신재생 에너지원 활용을 위한 분산 발전이 점차 확대되며 직류(DC) 전기를 수송하는 배전망의 수요도 증가하고 있어요. 이에 우리 회사는 빠르고 안전하게 직류 배전망을 보호할 수 있는 반도체 차단기 SSCB(Solid State Circuit Breaker)를 개발해 다양한 분야에 적용하고 있습니다. 전력CIC)마케팅팀 구지영 매니저가 SSCB에 대해 자세히 소개해 드릴게요.
SSCB는 반도체 기술로
직류 배전망을 보호하는 차단기예요.
에너지 효율성이 높은 직류 배전! 하지만 직류 전류는 전류 영점이 없어 사고 발생 시 차단 시점까지 설비 소손의 위험이 큽니다. 그래서 사고 시 빠르게 전류를 차단해 주는 차단기의 역할이 매우 중요하죠.
이러한 문제를 해결하기 위해 우리 회사는 반도체 기술을 활용한 차단기인 SSCB를 개발했어요. SSCB는 기존의 기계식 차단기보다 1000배나 빠르게 사고 전류를 차단할 수 있는 것은 물론 아크(arc)가 발생하지 않는 형태로 차단이 가능해 화재 위험이 적어요! 에너지 효율성과 안전을 모두 잡을 수 있는 혁신적인 솔루션이지요?
사고 전류에 대한 빠른 검출,
반도체를 이용한 빠른 차단
동작 기술을 활용했어요.
직류 배전망에서 사고가 발생한다면? 가장 중요한 것은 빠르게 전류를 차단하는 것입니다. SSCB는 2가지 기술을 기반으로 사고 전류를 초고속으로 차단하고 있어요. 바로 사고 전류에 대한 빠른 검출, 반도체를 이용한 빠른 차단 동작이에요. 사고 전류에 대한 빠른 검출은 하드웨어를 통한 직접 검출 방식과 소프트웨어를 통한 변환 검출 방식을 사용하고 있고, 반도체를 이용한 빠른 차단 동작은 반도체 소자에 전기가 흐르지 않는 상태가 되도록 하는 원리를 활용했어요.
기계식 차단기는 미리 설정해 둔 사고 전류가 인가되면 그에 따른 내부적 소자의 동작으로 인해 스위치가 열리는 방식이고, 반도체 차단기는 사고 전류가 인가되어 전류가 설정된 레벨을 넘을 때 반도체 소자에 전기가 흐르지 않는 상태가 되는 방식입니다. 이처럼 반도체 차단기는 레벨을 더 미세하게 설정할 수 있고 기계적 동작도 없기 때문에 사고 전류가 발생해도 소손 없이 검출하고 초고속으로 차단할 수 있습니다.
SSCB의 독보적인 사고 전류 차단 속도의 비밀, 이제 이해가 되시죠? 이외에도 SSCB엔 여러 장점이 있어요. 우선 사고 후에도 차단기를 교체하지 않고 계속 사용할 수 있습니다. 현재 ESS(에너지저장장치, Energy Storage System), 태양광 등 직류를 활용하는 일부 설비에서는 빠른 차단을 위해 퓨즈(fuse)를 활용하고 있는데요. 이것은 과전류 발생 시 전류에 의해 발생하는 열로 퓨즈를 녹여 차단하는 방식이기 때문에 사고 발생 후 반드시 교체를 해야 해요. 반면 SSCB는 반도체 소자에 전기가 흐르지 않는 방식이기에 재사용에 전혀 문제가 없는 거죠.
또한 적용 환경에 따라 다양한 형태로 구성할 수 있는 것도 큰 장점이에요. 현재 개발된 SSCB는 단독으로도 적용이 가능하고, 자사의 기계식 차단기인 MCCB(Molded Case Circuit Breaker)와 체결하여 보호 기능을 강화하는 역할을 할 수도 있어요. 배전반 형태로 꾸며 애플리케이션의 요구 사항에 맞게 회로를 구성할 수도 있고요. 이렇듯 형태를 구성함에 있어 자유도가 높아 고객의 필요에 따라 맞춤 공급할 수 있답니다.
SSCB는 통신 프로토콜(CAN, RS485)을 사용해 데이터를 수집하는 외부 통신 인터페이스와 연계할 수도 있어요. 전류, 전압, 전력량 등의 데이터는 기기 진단 및 유지보수에 활용할 수 있을 뿐 아니라 효율적인 에너지 관리 계획도 세울 수 있게 해주죠!
SSCB는 직류 배전이 적용되는 곳이라면 어디든 사용할 수 있어요. 하지만 기존의 전력망이 교류(AC)로 이루어져 있어 현재는 신재생 에너지 발전원이나 ESS를 사용하는 일부 지역에서 시범적으로 직류 배전이 활용되고 있는 상황이죠.
현재 가장 먼저 직류 배전이 적용될 것으로 예상되는 분야는 전기 추진 선박입니다. 전기 추진 선박은 기존의 전력망과 연계할 필요 없는 독립된 전력계통을 사용하고, 발전원에서 오는 직류 전력을 사용하기 때문에 직류 배전이 훨씬 효율적이죠. 전기 추진 선박에 SSCB를 적용하면 고장이 발생한 부분만 선택 차단하여 고장의 영향을 최소화하며 안전하게 전력계통을 운영할 수 있어요. 육상에선 ESS의 전력계통 보호를 위한 솔루션으로 시범 적용되고 있고요.
신재생 에너지원 활용을 위해 분산 발전이 늘고 있는 만큼, 직류 배전망 보호를 위해 필수적인 SSCB의 수요가 커질 거예요. 이에 발맞춰 우리 회사는 다양한 애플리케이션의 요구 사항에 맞추어 모델을 확장해 나갈 계획입니다. 우리의 SSCB가 만들어 갈 효율적이고 안전한 직류 배전 시대, 지켜봐 주세요!
이번 시간엔 우리 회사의 SSCB에 관해 알아보았는데요.
한번 배운 내용 잊어버리면 너무 아깝겠죠?
아래 문제를 풀어보고 오늘 배운 내용 잊지 마세요~
