무정전전원장치 (UPS : Uninterruptible Power Supplier)

1. 무정전전원장치(UPS) 개요

 

① 정지형 UPS (전자식-반도체)

   - ON-LINE 방식

   - OFF-LINE 방식

   - LINE INTERACTIVE 방식

 

 

 

 

 

② Dynamic UPSS (기계식)

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가. ON-LINE 방식

 

  - 평상시 : 항상 인버터를 통하여 전원 공급

  - UPS 고장시 : By Pass SW를 통하여 전원 공급

 

나. OFF-LINE 방식

 

   - 평상시 : 상용전원을 공급

   - 정전시 : 인버터를 동작시켜 부하에 전원 공급

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다. LINE INTERACTIVE 방식

 

   - 평상시 : 인버터를 통해 충전을 하면서 부하에 전원 공급

   - 정전시 : 인버터 동작으로 Battery의 전압을 부하측에 공급

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라. 정지형 UP 비교

구분	On-Line	Off-Line	Line Interactive
효율	낮다(70~90%)	높다(90% 이상)	높다 (90% 이상)
2. 신뢰도	높음	낮다	중간
3.절체시간	4mS 이하 무순단	10mS 이하	10mS 이하
4. 입력변동시  출력변동	무변동	입력변동에 따라 변동	5~10% 정도 전압 자동 조정
5. 입력 이상시  (Sag, 노이즈 등)	완전차단	차단못함	부분적 차단
6. 주파수 변동	변동없음 (±0.5 이내)	입력 변동에 따라 변동	입력변동에 따라 변동
7. 가격	고가	저가	중간

마. Dynamic UPS (기계식)

 

   - 디젤엔진 : 비상 전원 공급 - 발전기 : 정상시는 필터, 정전시는 전원 공급

   - 인덕터 : 일정 전압 공급(CV 특성) - I/C (Induction Coupler) : 부하 과도 현상 조절

 

 ▣ 운전 : 정상시

 

- 상시 운전중 : 부하공급은 상용 전원 공ㄱ릅

- 인덕터 : 피드백 제어로 일정 전압 유지 (CV 특성)

- I/C(인덕션 커플러) 내부 회전자 : 외부 회전자 권선에

의해 여자되어 3,600rpm으로 회전

- 외부 회전자 : 동기속도 1,800rpm으로 운전

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 ▣ 운전 : 정전시

 

- 디젤 엔진의 속도가 I/C의 속도와 동기되는 순간

블러치가 자동 연결

- 발전기를 통해 전력 공급

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

구 분	정지형	회전형(다이나믹)
1. 동작 원리	정지기	회전기
2. 설치 면적	적게 차지함	많이 차지함
3. 설치 위치	실내	발전기, 배기덕트, 연료 배관 등이 있어 실내 설치시 환경 대책이 필요함
4. 용 량	무전원 상태에서 장시간 운전불가, Back-up용 발전기 필요	Back-up용 발전기 불필요
5. 고조파 발생	인버터 회로에서 다량 발생	발생 거의 없음
6. 유지보수	정지기이므로 쉬움	어려움

2. UPS 용량 산정

① 일반 부하 용량

  P = α β (∑PL + PT)

    - α : 수용률 (0.8 ~ 1.0)

    - β : 고조파 여유계수 (1.25)

    - PL : 부하량 [kVA]

    - PT : 증설 가능 여유량 (20% 정도)

 

 ② 돌입 전류를 고려한 용량

 

   - PS : 최대 돌입 용량

 ③ 과전류 내량을 고려한 용량

 

- PL : 부하량, Ps : 돌입 용량, r : 과부하 내량

"3가지 값 중에 제일 큰 값을 적용"

3. UPS 감리업무 및 검토사항

가. 제작 시방서 검토

  ▣ 전기적 특성 (예)

구 분		특 성	비고
용량 [kVA]		5, 3	​
수량 [대수]		5kVA(2대), 3kVA (1대)	​
입력	상수	단상	​
	전압 [V]	220 V	​
	전압 허용 범위	± 10% 이내	​
	주파수 허용 범위	60Hz ± 5% 이내	​
	파형 왜율	5% 이하	​
출력	상수	단상	​
	전압(V)	220V	​
	전압 가변 범위	± 5% 이상	​
	전압 안정도	± 2% 이내	​
	주파수 변동 범위	60Hz ± 0.5% 이내	​
	동기 절체 시간	4mS 이내	​
	과도 전압 변동	± 5% 이내	50% 부하변동시
	과도 응답 속도	50mS 이내
	역률	90% 이상	정격부하시
	파형 왜율	선형 부하 3% 이하	​

 ▣ 전기적 특성 (예)

구 분	특 성	비 고
소 음	65 dβ 이하	거리 1.5m, 높이 1.5m
축전지 구성	12V 16셀 적용	​
종합 효율	80% 이상	정격 부하시

 ▣ 기타 사양

 

