도명이앤씨 - EHWA · 2020-03-26 · 1. ups 개요 13ups1.3 ups의필요성 ups의필요성...

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무정전무정전 전원장치전원장치 UPSUPS교육자료교육자료

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Table of contents

UPS 개요Part 1.

UPS 동작방식Part 2.

UPS 시스템구성Part 3 UPS 시스템구성Part 3.

UPS 동작개요Part 4.

UPS 개요P t 1 UPS 개요Part 1.

미래가치에 도전하는 위대한 기업

1. UPS 개요

1 1 UPS 란?1.1 UPS 란?

무정전 전원 공급장치 UPS는 전원의 전압장해와 주파수 변동에도 신뢰할

수 있고 지속적인 전원공급이 요구되는 중요부하(critical load)에 에너지를

공급하는 장치를 말한다.

1.2 UPS 이용 목적

주요 부하에 지속적인 전원 공급(주요 기능)

정전(Blackout)에 대한 대비

전원 품질개선(부가 기능)

- 순간 전압 강하/상승(Voltage sag/swell)

고조파 왜곡(H i Di t ti )- 고조파 왜곡(Harmonic Distortion)

- 전압 불평형(Voltage Unbalance)

- 위상 급변 (Phase Jump)

미래가치에 도전하는 위대한 기업EHWAEHWA

1. UPS 개요

1 3 UPS의 필요성1.3 UPS의 필요성

UPS의 필요성

상용전원상용전원 상용전원상용전원 전원변동의전원변동의상용전원문제점

상용전원문제점

상용전원상태

상용전원상태

전원변동의영향


1. 순시 정전 및 전압변동

컴퓨터등의 자동화 기기

- 10~20% 전압 강하가 3~20msec 지속시 기억장치 소실

- 프로그램 오작동 or 불량제어

수신기 정지- 수신기 정지

전자 개폐기

- 대부분 전동기 전원 스위치 사용

- 50%이상 전압강하가 5~20msec 지속시 개방

- 전동기 정지로 생산 중단

반도체 전력 변환 장치에 의한 전동기 가변속 구동

- 전압 강하 시 전동기의 관성 저장 에너지에 의한 대전류, 과전압

- 20%이상 전압강하가 5~30msec 지속 시 전동기와 분리

- 전동기 정지, 엘리베이터 정지, 상하수도 펌프 가동 중단

고전압 방전


- 수은램프, 나트륨 램프 등

- 15% 이상 전압강하가 60msec 지속 시 발광관 냉각

1. UPS 개요


UPS의 필요성



상용전원상태

상용전원상태



2. 주파수 변동

60Hz 전력 동기 주파수 사용 기기들

- 공정용 타이머 설정시간 오차 발생

- 시멘트 소둔 회로의 회전수 불균형

타임 스위치 오동작 작동카운터 오동작- 타임 스위치 오동작, 작동카운터 오동작

3. 임펄스 잡음 변동

계통상 뇌써지, 개폐써지, 단락, 단선등의 돌입전류나 위상제어로 인한

전력선에 펄스 잡음.

- 전력 전자 기기나 고집적 반도체 소자 오동작 발생.

4. 고조파 잡음

고조파 전류의 과대 유입에 의한 설비의 과열 및 손실증가로 장치 오동작

고조파 유입에 따라 콘덴서, 변압기, 유도전동기의 용량감소와 과열진동,

토오크 맥동이 발생.

