[발송배전기술사] UPS(Uninterruptible Power Supply)!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 UPS(Uninterruptible Power Supply)에 대한 설명입니다.

개요, UPS 동작원리, 절체방식, UPS 용량산정 순으로 서술하겠습니다.

[문제] UPS에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) CVCF 장치에 축전지를 결합한 장치

  2) 상용전원 정전이나 전압변동, 주파수변동이 있을 경우

  3) 부하에 변동이 없는 양질의 전원을 공급하는 장치

  4) 변환방식은 크게 정지형과 회전형으로 구분된다.

 

2. UPS 동작원리

  1) 구성도

  2) 평상시

     (1) AC → DC → AC : 양질의 교류전압 공급

     (2) 축전지 상시 충전

  3) 정전시

     (1) 축전지(DC) 방전 → 양질의 교류전압 공급

     (2) 상용전원 회복시 축전지 자동충전

  4) By-Pass 운전

    · 내부 이상시 제어장치를 통해 무중단(150[$\mu s$])으로 전원공급

  5) 축전지

    · 대부분 부동충전방식 이용

 

3. 절체방식

  1) 순단 절환방식

     (1) 평상시 : 상용전원 수전

     (2) 정전시 : 스위치 동작, 축전지에 의한 수전

  2) 무순단 절환방식

     (1) 평상시 : 상용입력과 동기를 취해 인버터운전

     (2) 정전시 : Thyrister 제어로 무순단 절체

  3) 직렬 보상용 순저 대책장치

     (1) 평상시 : By-Pass S/W ON, 상용전원 수전

     (2) 순간 저전압 발생시 : 콘덴서 축적에너지로 보상

  4) 트라이포트방식

     (1) 평상시 : 트라이포트 변압기 통해서 전력공급

     (2) 정전시 : 축전지 → 인버터 → 트라이포트 변압기 통해서 전력공급

     (3) 특징 : UPS의 장점을 살리면서 고효율화한 것

 

4. UPS 용량산정

  1) 용량 산정시 고려사항

     (1) 부하용량을 충분히 만족시킬 것

        · 부하의 20~30[%] 여유

     (2) 부하 가동시 UPS 출력 한계값을 초과하지 않을 것

     (3) 장래 부하증가를 고려할 것

     (4) 가능한 표준용량을 선정할 것

  2) 용량산정방법

     (1) 정상부하에 의한 산정 $P_{1} $

        · $P_{1} \geq k_{1} \sum_ .^.  P_{m}$

           · $k_{1}$ : 여유율(1.0~1.2)                · $P_{m}$ : 1단원 투입시 정상부하전력[kVA]

     (2) 부하 기동에 의한 산정 $P_{2} $

        · $P_{2} \geq k_{1} \sum_ .^.  P_{m} + P_{p\, m} $ 

           · $P_{p\, m}$ : 최후에 투입하는 돌입전류에 의한 전력[kVA]

     (3) 부하 기동시 전압변동에 의한 산정 $P_{3} $

        · $P_{3} \geq  \frac{ P_{p\, 1} }{L}$

           · $P_{p\, 1}$ : 1단원 투입시 돌입전류에 의한 전력[kVA]                · $L$ : 허용계수(0.2~0.5)

     (4) (1)~(3) 중에서 가장 큰 값 선정

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 UPS(Uninterruptible Power Supply)에 대하여 알아 보았습니다.