(주)도일코리아, 전력 손실 감축하고 기기 성능을 높이는 전력 노이즈, 써지 흡수기 판매

(주)도일코리아

전력 손실 감축하고 기기 성능을 높이는

전력 노이즈, 써지 흡수기 판매

노이즈를 태우는 특허기술로 완벽하게 제거 가능

전산오류, 오동작, 데이터 손실, 발열, PLC카드 소손, 기능열화, 전력 오염 등 문제의 원인은 써지와 노이즈다. 이런 써지와 노이즈로 인해 발생하는 전력 오염으로 인해 많은 전기기기들이 제 성능을 발휘하지 못하고 있다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 (주)도일코리아는 미국의 EP사가 개발한 전력 노이즈와 써지 흡수기를 국내에 공급하고 있다. 이 제품은 기존의 제품과 달리 특허기술을 통해 노이즈를 대부분 제거하는 효과가 있다. (주)도일코리아의 EP 솔루션을 소개한다.

(주)도일코리아는 미국 EP(Environmental Potentials)사의 전력 노이즈 및 써지 흡수기를 판매하는 한국 총판이다. EP사는 전력의 최적화, 보호 시스템에 필요한 특허와 기술을 보유하고 있는 글로벌 회사다.

안덕주 (주)도일코리아 대표는 “과도 써지, 링웨이브, 그라운드 루프, 고주파 노이즈 등 교류전원 오염의 95%가 내부의 전력기기에서 발생한다”고 말했다.

이 같은 전력오염은 특히 컴퓨터 등 반도체 기기의 오작동을 유도하고, 설비 휴지시간이 생기게 하여 기기의 성능 저하는 물론 기기의 수명을 단축시키는 결과를 가져온다는 것.

안 대표는 “디지털 시대에 노이즈는 전기적 암적 존재”라며 “노이즈 없는 깨끗한 전력을 사용하기 위해선 낙뢰, 번개가 접지선이나 전력선, 통신선 등을 통하여 들어오는 전력오염은 물론이고 개폐기, 정류기, 인버터, UPS 등 각종 장비로부터 발생하는 오염도 관리해야 한다”고 강조한다.

현대의 전기기기는 지난 수십 년 동안 급격한 변화를 거쳐 왔다. 그 중 가장 두드러진 것은 디지털화, 전자화, 전산화이다. 이들 기기의 전력 부하는 모두 비선형(Nonlinear)인 것이 특징이다. 비선형 부하는 반도체 정류기, IGBT 등과 같은 고속 스위칭 장치가 있는 기기들이다.

스위칭 장치는 정현파가 아닌 전류와 정격 주파수에서 벗어난 주파수의 노이즈를 초래한다.

이 주파수의 노이즈는 스위칭 장치에서 나오기 때문에 스위칭 주파수 노이즈라고도 한다.

스위칭 주파수 노이즈는 크기나 발생 주기가 일정하지 않다. 이런 노이즈는 결국 내부에서 발생하는 노이즈로서 전기기기를 해치는 전체 전원장애의 85%를 차지한다.

 

전원장애의 85% 차지하는 노이즈, 내부 기기로 발생

이를 해결하기 위한 대책으로 그동안 SPD(Surge Protective Device), TVSS(Transient Voltage Surge Suppressor), 차폐변압기(Isolation Transformer), 고조파 필터가 있다.

이들 모두는 기능이 유사한 것으로 현재 옥내에서 발생하는 전원오염의 대책으로 부적합한 것들이다. SPD와 TVSS는 다만 제한된 여과 기능을 가질 뿐이며 과도한 에너지가 유입될 때 지중선으로 투입시키는 통로 역할을 하는 것이다. 이는 통상적으로 접지되어 있는 전산장치, 전자장치, 디지털장치에 대단히 유해하다. 이들 장치는 같이 지중선으로 보내진 전류가 기기장치로 흐르는 역통로가 되기도 하기 때문이다.

고조파 필터와 같은 전통적 여과기는 그 본체가 캐패시터로서 시스템에서 스위칭 노이즈를 발생시킨다. 차폐변압기는 또 하나의 지중선 회유 전류로 통로가 추가되게 하는 결과가 되며, 이는 각 상선의 전력 노이즈를 증폭시킨다. 이들 고주파 노이즈는 전력 파형의 정현파 특성을 왜곡시키는 유해한 요소들이다.