5 고주파 잡음


5. 고주파 잡음

전력 선로상의 통신 매체로 전력 배전방내의 데이터 신호를 송수신에 영향

1. UPS 개요


UPS의 필요성



상용전원상태

상용전원상태



1. 전원 계통이 정전 및 순시 전압 강하

낙뢰나 이상기상등으로 인한 지락 또는 단락

수용가의 사고 전류에 의한 자동 차단

중부하 기동에 의한 이상 전압 강하 현상


중부하 기동에 의한 이상 전압 강하 현상

위의 도표상의 발생 빈도를 감소는 어려운 것으로 추정

1. UPS 개요


UPS의 필요성



상용전원상태

상용전원상태



1. 고조파 장해와 노이즈

전력 변환 장치의 급격한 보급으로 고조파 전류 증대

이상음, 이상가열, 전압파형왜곡등의 고조파 장해는 증가추세

고조파는 전력계통의 콘덴서류 소손이 주 원인고조파는 전력계통의 콘덴서류 소손이 주 원인

노이즈는 컴퓨터 등의 정밀기기의 오동작 발생원인


1. UPS 개요


UPS의 필요성



상용전원상태

상용전원상태



1. 고조파 장해와 노이즈

예) 파워 일렉트로닉스 응용 가변속 모터의 안정범위

- 전압 강하의 안정범위 : 15%이내

- 이상주기 발생 범위 : 0 5사이클 이내


이상주기 발생 범위 : 0.5사이클 이내

- 이상 전원의 발생 범위 : 0.01초 이내

1. UPS 개요

1 4 UPS의 구성 및 기능1.4 UPS의 구성 및 기능

BYPASS

EMERGENCY MANUALBYPASS

AUTOMATIC

BATTERY

BYPASS

MAIN

입력RECTIFIER INVERTER

컨버터(Rectifier / charger)

본 장치는 입력회로차단기, 리액터, I.G.B.T(SCR) 및 반도체 보호용 고속

Fuse, Surge Absorber 등으로 구성되어 입력으로부터 유입되는 고조파

및 NOISE를 차단시키고 전원측으로 역류되는 잡음을 최소화 시키며, ,

직류로 변환시켜 축전지 충전과 동시에 역변환부(INVERTER)에 전력을

공급하는 기능이 있다.

본 장치는 최신기술은 SCR (6Pulse or 12Pulse) 및 I.G.B.T 를

사용하는 기술이다.

본 장치에는 상용전원의 정전 후 복전시나 발전기 기동시에 돌립전류본 장치에는 상용전원의 정전 후 복전시나 발전기 기동시에 돌립전류

제한 및 발전기 보호를 위하여 발전기의 접점과 연동하여 축전지

충전전류를 제한하는 기능을 구비한다.

본 장치는 유지보수의 시간을 단축시키기 위하여 Module화 하면 좋다.

본 장치에는 다양한 축전지의 성능을 만족시키기 위하여 다단계의 전압

SETTING 범위를 가지며 PARAMETER를 통하여 쉽게 수정 가능하다


SETTING 범위를 가지며 PARAMETER를 통하여 쉽게 수정 가능하다.

1. UPS 개요


BYPASS


AUTOMATIC

BATTERY

BYPASS

MAIN


역변환부(INVERTER)

본 장치는 순변환부 및 축전지 전원을 이용하여 양질의 교류전원으로

변환시켜 부하에 공급하는 기능을 갖는다.

본 장치는 I.G.B.T를 사용한 DSP 고주파 PWM 제어방식으로 제작한다.본 장치는 I.G.B.T를 사용한 DSP 고주파 PWM 제어방식으로 제작한다.

본 장치는 출력 과부하시 역변환부의 출력 전류를 제한할 수 있다.

본 장치는 완전디지털 방식의 3상 병렬제어기를 사용하여 병렬운전시

각각의 UPS의 위상 및 전압차에 의해 발생하는 저주파 순환전류를

제거하는 기능을 구비한다.

옵션 -출력변압기

본 변압기는 역변환부 출력에 연결되며 고조파 함유량을 최소한으로 하기

위한 특수 설계로 1차와 2차는 NOISE제한을 위하여 절연시키는 역할을

한다.


1. UPS 개요


BYPASS


AUTOMATIC

BATTERY

BYPASS

MAIN


동기절체 스위치부(AUTOMATIC BYPASS= TRANSFER SWITCH)

본 장치는 반도체 스위치(THYRISTOR)로 구성되어 상용전원에 직렬

연결되고 각 UPS MODULE 출력 스위치와 병렬 접속되어 주장치 고장시

또는 과부하시 무순단으로 자동 절체 될 수 있으며 만일 과부하 해소시

에는 무순단으로 자동 역절체 된다.

또한 정기적인 점검을 위한 수동 절체 기능이 복합 구성된다.

유지보수 스위치 (MANUAL BYPASS= MAINTENANCE BYPASS)

본 장치는 주기적인 기기 분해 점검시나 정기점검시 상용전원과 UPS본 장치는 주기적인 기기 분해 점검시나, 정기점검시 상용전원과 UPS

SYSTEM을 완전 분리시킬수 있도록 각각의 UPS내부에 설치된다.

상용전원과 UPS를 완전히 분리하여 안전한 유지보수가 가능하도록 한다.


1. UPS 개요


BYPASS


AUTOMATIC

BATTERY

BYPASS

MAIN


출력 휠타부

본 장치는 역변환부에서 발생되는 고조파를 제거하여 안정된 양질의

전원을 만들어 부하에 공급할 수 있는 여파기능을 갖는다.

