한국서부발전(사장 김병숙, 이하 서부발전)은 4월 11일(목) 중앙대학교 노종석 교수가 이끄는 전기에너지 응용연구실과 협업을 통해 투입상태 유지 시 전력소모가 없는 전자접촉기(MC, Magnetic Contactor)를 세계 최초로 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발된 전자접촉기는 경제적, 기술적, 사회문화적으로 기대성과와 파급효과가 매우 클 것으로 예상되는 기술로서, 상위 SCI 저널지 논문 게재 및 특허 출원 등을 통해 그 가치를 높이 평가 받았다.

전자접촉기란 모터, 전등, 발열기 등의 다양한 전기부하를 개폐(open/close)함으로써 부하를 보호 또는 제어하기 위한 개폐장치* 중 하나이다.

* 개폐장치란 전기를 차단 또는 스위칭 하는 장치로 전력 시스템에 필수적인 기기이며 송배전 전력 시스템, 전기자동차 등 다양한 분야에서 활용되고 있음

그림 1과 같이 철심을 감은 코일이 핵심인 전자접촉기는 코일에 전원을 인가하여 전기가 흐르게 되면 코일에 자속이 발생, 고정코어(Fixed Core)가 전자석이 된다. 이때 상측의 가동코어(Movable Core)가 복귀 스프링(Return Spring)을 압축시켜 가동접촉자가 고정접촉자에 붙게 되면서 전원 “투입”상태 및 “통전”이 이루어지고 회로에 연결되어 있는 부하(모터 등)에 전원이 공급되는 원리이다.

▲ [그림 1] 전자접촉기의 개념도

현재 시중에서 사용되고 있는 대표적인 전자접촉기인 솔레노이드형과 영구자석형 대비 이번에 개발된 기술은 다음과 같은 많은 특장점을 가지고 있다.

【특장점 1】기존 솔레노이드형 전자접촉기 대비 에너지 효율, 내구성, 신뢰성, 안정성이 향상되었다. 기존 솔레노이드형은 투입상태 유지를 위해 투입코일에서 지속적으로 전력이 소모되나, 이번에 개발된 전자접촉기는 영구자석을 적용, 제어보드 및 콘덴서가 없기 때문에 투입상태에서 전력소모가 없다는 장점이 있다.

따라서 솔레노이드형 전자접촉기의 문제점인 전력소모 문제와 발열현상으로 인한 배전반과 분전반 내부의 온도 상승, 진동현상으로 인한 소음, 접점 융착, 수명단축, 순간정전현상으로 인한 오작동, 화재 등 전기사고의 위험성 등이 해소되었다.

【특장점 2】기존 영구자석형 전자접촉기 대비 고장위험과 미작동, 유지보수비용 상승 등의 문제가 해결되었다. 이번에 개발된 전자접촉기는 영구자석형 전자접촉기의 구동회로와 콘덴서가 모두 제거된 형태로, 구동회로와 콘덴서로 인해 발생하는 오작동에 대한 불안감과 유지보수비용의 상승, 투입상태 유지 시 발생하는 전력소모 등의 문제가 해소되었다.

【특장점 3】기존 솔레노이드형을 이번에 개발된 전자접촉기로 대체 시, 기존 대비 연간 전력 소모량이 소양강댐 4기의 발전용량과 맞먹는 1,460,000 MWh의 소비전력을 줄일 수 있으며, 연간 약 2,000억원의 비용 절감효과를 가져올 것으로 기대된다.

서부발전은 향후 본 기술개발 제품의 사업화를 위한 전담조직(사내 벤처)을 구성하여 발전소 현장에 적용 가능토록 추가 보완 후 일반 상용화 제품으로 출시할 계획이다.