‘2023 INTER BATTERY’ 하이라이트/(4)ABB - 스페셜리포트

ABB 부스 전경

‘2023 인터배터리’에서 ABB는 ‘지속가능한 미래를 위한 효율적인 최적화 솔루션’을 주제로, 국내에 처음으로 선보이는 반도체 차단기 SACE Infinitus를 비롯해서 B&R의 지능형 이송 트랙 등 다양한 솔루션을 소개했다.

이 가운데 새로운 ABB반도체차단기(Solid State Circuit Breaker, SSCB) ‘SACE Infinitus’는 올인원 DC 전력 보호·제어 장치로서, 손실을 최소화하는 IGCT 소자가 적용된 세계 최초의 IEC 60947-2 인증 차단기다. 재생 에너지 및 배터리 저장 시스템을 사용하는 산업 현장, 상업용 건물, 전기 자동차 충전과 같은 DC 배전 분야에서 에너지 절약 및 탄소 발자국 감소를 달성하는데 활용할 수 있다.

1. 세계 최초의 1000V DC IEC 60947-2 회로 차단기

초고속 반도체 기술을 적용한 세계 최초의 1000V DC IEC 60947-2 회로 차단기SSCB(Solid-state Circuit Breaker)다.

기존 회로 차단기보다 100배 더 빠른 단락감지 반응속도와 100배 더 긴 수명이 특징으로, 엄선된 스위칭 기술로 전력손실을 최대 70%까지 감소시킨다.

ABB코리아 박재균 부장은 ”요즘 DC에 대한 수요가 많아져서 초고속 차단기에 대한 수요가 늘어나고 있다. 지금 보여주고 있는 SACE Infinitus는 DC를 사용하는 배터리라든지 선박, 철도차량 등에 포커싱해서 개발된 SSCB다.”라고 말하고, “저압 차단기는 전통적으로 바이메탈이나 CT를 사용했는데, SACE Infinitus는 IGBT를 적용해서 성능을 향상시켰다. 기존 차단기들이 미리세크 단위(5~10미리세크)로 사고전류를 차단했다면, 이건 100마이크로세컨드에 사고전류를 차단시킬 수 있다.“라고 피력했다.

1000볼트 DC에 2500 암페어 사양으로, ABB는 향후 전압과 전류치를 늘릴 계획이다. 글로벌 런칭은 6월로, 정식 런칭에 앞서 국내시장에 선보였다.

박 부장은 “SACE Infinitus는 차단기에서 갖고 있는 기본기능인 단락사고나 과부하 같은 기능은 기본이며, 통신모듈을 설치해서 통신모듈로 커뮤니케이션할 수 있고, 다른 지령을 줘서 차단기를 동작시킬 수도 있다. 디스플레이를 통해 전력량을 모니터링하거나 설정값을 세팅하고 저장할 수도 있다.”라고 설명했다.

IGCT가 열이 나는 단점이 있기 때문에, 수냉식으로 설계되어 있다.

전시회를 위해 방한한 ABB 본사 엔지니어는 “파워로스를 줄인 것이 SACE Infinitus의 핵심 포인트”라고 강조했다. 100마이크로세컨드로 끊어주기 위해서는 과거의 기술로는 안 되고, 신기술을 계속 접목시켜야 하는데, 그 가운데 하나가 IGCT 소자라는 설명이다.

이 제품을 풀셋으로 전시하는 건 한국이 세 번째다.

ABB 본사 엔지니어는 이 제품을 무한(Infinite)의 차단용량이라고 얘기를 하는 이유를 “단락사고가 발생했을 때 에너지가 차단기 쪽으로 유입이 되는데, 미리세크 단위일 때는 유입되는 양이 많기 때문에 단락전류용량의 한계가 있다. 그러나 SACE Infinitus는 마이크로세크이기 때문에 차단용량의 전류 에너지가 이 차단기로 유입될 수 있는 시간조차 없기 때문이다.”라고 설명했다.

세계 최초의 1000V DC IEC 60947-2 회로 차단기

SSCB 뒷면

ABB 본사 엔지니어는 파워로스를 줄인 것이 새로운 SSCB의 기술 포인트라고 설명했다.

2. ESS 1500V DC 솔루션

1500V DC 전용 Emax 2 MS / DC-E 스위치를 비롯해서, OTDC 1500V DC 단로기 스위치, DC 스위칭용 컨택터 (DC 전용 GF 전자개폐기) 등이 전시됐다.

ESS 1500V DC 솔루션 및 전기차 충전기용 솔루션

(1) 1500V DC 전용 Emax 2 MS / DC-E 스위치

SACE Emax 2 MS/DC-E는 IEC, UL 및 CCC 승인을 받은 1500V DC의 새로운 기중 스위치 단로기다.