제어회로부

본 부분은 정류부, 인버터부, 동기절체 스위치부, 계측기능, 경보부 등의

모든 제어를 수행하는 DSP CPU UNIT와 보조전원 UNIT로 구성하며

다층면의 인쇄회로 에폭시 기판을 사용하며 운용 및 보수가 편리하다.

UPS는 그이외에도 원격감시, 경보 및 상태표시가 가능한 LCD,

상태표시가 가능한 전면 운용 판넬에 MIMIC, 계측장치, 제어장치 등

많은 구성품을 가지고 있다.


UPS 동작방식P t 2 UPS 동작방식Part 2.


2. UPS 동작방식

2. 1 UPS 동작 방식의 종류. 동작 방식의 종류

LineInteractive

OFFLINE

UPS의

“동작방식”

Double Conversion

2. 2 OFF LINE UPS의 동작방식

정상 운전시

정전 발생시

정상 운전시 상용전원을 부하 측으로 전원 공급

정전과 입력전원 미달시 배터리 방전에 의해 부하 측에 전원공급


주로 서버 전용의 소용량에 많이쓰임

2. UPS 동작방식

2. 3 Double Conversion UPS의 동작 방식. 3 의 동작 방식

정상 운전시

중고장시

정전 발생시충전

정상 운전시 정류기를 통해 배터리 충전 및 인버터를 통한 부하 측에 전원 공급

정전 발생시 배터리 방전에 의해 부하 측에 전원공급

신뢰도를 요하는 방식 (주로 중용량에 많이 쓰이는 방식)

2 4 Li I t ti UPS 동작 방식정상 운전시

2. 4 Line Interactive UPS 동작 방식

정전 발생시충전

정상 운전시 상용전원을 부하 측으로 전원공급을 인버터 모듈내의 IGBT FREE

인버터 모듈내의 IGBT F Wh li Di d 를 통한 F ll B id 정류 방식


인버터 모듈내의 IGBT Free Wheeling Diode를 통한 Full Bridge정류 방식

으로 충전기능을 함 (정전 발생시 배터리 방전에 의해 부하에 전력공급)

2. UPS 동작방식

2. 5 UPS 동작방식 별 장,단점. 5 동작방식 별 장,단점

장점OFF LINE UPS

단점

소형 평상시 전원과 부하 사이에소형

저가격

고효율

회로구성간단

평상시 전원과 부하 사이에

절연안됨

출력전압 제어 안됨

고장시 절체 시간이 길다.

난연 재질 성적서

Double Conversion UPS

전원과 부하의 완전한 절연

고 신뢰성

출력전압제어(크기제어)

높은 가격

크기가 커짐

Line Interactive UPS

출력전압제어(크기제어)

간단한 구조

저 가격

전원과 부하단의 불완전한 절연

전압 제어 성능 저하

출력 전압 주파수가 입력 전원에

의존적


2. UPS 동작방식

2. 6 UPS 동작방식 비교표. 동작방식 비

OFF-LINE 방식Double Conversion

방식LINE INTERACTIVE방식

효 율 90% 이상 80%~92%이하 95% 이상

절체 TIME 10mSec 이하4mSec 이하

(무순단) 10mSec 이하

출력전압변동 입력변동에 관계없이 %～10%정도 자동전압조출력전압변동(입력변동시)

입력변동과 같이 변동됨 .입력변동에 관계없이

정전압 공급함5%～10%정도 자동전압조

정됨

입력전압이상시(Sag,Impulse,Noise

등) 차단하지 못함 완전 차단함 부분적으로 차단됨

Frequency 변동 입력변동에 따라 변동됨 변동없음(±0.5%이내) 입력에 따라 변동됨

제조원가(가격) 낮다 높다 낮은편

소 음 40dB 이하 45dB～65dB 40dB 이하

충전부 용량 증설관련충전기가 별도로 구성되어 증설 가능

충전부가 별도 구성된장비는 가능

IGBT의 Free WheelingDiode의 용량으로 제한됨

요구하는 기술정도 단순한 구성(구형파) 복잡한 회로 구성으로 기술력이 요구됨

자동전압조정기능과 정복전시 Time 관련정도 기술력요구됨

체 충

발생되기 쉬운 고장 및이상증상

가. 정전시 절체Time문제(사용중인 부하가순단 되는 경우가 있다)나. 과부하 문제(대부분 정상인입시에는

확인이 않됨)다. 반도체 소자 파손(주로 절체순간 파손됨)

