정전, 데이터 손실, 생산 중단 - 이는 기업이 밤에 잠 못 이루게 하는 악몽입니다. 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템을 올바르게 선택하는 것은 전기적 중단으로부터 침투할 수 없는 방어막으로 중요한 작업을 보호하는 것과 같습니다. 하지만 조직은 이 방어막이 효과적이고 필요에 맞게 조정되도록 어떻게 보장할 수 있을까요? Fuji Electric India의 기술 가이드는 UPS 선택 및 구성에 대한 주요 고려 사항을 분석하여 탄력적인 전력 인프라 구축을 위한 로드맵을 제공합니다.
UPS를 선택하기 전에 운영 요구 사항을 정의하는 것이 가장 중요합니다. UPS 응용 분야는 조명, 시동 전력, 운송, 기계 유틸리티 시스템, HVAC, 데이터 처리, 통신, 생명 유지 및 신호 회로를 포함한 다양한 중요한 영역에 걸쳐 있습니다. 일부 시설에서는 UPS가 여러 가지 목적으로 동시에 사용되어야 할 수 있습니다. 평가해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다.
- 허용 가능한 지연 시간: 주 전원 고장과 UPS 활성화 사이의 최대 허용 간격.
- 백업 지속 시간: 비상 또는 백업 전원에 필요한 최소 실행 시간.
- 부하 중요도: UPS가 지원해야 하는 부하의 중요성.
이러한 요소는 UPS 용량 및 유형 선택에 직접적인 영향을 미칩니다.
단상 전원은 가정 및 소규모 사업체에서 흔히 사용되며, 조명, 팬, 제한된 에어컨, 컴퓨터 및 5마력 미만의 모터에 충분합니다. 그러나 단상 모터는 삼상 모터에 비해 시동 전류가 훨씬 더 높으므로 삼상 전원은 산업 응용 분야에 더 효율적입니다.
삼상 전원은 전 세계적으로 대기업, 데이터 센터 및 제조 분야에서 지배적입니다. 삼상으로 업그레이드하는 데 비용이 더 많이 들지만, 더 안전하고 경제적인 케이블 연결이 가능합니다. 인도에서는 5~7kW를 초과하는 부하에 대해 삼상 연결이 표준입니다. UPS 선택(단상 또는 삼상)은 다음 사항에 따라 달라집니다.
- 연결된 부하 유형.
- 스위치 기어에서 보호된 실까지의 건물 전기 배선.
삼상 전원은 120도 위상 차이가 있는 세 개의 단상 회로로 구성되어 더 높은 전력 용량을 제공합니다. UPS 시스템은 세 가지 잠재적인 위상 구성을 특징으로 합니다.
- 삼상 입력/삼상 출력(3/3): 삼상 부하용.
- 삼상 입력/단상 출력(3/1): 단상 부하용.
- 단상 입력/단상 출력(1/1): ATM 또는 데스크톱 컴퓨터와 같은 소규모 응용 분야용.
대형 삼상 UPS 시스템을 사용하여 전원 보호를 중앙 집중화하면 연속성 계획이 단순화되는 반면, 분산된 접근 방식은 국소적인 보호를 위해 여러 개의 소형 UPS 장치를 사용합니다.
UPS 용량을 결정하는 방법은 다음과 같습니다.
- 부하 요구 사항: 전력 계수(측정 또는 추정)를 포함하여 연결된 부하를 표로 만듭니다.
- UPS 구성: 중복성(예: 중요한 부하의 경우 N+1)을 선택합니다.
- 용량 선택: 총 부하를 N으로 나누어 개별 UPS 용량을 구합니다.
동적 부하의 경우 서지 전류, 피크 공정 전류 및 작동 시퀀스와 같은 요소를 고려해야 합니다.
배터리는 정전 시 DC 전원을 제공하며 UPS 기능에 매우 중요합니다. 밸브 조정 납축전지(VRLA) 배터리는 유지 보수가 필요 없는 작동으로 인해 널리 사용됩니다. 주요 고려 사항:
- 설계 수명 대 실제 수명: 온도, 충전 주기 및 방전 깊이의 영향을 받습니다.
- 온도 영향: 25°C 미만에서는 용량이 감소하고, 25°C 이상에서는 8°C마다 수명이 절반으로 줄어듭니다.
- 방전 빈도/깊이: 얕은 주기가 빈번하면 깊은 주기보다 수명이 덜 줄어듭니다.
배터리 용량은 다음을 고려해야 합니다.
- 부하 특성(연속, 비연속, 순간).
- 설계 여유(10~15% 버퍼).
- 노화 요인(납축전지의 경우 1.25 배수).
- 온도 보정 계수.
케이블: 단면적은 허용 가능한 온도 상승 및 전압 강하에 따라 달라집니다. 삼상 시스템의 중성 도체는 위상 단면적의 두 배가 필요할 수 있습니다.
회로 보호: 성형 케이스 회로 차단기(MCCB)는 과부하 및 단락으로부터 보호합니다. 조정 규칙:
- 상위 장치는 하위 장치보다 더 높은 고장 전류를 견뎌야 합니다.
- 배터리 보호에는 배터리 단락 전류의 70% 미만으로 자기 트립 설정이 있는 MCCB가 필요합니다.
적절한 케이블 및 보호 장치 선택은 고장 시 시스템의 안정성과 안전성을 보장합니다.