DC 전문가가 AC 및 DC 시스템에서 케이블의 단면을 계산하고 선택하는 데 도움을 줄 수 있는 어드바이저를 만들었습니다. 스스로에게 물어보십시오:
- DC 전력망의 도체 전류를 계산하는 데 어떤 공식을 사용할 수 있나요?
- 필요한 도체 단면적은 어떻게 결정하나요?
- 예상 케이블 길이를 계산할 때 어떻게 고려하나요?
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앞으로 산업 현장의 전력 공급은 점점 더 직류로 이루어질 것이 분명해졌습니다. 이전 AC 공급 방식에서 벗어나면 이미 내부적으로 DC 중간 회로에 의존하는 애플리케이션에서 더 높은 에너지 효율과 기타 많은 이점을 얻을 수 있습니다. 이는 기업도 CO2 배출량을 줄일 수 있다는 것을 의미합니다.
DC 공급 시스템은 어떤 이점과 기회를 제공하나요?
다음 텍스트에서는 직류가 공급되는 공장의 목표에 대한 개요를 확인할 수 있습니다. 케이블과 와이어는 이러한 인프라 구축을 계획할 때 필수적인 구성품입니다. 물론 산업 요구 사항에 완벽하게 부합하는 저전압 범위용 DC 케이블 제품군도 공급할 수 있습니다.
LAPP는 ODCA의 창립 멤버입니다.
LAPP은 수년간 산업계의 직류 관련 연구 프로젝트에 적극적으로 참여해 왔으며, 2022년에 새로 결성된 ODCA(Open Direct Current Alliance)의 창립 멤버로 합류했습니다. ODCA는 다음의 후속 프로젝트로 간주됩니다. DC-INDUSTRIE2. 이제 산업 에너지 그리드에 직류 전류를 공급할 때의 이점과 기존 개념의 필요한 국제 표준화에 초점을 맞추고 있습니다. 직류는 성공적인 에너지 전환을 지원하는 유망한 수단이므로 기후와 자원 보호에 중요한 기여를 할 수 있습니다.
직류 산업용 공급 네트워크의 목표
에너지 전환 이행 및 CO2 배출량 감소
산업 생산 공장을 직류로 전환하는 아이디어는 우연이 아니라 산업 생산에서 에너지 전환을 구현하기 위해 산업계와 연구계가 노력하는 DC-INDUSTRIE 및 DC-INDUSTRIE2와 같은 DC 프로젝트를 성공적으로 구현한 결과입니다. 여기서 지속가능성이라는 개념이 중요한 역할을 합니다. 이는 전기 모터와 드라이브가 산업 생산에서 에너지 소비의 가장 큰 원인이기 때문입니다. 에너지 요구량을 줄이거나 효율성을 높일 수 있다면 기업의 CO2 배출량에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.
재생 에너지의 통합을 통한 고도의 유연성 및 공급 안정성
그러나 DC 전력망은 AC 전력망에 비해 유연성이 뛰어나고 안정성이 높기 때문에 유망한 대안이기도 합니다. 재생 에너지가 통합되면 고도로 자동화되고 디지털 네트워크로 연결된 생산 환경은 특히 분산형 자율 전력 공급과 그에 따른 영구적으로 안정적인 플랜트 가용성이라는 이점을 누릴 수 있습니다.
업계의 대규모 참여로 DC 시스템의 표준화 속도가 빨라지고 있습니다. 사용자, 기획자, 제조사, 공급사, 연구 기관, 표준화 기관 및 협회 간의 긴밀한 협력을 통해 산업용 전원 공급 장치의 전환을 가속화할 수 있기를 희망합니다.
직류는 언제, 누구에게 옵션일 수 있습니까?
본질적으로 오늘날 새로운 공장을 건설하는 사람이라면 누구나 직류를 통한 전원 공급이라는 주제를 탐구해야 합니다.
어떤 생산 플랜트가 DC 시스템에 적합합니까?
- 아크 또는 용접 애플리케이션과 같이 전력 요구 사항이 높은 플랜트
- 재생 에너지를 사용하여 현장에서 전기를 생산하는 공장
- 다양한 서보 드라이브를 사용하여 장치 및 기계를 정밀하게 제어, 정치, 가속 및 제동하는 플랜트
- 동적 움직임이 수행되는 로봇공학 애플리케이션이 있는 공장
- 대형 사무실 건물
플랜트 및 기계 엔지니어링, 데이터 센터, 물류 또는 재생 에너지 등 DC 전력망은 다양한 산업에 적용되고 있습니다. 당사는 플랜트에 직류 전류를 공급할 때 얻을 수 있는 이점에 대한 정보를 제공할 것입니다.