라 출력전압 이상 판단

가. Fan 불량(과 온도불량 발생)

나. 반도체 소자 파손(상시 동작하는 반도체)

다. 소음 발생라. Noise 발생(상시 인버터 동작으로주위에 영향을 줌)

가. 과충전(출력 자동전압 기능을상실하면 발생됨)나. 반도체 소자 파손(정전 복전이 반복되는 경우발생)

라. 출력전압 이상 판단(주로 구형파라서 일반계측기로는 180V 지시)

현재에 사용되는 거의 모든 UPS는 Double Conversion 방식을 사용하고

있으며, 효율부분에서 최대 96%이상의 효율을 가질 수 있도록 발전하였고,


, ,

다른 방식과 비교하여 월등한 안정성 및 신뢰성을 가지는 방식으로 진화하였다.

UPS 시스템 구성P t 3 UPS 시스템 구성Part 3.


3. UPS 시스템 구성

3.1 Double Conversion UPS의 종류3. 의 종류

6-pulse 방식 12-pulse 방식


3.1 Double Conversion UPS의 종류


3.1.1 SCR +I.G.B.T TYPE

1. UPS의 구성박식에 따른 주요 특성

UPS의 구성방식에 있어서 인버터부는 I.G.B.T를 이용한 방식이 보편화 되어

있으며 정류부에 있어서는 SCR의 위상제어 방식과 I G B T PWM 정류 방식을

3. 의 종류

있으며 정류부에 있어서는 SCR의 위상제어 방식과 I.G.B.T PWM 정류 방식을

채택한 ALL I.G.B.T UPS로 변화되어 가고 있는 추세이다.

1.1 SCR 정류기를 채택한 UPS

SCR 정류기를 사용한 UPS 방식은 6Pule 와 12Pulse의 두가지 형태로써

아날로그 위상제어를 행함으로써 입력측으로 역류되는 전류고조파 왜형율이아날로그 위상제어를 행함으로써 입력측으로 역류되는 전류고조파 왜형율이

상당히 크게 발생한다.

또한 고조파를 저감시키기 위하여 다상 회로를 채택함으로 주변의 회로가

복잡해지고 직류전압을 제어하기 위하여 위상을 지연시켜야 하기 때문에

역률이 저하된다.

따라서 고조파의 저감 및 역율 보상용 별도의 필터부착 및 정류상수의 증대로따라서 고조파의 저감 및 역율 보상용 별도의 필터부착 및 정류상수의 증대로

인하여 변압기 및 브릿지 구성이 추가로 부착되므로 신뢰성이 저하되며 손실이

커지고 외형 size가 커 설치면적이 커진다.

SCR 정류기 IGBT 인버터

미래가치에 도전하는 위대한 기업EHWAEHWASCR 정류기 를 채택한 UPS의 구성

보상용 filter (option)



1. PWM 정류기를 채택한 ALL I.G.B.T UPS

ALL I.G.B.T UPS는 최신의 반도체 소자인 I.G.B.T정류기를 채용하여 디지털로

PWM제어(PWM:Pulse Width Modulation)하기 때문에 별도의 부가 장치가

3.1.2 ALL I.G.B.T TYPE

3. 의 종류

PWM제어(PWM:Pulse Width Modulation)하기 때문에 별도의 부가 장치가

필요없이 입력측으로 역류되는 전류 고조파 왜형율이 5%이내로 유지되며 또한

입력역율을 0.98Lag이상으로 유지시킨다.

이는 SCR UPS의 아나로그 위상제어 방식으로 제어되는 주변의 복잡한

회로구성을 디지털(DSP : Digital Signal Processor)로 간략화하여 부품의

고장요소를 완전히 제거시키고 능동형 액티브 필터로 동작하기 때문에 동시에고장요소를 완전히 제거시키고 능동형 액티브 필터로 동작하기 때문에 동시에

입력의 타 계통에서 발생되는 고조파를 추가적으로 감쇄시킬 수 있다.

따라서 ALL I.G.B.T를 채용함으로서 회로구성이간단해져 신뢰성이 확보되며

근본적으로 고조파 발생이 없기 때문에 수전단의 타장비에도 양질의 전원을

공급할 수 있다.

IGBT PWM정류기 IGBT PWM인버터

상용 및 발전 AC 출력

미래가치에 도전하는 위대한 기업EHWAEHWAALL IGBT 방식의 UPS의 구성



구 분일반형 UPS ALL IGBT UPS

비 고(장점)6Pulse 정류기 12Pulse정류기 IGBT PWM 정류기

- 회로의 간략화로소형 경량화6Pulse

3.1.3 UPS 종류에 따른 비교표

3. 의 종류

구성

소형 경량화- DIGITAL로 제어되기 때문에 신뢰성이 확보됨.