태양광, ESS 등의 DC 시스템에 최적화된 제품으로, 1500V DC에서 IEC 기준 4,000A/UL 기준 3,200A를 지원한다. 1초 이내 정격 단시간 내 전류(Icw)=100kA를 지원하며, 신호, 제어, 안전, 통신기능 구성을 위한 다양한 액세서리를 보유하고 있다.

작동온도는 –25℃에서 +70℃까지이며, 최대 고도 2,000m에서 디레이팅 없이 동일한 성능을 유지한다. IEC 60947-3, UL489F, CCC 인증을 보유하고 있다.

(2) OTDC 1500V DC 단로기 스위치

OTDC 스위치 단로기는 태양광/PV, 에너지 저장 시스템(ESS), EV 충전, 해양, DC 마이크로그리드, DC 데이터 센터, 철도 및 DC 배전과 같은 많은 응용 분야에 적합하다.
다용도 포트폴리오에는 최대 1500V DC용 솔루션이 포함되어 있다.
2개의 Pole로 최대 1500V DC를 지원하며, 기계적 수명 10,000GHL, 75℃까지의 온도에서 작동한다. IEC60947, UL98B, CCC, EAC, DNV를 보유하고 있으며, 동급 솔루션 대비 최대 80%까지 설치공간을 절감할 수 있다.

(3) DC 스위칭용 컨택터(DC 전용 GF 전자개폐기)

GF 및 GAF 컨택터는 최대 1500V의 DC 회로를 스위칭하도록 특별히 설계됐다. PV 태양열, EV 충전, UPS 및 에너지 저장 시스템과 같은 응용 제품을 위해 시장에서 가장 콤팩트한 크기로 설계된 제품 중 하나다.

특히 GF는 IEC 및 UL 승인을 보유하고 있는 제품으로, 최대 1500V DC-PV3 1,325A를 지원하며, 약 50,000회의 긴 기계수명이 장점이다. 2종류 코일로 작동전압 24V-250V AC/DC를 지원하며, 서지 억제장치를 자체내장하고 있다. 작동온도는 40℃에서 +70℃이며, 최대 고도 2,000m까지 디레이팅 없이 동일한 성능을 유지한다. UL&IEC 국제인증, ROHS·REACH 환경인증을 보유하고 있다.

(4) 서지 프로텍션(OVR 1500V DC 서지 보호장치)

ESS 1500V DC 솔루션 중 하나로 서지 프로텍션(OVR 1500V DC 서지 보호장치)이 소개됐다. OVR 1500V DC 서지 보호장치는 온오프시 발생하는 서지도 막아주면서, 카트리지를 교환할 수 있게끔 해서 스위칭 서지까지 잡아주는 역할을 한다.

3. 전기차 충전기용 저압 제품 솔루션

EV 충전기 안에 사용될 수 있는 전장품들이 전시됐다.

ABB코리아 박동훈 차장은 “배터리나 전기차에 이점을 제공할 수 있는 솔루션 위주로 제품을 홍보하고 있다.”라고 말했다.

전기차 충전기용 저압 제품 솔루션 가운데 하나로 전시된 누전차단기와 관련해 박 차장은 “보통 EV 차저는 누설전류를 잡기 위해 누전차단기를 요구하는 경우가 많다. 그래서 ABB는 차단기에 누전차단 블록을 붙여서 누설전류를 감지한다. 감도전류는 30미리부터 30암페어까지 세팅할 수 있다. 원치 않는 트립을 막아주기 위한 시간지연 기능 또한 가지고 있는데, 이 제품의 경우에는 기본적으로 과부하나 단락을 잡지만, ZCT(Zero-Phase Current Transformers, 영상변류기)가 내장되어 있는 누전차단 블록을 추가함으로써, 누설전류 발생을 감지한 후 전원을 차단해주어 사용자의 안전을 보장한다.”라고 설명했다. 또 “누전차단기는 약 600A까지 사용할 수 있는 제품도 있지만, AC 완속 충전기에 적용할 수 있는 제품도 많이 사용한다. 누전도 잡지만 과부하, 단락까지 잡는다.”라고 덧붙였다.

누전 차단기

단상· 3상 미터(EQ 에너지 미터)가 전시됐다. EV충전기에 적합한 DIN Rail 미터기로, 유럽에서는 이 제품으로 과금도 한다.

박 차장은 “해외로 수출되는 EV 충전기 프로젝트들이 많기 때문에, 전시회를 통해 이 EQ 에너지 미터를 프로모션하고 있다.”라고 밝혔다.

이와 함께, 1000V에 900 암페어까지 사용할 수 있는 DC용 GAF 컨택터 및 AC 스위칭용 모델인 AF 컨택터도 함께 소개됐다.

EV충전기에 적합한 EQ 에너지 미터