혁신의 과정을 함께 살펴봅시다!
교류 및 직류 - 간단한 설명
AC/DC라는 약어가 호주의 록 밴드만 가리키는 것은 아닙니다. 전기공학에서 이 약어는 항상 교류(AC)와 직류(DC)라는 두 가지 타입의 전류를 의미해 왔습니다.
교류와 교류 전압이란 무엇입니까?
대부분의 고전적인 기계나 가전 제품은 교류를 사용하여 작동합니다. 교류는 흐름의 방향이 계속 바뀌는 전류를 말합니다.
교류 전압은 대형 발전소의 발전기(예: 수력, 석탄 또는 원자력 발전소)에서 발생합니다. 이 전압은 주기적으로 극성이 변하는 정현파 전압입니다. (전력망에 있는) 소비자가 연결되면 정현파 전류가 흐릅니다.
단상 교류 전압을 사용하는 시스템 외에도 3상 전류 시스템도 있습니다. 한 개가 아닌 120 ° 위상 변환 교류 전압을 가진 세 개의 전류 전달 도체가 있어 더 많은 전력이 필요한 대형 기계 및 장치에 전기를 공급할 수 있습니다.
직류와 직류 전압이란 무엇입니까?
컴퓨터, 휴대폰, 심지어 LED도 직류로 작동합니다. 직류는 흐름의 방향이 바뀌지 않는 전류를 말합니다.
직류는 직류 전압이 존재할 때만 생성됩니다. 이것은 항상 같은 극성을 갖는 전압입니다.
공장 현장에서 직류 전류를 사용해야 하는 5가지의 확실한 이유
동시에 산업 생산 공장을 교류에서 직류로 전환하면 여러 가지 이점이 있습니다:
서보 드라이브를 사용하는 기계 및 장치의 정밀한 가속 및 제동은 공장 현장에서 많은 에너지를 방출합니다. 이렇게 피드백된 에너지는 배터리 및 기타 저장 시스템을 통해 일시적으로 '저장'할 수 있습니다. 즉, 사용하지 않은 에너지는 손실되지 않고 나중에 필요한 경우 신속하게 액세스할 수 있습니다. 이러한 효율성 증가는 플랜트에 단기적인 부하 피크가 있는 경우에도 눈에 띄게 나타납니다.
필요한 양의 에너지는 더 이상 로컬 그리드에서 조달할 필요 없이 공장 자체의 내부 저장소에서 조달할 수 있습니다.
배터리, 연료 전지 또는 재생 에너지, 특히 태양광 시스템과 같은 다양한 에너지원을 사용하여 전력망과 독립적인 전력 공급을 구축합니다. DC 전력망에서는 이미 직류를 공급하고 있기 때문에 연결이 훨씬 쉽습니다.
생산 공장에는 주파수 변환기에 의해 타이밍이 조정되는 다양한 속도 제어 서보 드라이브가 있습니다. 주파수 변환기는 항상 내부 중간 회로에 직류를 필요로 합니다. 이를 위해 교류 전압에서 직류 전압을 일시적으로 생성한 다음 속도에 따라 주파수가 가변적인 교류 전압으로 변환합니다(원리: 교류 -> 직류 -> 교류).
교류로 전력을 공급받는 생산에 비해 직류 시스템에서는 에너지를 교류에서 직류로 또는 직류에서 교류로 변환해야 하는 지점이 훨씬 적습니다.
일반적으로 모든 에너지 변환에는 변환 손실이 발생하므로 변환 지점이 적을수록 에너지 절감 효과가 더 크다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 애플리케이션에 따라 한 자릿수 퍼센트 범위의 AC와 DC 간 변환 손실을 절약할 수 있습니다.
또한 DC 전력망의 DC 케이블을 통해 흐르는 낮은 도체 전류[A]를 통해 DC 전력망에서 에너지 손실을 줄일 수 있습니다. 이는 근본적으로 DC 전력망의 그리드 전압이 더 높고 유휴 전력을 피하기 때문입니다. 기계에서 전기 및/또는 자기장이 주기적으로 축적 및 소멸되기 때문에 해당 에너지는 추가 유휴 전류의 형태로 도체에 남아 실제 전류 흐름(유효 전류) 외에 추가 손실을 유발합니다. 그러나 이러한 필드는 기계를 작동하는 데 필요합니다. 이 프로세스는 연속적인 루프로 진행되며 AC 그리드에서 원치 않는 에너지 손실을 초래합니다.