- 능동형ACTIVE FILTER

IGBT

정류기

6Pulse 정류기

사용소자 SCR (Silicon Controlled Rectifier) (Insulated Gate

BipolarTransistor)

최신형 반도체 소자

제어방식 위상제어

디지털 PWM

공간벡터 제어

(Space Vector

Modulation)

완전디지털 방식의PWM 제어

Modulation)

입력 역율

0.8Lag 이상 0.83Lag 이상 0.98Lag 이상무부하 손실 및전력요금 감소

입력전압및 전류

파형

고조파 발생이 근본

적으로 없는무공해

UPS

치고조파 필터 설치

불필요

(전력손실 절감)

고조파 로 인한 간

섭 및 장해현상

완전 해소

역류고조파

왜율

전류 : THD 33%이내

전류 : THD 14% 전류 : THD 5%이내


발전기용량

비율

1 : 3배

(ups용량기준)

1 : 1.5배

(ups용량기준)

1 : 1배

(ups용량기준)

발전기를 UPS설치용량과 동일하게사용



구 분 SCR + IGBT TYPE ALL IGBT TYPE 비고

회로구성도

All IGBT TYPE은 1990년 이후생산되어 현재 대용량으로 생산되고 있으며 최신기술을 적용하고있음

ᅀᅀᅀᅀ 6 Pulse

3.1.3 UPS 종류에 따른 비교표

3. 의 종류

회로구성도SCR+IGBT TYPE은 1980년이후 생산된 기술로써 현재는 ALL IGBT TYPE으로 대체되고 있음.

동작개요

• 한전을 수전하여 정류기는 교류를 직류로 변환하고 비상용축전지(Battery) 를 충전하며 인버터는 직류를 정전압정주파수의 정밀한 교류전원으로 변환하여 하에 전력을공급 정전시에는 충전된 축전지 전력으로 인버터를 통하여정밀한 교류전원으로 변환하여 연속적으로 부하에 전력을

• UPS : 무정전전원공급장치(Uninterrutible Power Supply)• 축전지(Battery)정전시 전력 보상장치(30분 이상)

ᅀᅀYY12 Pulse SCR

정류기

6 PulseIGBT PWM

인버터Battery

IGBT PWM

인버터

Battery

IGBT PWM

정류기

정밀한 교류전원으로 변환하여 연속적으로 부하에 전력을공급

정류기 소자 SCR (Silicon controlled Rectifier)

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) • 교류를 직류로 변환하는 장치

인버터 소자 IGBT IGBT • 직류를 교류로 변환하는 장치

고조파 발생

(고조파는

• 역류되는 THD 의 량이 많을수록 선로 및 변압기 발열, (고조파는

UPS 입력

에서 발생

되며 수전단의 선로,

변압기, 차단기 , 조명,

발전기,

수록 선 및 변압기 발열,변압기 및 발전기 용량 증가.

• 발전기 용량 배율- ALL IGBT ( 1 : 1.1배)- SCR + IGBT ( 1 : 1.5~3배)( THD 가 적을수록 발전기운용에 유리)

고조파 전류왜율(THD) : 10 고조파 전류왜율 (THD) : THD(Total Harmonic ,MOTOR 등에악영향을

초래.)

파 류왜 ( )~33%

파 류왜 ( )3~5%

(Distortion )

입력 역율

0.8~0.83(별도의 역율 보상용FILTER구비 필요)• FILTER 고장시 역율 저하

0.95~0.97 • 한전규정에 의거 0.9 이상 유지. • ALL IGBT UPS의 경우 별도

장치 없이 규정된 0.9이상을항상 유지할 수 있음.


돌입전류• 용량의 600% 발생.(변압기)

• 발생치 않음. • 돌입전류는 발전기가동에 영향을 줌.

출력 전압 380-220V ± 1% 380-220V ± 1% • 컴퓨터기기에 안정된 정원공급

P t 4 UPS 동작개요Part 4. UPS 동작개요


4.1 단독 UPS의 동작개요


4.1.1 정상동작

. 단독 의 동작개

정상모드에서 부하는 인버터에 의해 전원을 공급받는다.

사용전원에 의해 전원을 공급받는 정류기는 인버터에 전원을 공급하며

축전지를 충전시키게 된다.