과거엔 낙뢰와 같은 극단적인 경우에 대한 대책이 가장 위협적인 요소였으나 오늘날에는 전원 문제로서 제일 큰 것은 내부 발생 전원 오염 문제이다. 전원 노이즈와 지중선 회유전류는 내부 전원 오염의 일 예이다. 이는 전체 전원오염 문제의 85%나 된다. 비선형 부하는 정현파가 왜곡된 전류를 발생시키며 이는 고조파와 그 외 주파수의 노이즈로 가득하다. 지중선 회유 전류는 부하측과 전원측의 전기적 구성이 상응하지 않아서도 생긴다. 많은 설비들이 지중선 회유 전류로 지정을 받고 있음에도 불구하고 모든 설비는 전원 오염원인 비선형 부하이다.

내부 전원 오염은 기기 오작동, 전력손실, 기기수명 감소, 휴지기간 발생, 기기보수 유지비 증가의 원인이다.

최근 판매되고 있는 필터들은 모두 전원 노이즈의 최종 방출처를 지중선으로 하고 있다. 지중선은 또한 모터 장치의 케이싱과 같은 부분에도 연결되어 있다. 지중선으로 방출한 노이즈 또는 과도현상의 에너지는 설비에 전달되고 이상작동, 설비 수명단축의 원인이 된다. 이는 설비를 보호하고자 사용된 필터가 실제로는 지중선 회유전류를 발생시키는 원인이 되는 것을 의미한다.

 

 

EP 제품, 내부 오염에너지를 열로 태우는 특허기술 보유

(주)도일코리아가 공급하는 전력 노이즈 및 써지 흡수기(EP OPP System)는 전력파형을 추적, 전력계통으로부터 과도 써지와 노이즈를 흡수해 열 전화하여 지속적으로 제거할 수 있다. 이는 깨끗한 정현파(Sine Wave)의 전력을 유지시킴으로써 전기기기를 보호하고 돌발장애와 같은 사고를 예방할 수 있으며 기기성능의 최적화 및 에너지의 효율적 사용이 가능하다.

EP사의 제품은 특별한 파형 보정 특허기술을 개발하여 노이즈 및 과도현상에너지를 지중선으로 보내지 않고 처리할 수 있게 했다. 특허기술은 내부 오염 에너지를 장치 내에서 열로 변환 방산시키는 방식이다.

EP사의 특허기술 내용은 부분으로 된 회로에 대한 것으로 하나는 고주파 저역통과 필터(HF Low Pass Filter)이며, 다른 하나는 파괴적인 과도현상 발생 시에 대비한 강력하고 견고한 보호회로이다. 고주파 저역통과 필터는 일년 365일, 매일 24시간 끊임없이 내부 발생 오염을 여과시키며, 보호회로는 유사 시 전력시스템을 보호한다.

EP시스템은 지금까지 설계된 어떤 장치보다 더 견고하고 기능적인 전력 수전과 분전을 보완하는 방법이다. EP사는 고압 AC전원과 저전압 DC부하 간의 교량이다.

설비는 대개 일주일 하루 24시간 내내 전기를 켜 놓게 된다. 이는 전력손실과 기기수명과 관계가 있다. 그럼에도 이를 불필요하게 계속 켜 놓게 되는 것은 전기를 끄거나 다시 켤 때 제어보드 소손 또는 기타 고가의 정밀기기 손상이 생길 가능성 때문이다. 이 소손 또는 손상은 퓨즈나 보호릴레이가 작동할 때 커다란 과도현상이 생기기 때문에 일어나는 것이다.

퓨즈와 보호릴레이의 가장 일반적인 목적은 과전류, 단락, 과전압 및 저전압 등으로부터 설비를 보호하는 것이다. 과전류가 계속 흐르면 도선, 기기 및 전원설비를 손상시킬 수 있다.

단락으로 일어나면 도선이 녹아서 아크가 발생하여 화재를 초래할 수 있다. 단락시의 커다란 전기기계적 힘은 기기 등에 큰 응력을 발생시킨다. 그러므로 전류치가 높을 때는 폭발도 생길 수 있다. 이러한 과전류와 단락 발생 시 회로의 급속 개방 태세는 중요한 안전요소이다.