  [온도 상승 한도(온도계법)]

   ⊙ 변압기 및 리액터류 : 125K 이하 (변압기 절연계급 H종)

   ⊙ 전력용 반도체 소자류 : 70K 이하

   ⊙ 콘덴서류 : 30K 이하

 

  [전기적 내량]

   ⊙ 전력 전자 소자와 Static 스위치는 정격전류의 2배 이상, 정격 전압 3배 이상의 제품을 사용하여 내부 및 외부 써지에

        이상이 없어야 함

 

  [절연특성(제어회로, 반도체 소자, 콘덴서류 및 NOISE FILTER류 제외)]

   ⊙ 절연저항 : 7MΩ 이상 (DC 500V 메거)

   ⊙ 절연 내압 : AC 1,500V, 60Hz로 1분간 인가시 이상이 없어야 함

 

▣ 계측 및 상태 표시 기능 (디스플레이 표시장치)

 [계측 기능]

   ⊙ 교류 입력 : 전압, 전류, 주파수

   ⊙ 교류 출력 : 전압, 전류, 주파수

   ⊙ 축전지 : 전압, 충 · 방전전류

 

 [상태 표시]

   ⊙ 순변환부 정상, 이상 상태 표시

   ⊙ 역변환부 정상, 이상 상태 표시

   ⊙ 축전지 동작 상태

   ⊙ BYPASS 동작 상태

   ⊙ 사용전원 이상 상태

   ⊙ 경보(ALARM) 상태 표시

   ⊙ 기타 상태 표시

 

 [경보음 발생 기능]

   ⊙ 역 변환부 이상시

   ⊙ 입력 전원 이상시

   ⊙ 축전지 저 전압시

   ⊙ 온도 과열시

   ⊙ 과 부하시

   ⊙ 냉각 FAN 고장시

   ⊙ 기타 경보 조건

 

나. UPS 검사 항목

   ⊙ 외관 및 구조                            ⊙ 출력전압 안정도                 ⊙ 출력 주파수 안정도

   ⊙ 출력전압 조정 범위                  ⊙ 출력 파형 왜율                   ⊙ 온도상승

   ⊙ 과부하 내력                             ⊙ 정·복전 시험                      ⊙ 과도 전압 변동

   ⊙ 동기 절체                                ⊙ 효율 측정                           ⊙ 직류 전압 변동

   ⊙ 소음 측정                                ⊙ 동작기능 및 경보 회로         ⊙ 입력전류 제한

   ⊙ 절연 저항                                ⊙ 상용 주파 내전압

※ 발주시방서(설계사무소) → 제작시방서 → 제작 → 공장 검사

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다. 납품시 제출서류

 ▣ UPS

   ⊙ 공인기관 및 자체 시험 성적서

   ⊙ 기기 사용 설명서

   ⊙ 보수용 메뉴얼 (PART LIST 포함)

   ⊙ 상세 도면 (CAD 도면, 터미널 블럭 간 배선도 포함)

▣ 축전지

   ⊙ 운영 및 유지보수 지침서

   ⊙ KS 제품 인증서

   ⊙ 제작사 시험성적서

 ▣ 예비품

   ⊙ PCB (MAIN, LCD, POWER) : 전량 각 1매

   ⊙ IGBT : 1식

   ⊙ LAMP, FUSE, RELAY, TIMER : 실 사용량의 50% (최소 1개 이상)

   ⊙ 공기 필터 및 냉각 FAN : 각 2개

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라. 현장 설치 시 주의 사항

 ▣ UPS 설치

   ⊙ 감독 입회하에 UPS (축전지 포함)를 설치, 입출력 배선과 터미널 연결

   ⊙ 설치는 UPS 공급자가 시행하고, 설치확인서를 발주자에게 제출

   ⊙ UPS-축전지, 축전지간 배선은 UPSS공급자가 준비하여 시공

   ⊙ UPS 용량에 맞게 입, 출력 케이블을 시설

   ⊙ 계약자는 설치 과정에서 발생하는 일체의 안전사고에 대해 책임

 ▣ 축전지 외함 (가대)

   ⊙ 함(가대) 설치시 기울임이 없도록 설치

   ⊙ 접지선을 이용하여 외함(가대) 도색 부분을 벗긴 후 전기적으로 본딩

   ⊙ 설치장소의 현장 여건에 맞게 제작, 설치 (필요시 벽 타공 및 풀박스 포함)

   ⊙ 반드시 현장과 사전 협의 후 축전지 함을 제작

   ⊙ 축전지 점검에 필요한 여유 공간 확보

 ▣ 축전지 설치

   ⊙ 축전지 설치는 기울어짐 및 진동이 없도록 함

   ⊙ 축전지 인입 · 인출에 소요되는 CABLE의 배선 및 결선은 계약자가 시공

   ⊙ 축전지는 발주자 지정품 및 2개월 이내 제작품으로 납품

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