4.1.2 상용전원 정전시 동작


상용전원 정전 또는 이상 발생시, 인버터는 축전지의 에너지를 이용하여

중단없이 부하에 전원을 공급한다. 중단없이 부하에 전원을 공급한다.

축전지가 거의 방전되었을 때, PARAMETER에 의해 설정된 저전압 경보가

1차적으로 발생하고 2차로 정지예보가 발생하게된다.

(축전지는 완전 방전 시 다시 충전될 수 없으므로 종지전압을 설정하여 더 이상

방전하지 않도록 축전지를 보호한다. 즉 종지전압까지 떨어지는 시간이 정전

보상시간(BACK-UP TIME)이다


보상시간(BACK UP TIME)이다.



4.1.3 바이패스 동작(Bypass Operation)


인버터 또는 기타 시스템 내부 고장 시 부하를 상용전원으로 정전 없이 바로

절체 하여 바이패스 공급 모드로 동작시키며, 자동 고장 리셋 조건 안에 시스템

상태가 정상으로 돌아왔을 때 자동으로 인버터 전원 모드로 절체된다.




4.1.4 유지보수용 바이패스 동작(Maintenance Bypass Operation)


유지보수용 바이패스는 기타 시스템 내부 고장시 부하를 상용전원으로

정전없이 바로 절체시키는 한편, UPS를 전기적으로 분리시킵니다.

(전기적으로 분리시킴으로서 더욱 안전한 유지보수가 가능합니다.)



4.2 병렬 UPS의 동작개요(Parallel Redundant)

계통계통 구성도구성도

BYPASS


AUTOMATICBYPASS

. 병렬 의 동작개 ( )

BATTERY Load50%

BYPASS

EMERGENCY

MAIN


Load100%

MAIN

입력

BYPASS

EMERGENCY

Load50%

MANUALBYPASS

AUTOMATICBYPASS

RECTIFIER INVERTER

운용운용 장점장점

- 총 부하용량에 대하여 50%씩 부하 분담으로 예비율을 둘 수 있다.

- 비상시 2대의 합의 용량만큼 사용 가능하여 기동성 부하에 효율적이다.

BATTERY Load50%

- 추후 용량 증설시 별도의 부가장치 없이 동일 용량으로 증설이 용이하다.

- 개별 또는 공통 축전지 사용이 가능하다.

- UPS 고장 절체시 BYPASS부 고장이 발생하면 잔여 UPS의 BYPASS로 연속 전원공급 된다.

운용운용 단점단점운용운용 단점단점

- 기존 UPS와 모델 및 용량이 상이할 경우 병렬 시스템 구현이 불가하여 전량 신규도입으로

투자 비용 많이 소요 됨.





EMERGENCYMANUALBYPASS

4.2.1 정상운전

BATTERY

BYPASS

Load50%

BYPASS

AUTOMATICBYPASS

MAIN


BATTERY

Load100%

BYPASS


AUTOMATICBYPASS

BATTERY

MAIN

입력Load50%

RECTIFIER INVERTER

정상동작(병렬운전)

- 상용전원 및 발전기 전원을 수전하여 2대의 UPS의 정류기와 인버터를

통하여 출력의 총부하를 50%씩 각각 분담하여 공급한다.

또한 각각의 UPS에 병렬 연결된 축전지를 충전시킨다


또한 각각의 UPS에 병렬 연결된 축전지를 충전시킨다.




EMERGENCY

4.2.2 정전시 운전

MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load50%

AUTOMATICBYPASS

MAIN


BYPASS

BATTERY

Load100%

BYPASS

EMERGENCY

AUTOMATICBYPASS

MANUALBYPASS

BATTERY

MAIN

입력Load50%

RECTIFIER INVERTER

정전시 운전(병렬운전)

- 각각의 축전지 전력으로 인버터에 전력을 공급함으로써 규정된 시간동안

총 부하를 50%씩 분담하여 공급하게 된다.





EMERGENCY

4.2.3 1대 고장시 운전

MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load 100%

AUTOMATICBYPASS

MAIN


BYPASS

BATTERY

Load100%

BYPASS


AUTOMATICBYPASS

FAILURE

BATTERY

MAIN

입력Load 0%

RECTIFIER INVERTER

FAILURE

1대 고장시 운전(병렬운전)

- 2대의 UPS가 병렬운전중 한대의 UPS가 고장시 나머지 한대의 UPS가 총

부하 100%를 모두 분담한다.