과도현상은 회로판을 조기에 손상시키거나 정밀기기의 수명을 단축시킬 수 있다. 바로 이런 이유로 경험이 있는 설비관리자들이 설비가 사용되지 않는 시간인데도 전원을 내리지 않는 이유다. 하지만 이는 설비와 전력에 대한 낭비이다.

이에 EP사의 파형고정기술은 마그네틱 릴레이의 온오프 작동 시 발생하는 노이즈를 흡수 방산시킨다. 이는 전력품질 관련 기술에 있어 아주 중요한 도약으로써 아무리 강조해도 지나치지 않다. EP장치는 전압을 클립시키고 노이즈를 기기 내 탱크 회로로 흡수 방산시켜 파형의 정현성을 유지한다.

 

EP, 가변주파수 드라이브의 노이즈도 제거해 정현파 유지해 

한편 가변주파수 드라이브(VFD: Variable-Frequency Drive)는 거의 모든 공업분야에서 생산체계를 혁명적으로 변화시킨 기술로서 현대 설비의 발전 중 가중 중요한 것이다. VFD 제어 모터는 속도를 필요한 대로 변경할 수 있고 회전력을 조정할 수 있어 에너지 소비를 감소시키며 가동정보를 실시간으로 알게 해준다.

하지만 VFD에서 발생하는 노이즈는 단지 AC모터 쪽으로만 흘러간다고 일반적으로 알고 있는데 이는 잘못이다. VF전력은 펄스의 폭을 조절한 신호, 달리 표현하면 각이 진 노치로 된 정현파이다. 노치가 있는 파형은 다른 표현으로는 비정현파 전기신호라고도 한다. 산업현장의 일반모터는 이와 같은 비정현파에 잘 작동될 수 있도록 견고하게 만들어지나 이 비정현파는 전원측에서 노이즈가 생기게 한다.

VFD장치는 민감한 전자부품으로 만들어진다. 이들은 전력 파형이 비정현파일 때 극히 민감하다. 비정현파는 전원 개폐 시 발생하는 노이즈에 더하여 보드 등 부품의 정상적 작동을 저해하여 VFD의 이상작동 또는 고장을 유발한다. 전력파형 비선형화는 도선철상, 모터권선, 변압기와 같은 기기에서 와류전류, 히스테레시스 등의 손실을 발생시킨다. 이런 손실로 모터, 변압기 등 기기의 고장 발생, 효율저감이 생기고 사용수명이 단축된다.

현재의 기기들은 고주파 전류와 중성선 전류가 지중선으로 순환되도록 되어 있다. 이렇게 순환하는 전류는 모터전선의 절연과 베어링 기능을 저하시키며 또한 센서류, PLC/PAC, 산업용컴퓨터 등 다른 시스템에 간섭한다. VFD는 다른 전기 설비에 대한 전력 노이즈를 증폭시키는 Inter-Harmonics의 생성원칙이다. 이는 전압변화, 후리커, 도선손실을 생기게 한다. 연구결과에 의하면 Inter-Harmonics는 인접전기설비에서까지 후리커 현상을 유발시킬 수 있다.

전력파의 비선형적 부문에 의한 유해한 영향으로부터 VFD를 보호하기 위해 전기 기술자들은 흔히 추가적으로 임피던스를 높이는 조치를 취한다. 추가된 임피던스는 그라운드 루프를 생성시키므로 전원 노이즈를 공명 증폭시킨다.

앞서 열거한 VFD의 모든 이점 때문에 그 사용이 계속 증가하고 있다. 따라서 이 설비 관리자들은 VFD의 정상 가동 중에 자연히 발생하는 유해한 노이즈와 싸우기 위해서 부지런하지 않으면 안 된다. 파괴적인 노이즈에 대처하는 방법은 VFD의 전원공급측에 정현파 추적 필터를 설치하는 것이다.

EP 파형교정 특허 기술은 강력한 로우패스 필터(Low Pass Filter)로서 이는 시스템으로부터 전원 노이즈와 그라운드 루프(Ground Loop)를 제거시킬 뿐만 아니라 전체설비 전원의 정현파 유지에 도움을 준다.