전기연, 국내 최초 중전압 하이브리드 직류차단기 개발

직류 송배전 안정성 확보·대규모 정전 방지 기대

한국전기연구원이 국내 최초로 중전압(Medium Voltage)급 하이브리드 직류차단기 기술 개발에 성공했다.

이번 성과는 차세대 전력망의 안정성과 효율성을 높이는 핵심 기술로 평가받고 있다.

전기연은 20일 "직류(DC) 송배전은 효율이 높고 신재생에너지 연계에 유리하지만, 고장 전류를 차단하기 어렵다는 기술적 한계가 있었다"며 "이에 전력반도체 스위치, 기계식 고속 스위치, 에너지 흡수 장치의 장점을 결합한 '42㎸급 하이브리드 직류 차단기'를 자체 개발했다"고 밝혔다.

교류(AC)는 전류의 방향이 주기적으로 바뀌며 자연스러운 '전류 영점(Zero-crossing)'이 생기지만, 직류는 일정 방향으로만 흐르기 때문에 사고 시 전류를 차단하기가 매우 어렵다.

전기연 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 전력반도체 스위치로 인위적인 전류 영점을 생성하고, 기계식 고속 스위치가 아크(전기 불꽃) 발생 이후의 과도 전압을 견디도록 설계, 에너지 흡수 장치가 잔류 에너지를 분산시켜 안정적으로 차단하는 기술을 구현했다.

이번에 개발된 하이브리드 직류차단기는 해외 제품 대비 비용 절감과 송전 효율 개선을 동시에 달성했다.

전기연은 21㎸와 42㎸ 두 가지 모듈 타입으로 기술을 확장해, 산업 현장의 다양한 전력망 환경에서 적용할 수 있도록 했다.

전기연은 이번 기술이 대규모 정전 방지와 안정적인 전력망 구축에 크게 기여할 것으로 전망했다.

전기연 친환경전력기기연구센터 안현모 선임연구원은 "중전압급 직류 차단기의 시제품 개발과 공인시험기관 검증을 모두 완료했다"며 "국내외 기술 이전과 수출을 통해 상용화를 적극 추진하겠다"고 밝혔다.

이은수기자 eunsu@gnnews.co.kr

중전압급 하이브리드 직류 차단기 기술 개발한 연구팀.사진=전기연