그러므로 총 부하량 이상의 UPS를 두 대 사용하는 것을 권장합니다


그러므로 총 부하량 이상의 UPS를 두 대 사용하는 것을 권장합니다.




EMERGENCY


MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load 50%

MAIN

입력RECTIFIER INVERTERFAILURE

BYPASS

AUTOMATICBYPASS

BATTERY

Load100%

BYPASS


AUTOMATICBYPASS

BATTERY

MAIN

입력Load 50%

RECTIFIER INVERTERFAILURE

2대 고장시 운전(병렬운전)

- 2대의 UPS가 모두 고장시에는 각각의 BYPASS로 절체되어 AUTOMATIC

BYPASS를 통하여 상용전원으로 총부하를 50%씩 분담하여 공급한다.





EMERGENCY


MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load 50%

AUTOMATICBYPASS

MAIN

입력RECTIFIER INVERTERFAILURE

BYPASS

BATTERY

Load100%

BYPASS

EMERGENCY

AUTOMATICBYPASS

MANUALBYPASS

BATTERY

MAIN

입력Load 50%

RECTIFIER INVERTERFAILURE

2대 고장시 유지보수(병렬운전)

- INVERTER가 정상적 동작을 수행하지 못하는 상황이 발생되면 무순단으로

BYPASS로 절체하여 부하를 연속적으로 공급한다.

※ UPS 고장 수리시 내부 또는 별도 판넬로 내장된 Maintenance 스위치로


무순단 절체하여 UPS내 전원없이 안전하게 고장 수리를 할 수 있다.


4.3 병렬 UPS의 동작개요(STAND-BY).3 병렬 의 동작개 ( )

계통계통 구성도구성도

BYPASS


AUTOMATICBYPASS

BATTERY Load 0%

BYPASS

EMERGENCY

RECTIFIER INVERTERMAIN

입력

Load100%

MAIN

입력

BYPASS

EMERGENCY

Load 100%

MANUALBYPASS

AUTOMATICBYPASS

RECTIFIER INVERTER

운용운용 장점장점

- 기설 UPS의 용량, 모델 구분없이 운전 구성하여 운용할 수 있다.

- 2대 운전중 1대 고장시 대기중인 UPS로 무순단 절체되어 운전된다.

BATTERY Load 100%

운용운용 단점단점

- 고장중 대기중인 UPS로 절체시 100% 부하 절체에 따른 부하측의 심한 전압 흔들림이나

UPS DOWN 현상이 발생할 수 있다.

- 축전지는 공통 축전지를 사용하기 어려우며, 항시 개별 축전지를 사용하여야 한다.


,

- 부하량 증가에 따른 용량 증설시 UPS 시스템 전체를 재 구입하여야 한다.

- 고장 절체중 BYPASS부 고장이 발생하면, 부하측 전원 공급중단 사태가 발생된다.

4.3 병렬 UPS의 동작개요(STAND-BY)


.3 병렬 의 동작개 ( )

EMERGENCY

4.3.1 정상시 운전

MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load 0%

AUTOMATICBYPASS

MAIN

입력

BYPASS

RECTIFIER INVERTER

BATTERY

BYPASS

EMERGENCY

AUTOMATICBYPASS

MANUALBYPASS

Load100%

BATTERY

MAIN

입력Load 100%

RECTIFIER INVERTER

정상시 운전(병렬운전)

- Main UPS는 한전 및 발전기 전원을 수전받아 Rectifier를 통하여 축전지를

충전하고 동시에 인버터에 전원공급하여 부하측으로 안정된 전원을 공급한다.

- Stand-By UPS는 Rectifier를 통하여 축전지를 충전하고 인버터에 전원을


공급하며, 인버터는 Main UPS의 BYPASS 측으로 전원을 공급한다.




EMERGENCY

4.3.2 정전시 운전

MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load 0%

AUTOMATICBYPASS

MAIN

입력

BYPASS

RECTIFIER INVERTER

BATTERY

BYPASS

EMERGENCY

AUTOMATICBYPASS

MANUALBYPASS

Load100%

BATTERY

MAIN

입력Load 100%

RECTIFIER INVERTER

정전시 운전(병렬운전)

- 평상시 RECTIFIER를 통해 에너지를 축적하였던 BATTERY는 INVERTER에

전원을 공급하며, 인버터는 부하에 양질의 전원을 공급한다.





