·송전선로·변압기·단위법·조류해석으로 해석의 기초를 세우고, 2학기(제7~13장)는 고장해석·안정도·보호계전·배전과 스마트그리드·신재생에너지로 이어진다. 부록에는 수학 기초, 전기기사 핵심 공식 모음, 한국 전력계통 데이터를 실어 강의와 시험 준비 양쪽에서 참조할 수 있게 했다.
이런 분께 권합니다
○ 전력공학·전력계통을 처음 배우는 전기공학과 학부생
○ 이론서와 문제집을 따로 사지 않고 한 권으로 준비하려는 전기기사 수험생
○ 강의 교재를 찾는 전기공학과 교수·강사 (1·2학기 분할 구성)
○ 현장의 기초 이론을 다시 다지려는 전력 분야 엔지니어
○ 재생에너지·ESS·V2G·스마트그리드 등 최신 전력 주제를 한 번에 정리하고 싶은 실무자