공용 AC 공급망에 단 한 번만 연결되어 있고 내부적으로 직류로 운영되는 생산 공장은 외부 에너지 변동 및 전압 장애의 영향을 덜 받습니다. 특히 정확한 시간에 맞춰 생산해야 하는 데이터 센터나 생산 시설은 무정전 전원 공급 장치에 크게 의존합니다. 나노초 범위의 응답 시간을 가진 훨씬 더 독립적인 DC 전력망에서는 전압 변동을 빠르게 보정할 수 있습니다. 따라서 예기치 않은 플랜트 가동 중단을 방지하고 플랜트 또는 기계 구성품의 가용성과 기능을 더 잘 보장할 수 있습니다.
직류 공급: 어떤 절감 효과를 기대할 수 있습니까?
DC 공급은 많은 이점뿐만 아니라 다양한 비용 절감을 약속하므로 설치 비용을 적시에 상각할 수 있습니다.
다음을 통한 에너지 절감
- 저장 시스템의 통합
- 재생 에너지의 통합
- 모든 회생 에너지의 사용
- 전송 손실 감소
다음을 통해 리소스 절감
- 단면적이 작고 코어 수가 적은 케이블(적은 구리 요구량)
- 더 적은 수의 변환기, 더 작은 변환기(더 많은 공간 확보를 의미)
외부 전력망 변동으로 인한 플랜트 가동 중지 시간 방지
- 생산 공정에서 비용이 많이 드는 가동 중단 시간과 높은 수리 비용을 방지할 수 있습니다.
DC 케이블과 AC 케이블의 차이점은 무엇입니까?
LAPP은 케이블 및 연결 기술 분야의 글로벌 시장 선도 기업으로, 저전압 범위에서 사용되는 케이블의 특성에 대해 깊이 있는 전문성을 보유하고 있습니다. 이번 설명에서는 교류 케이블과 직류 케이블의 주요 차이점에 대해 간략하게 살펴보겠습니다:
설계에서의 차이점
교류 전압(3상 전류 시스템)을 이용한 전력 전송에는 5심 케이블이 필요하며, 직류 전압의 경우 도체 수가 1~2개 더 적습니다. DC 케이블은 DC+ 및 DC- 코어와 가장 간단한 경우 중성 도체로 구성됩니다.
색상 코딩의 차이점
직류용으로 특별히 설계된 케이블의 도체는 교류 케이블과 다르게 색상이 구분되어 있습니다. DIN EN 60445에 따르면 외부 도체는 빨간색과 흰색으로 식별해야 하며, AC 케이블의 경우 이러한 외부 도체는 회색, 갈색, 검은색으로 코딩되어 있습니다.
재료의 사용
도체 수가 적고 도체 단면적이 작기 때문에 일반적으로 DC 케이블에는 AC 케이블보다 더 적은 양의 구리가 필요합니다. 관련 상황에 따라 온전한 DC 전압 공급을 위해 고품질 코어 절연에 주의를 기울여야 합니다. 그러나 이를 교류 전압을 사용할 때와 비교하여 고려할 때 추가적인 사양은 없습니다.
도체 단면 선택
올바른 도체 단면을 선택하면 케이블의 치수가 필요한 정격 전류에 맞게 조정됩니다. 관련 보호 요소를 통해 연결된 장치는 과부하 및 단락으로부터 보호됩니다. 대부분의 경우 AC 케이블과 동일한 프로세스를 사용하여 필요한 단면을 결정할 수 있습니다. 도체 전류를 결정하고 설치 타입과 케이블 길이를 고려하며 사용된 케이블 재료가 내온성에 적합한지 확인합니다.
LAPP의 본격적인 DC 전력망용 케이블 및 와이어
LAPP에서는 수십 년 동안 케이블용 절연 재료의 장기 안정성과 코어 절연의 절연 강도에 대해 연구해 왔습니다. 또한 산업용 및 기타 DC 애플리케이션을 위한 저전압 케이블 개발의 선구자이기도 합니다.
Fig.: Example depiction of a factory floor with a direct current supply
당사는 고객의 과제를 이해하고 있으며, 직류 그리드에 필수적인 구성품을 갖춘 직류에 특화된 고품질의 최첨단 포트폴리오를 보유하고 있습니다.
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