4.3.2 고장시 운전

EMERGENCY

4.3.2

MANUALBYPASS

BATTERY

BYPASS

Load 100%

AUTOMATICBYPASS

MAIN

입력

BYPASS

RECTIFIER INVERTER

BATTERY

BYPASS

EMERGENCY

AUTOMATICBYPASS

MANUALBYPASS

Load100%

BATTERY

MAIN

입력Load 0%

INVERTERRECTIFIER

고장시 운전(병렬운전)

- Main UPS 고장시 바이패스로 무순단 절체가 이루어지며, 대기중인 UPS의

전원으로 부하측 전원 공급이 이루어진다.


4.4 UPS 시스템 구성 방식


. 시 템 구성 방식

4.4.1 N+1 UPS 구성

BYPASS


AUTOMATIC

UPS 500kVA

BATTERYLoad 33.3%

MAIN


BYPASS

EMERGENCY MANUAL UPS Load

BATTERY

BYPASS

EMERGENCY

Load 33.3%

MAIN


MANUALBYPASS

AUTOMATICBYPASS

UPS 500kVA 1000kVA

BYPASS

EMERGENCY

MAIN


MANUALBYPASS

AUTOMATICBYPASS

UPS 500kVA

정상운전

1대 고장시

N+1 구성(병렬운전)

- N+1 구성이란 위와 같이 1000kVA 용량을 필요로 할때 500kVA 3대를

사용함으로써 1대 고장시 남은 두대의 UPS로 부하에 전력을 공급하는 것이다

BATTERYLoad 33.3%입력


사용함으로써 1대 고장시 남은 두대의 UPS로 부하에 전력을 공급하는 것이다.

한대의 고장에 대비해 한대(+1)의 예비 UPS를 가지는 SYSTEM 방식이다.




4.4.2 2N UPS 구성

BYPASS

EMERGENCY MANUALBYPASSAUTOMATIC

BYPASS

UPS 500kVA

Load

BATTERY

MAIN

입력

RECTIFIER INVERTER

BYPASS

EMERGENCY MANUALBYPASSAUTOMATIC

BYPASS

UPS 500kVA

Load 25%

1000kVABATTERY

MAIN

입력

RECTIFIER INVERTER

BYPASS

EMERGENCY

MAIN RECTIFIER INVERTER

MANUALBYPASSAUTOMATIC

BYPASS

UPS 500kVA

Load 25%

BATTERY

MAIN

입력

RECTIFIER INVERTER

정상운전

BYPASS

EMERGENCY

MAIN RECTIFIER INVERTER

MANUALBYPASSAUTOMATIC

BYPASS

UPS 500kVA

Load 25%

2N 구성(병렬운전)

- 2N 구성이란 위와 같이 1000kVA 용량을 필요로 할때 500kVA 4대를

사용함으로써 필요 용량인 1000kVA 보다 2배의 용량을 확보함으로써 한쪽

1SYSTEM고장시

BATTERY Load 25%MAIN

입력

RECTIFIER INVERTER


사용함 써 필 용량인 1000kVA 다 2배의 용량을 확 함 써 한쪽

SYSTEM의 고장시 다른 SYSTEM의 UPS로 부하에 전력을 공급하는 것이다.

필요로 하는 용량만큼의 UPS를 예비로 가지는 SYSTEM 구성방식이다.




4.4.3 UPS 시스템 구성 방식에 따른 비교

구분 N+1 2N 비고

UPS”A”

구성도EX)부하

1000kVA

UPS”A”500kVA

LOAD

1000kVA

UPS”A”500kVA

UPS”A”500kVA LOAD

1000kVA

UPS”B”500kVA

UPS”C”500kVA

UPS”B”500kVA(

UPS”B”500kVA(

구성방식 • 단일 예비기 시스템(N+1) • 복수 병렬운전 시스템(2N)

UPS &축전지

• 500kVA x 3Set • 500kVA x 4Set

• STS

500kVA(

부대장치 - ( 부득이 Single power를 사용하는 부하만 필요)

특징 • Load 별 예비기 1대 보유

• Load를 2 Group으로운영 (1000, 1000)• Group 별 예비 시스템보유

장점

• 도입비 저렴• 예비기 보유(시스템 당 1대)

• 예비시스템 보유(-1,-2)• 시스템 1,2가 상호Back-up

• 시스템 장애 또는 교체시정전없이 가능

• 시스템 1대 이상 또는전체 장애시 Back-up

• 구축 비용 고가• 설치장소 크게 필요


단점 없음. • 시스템 교체시 정전 필요( 발전기 사용도 가능)

• 설치 면적 증가

Thank you!끝까지 경청해 주셔서 감사합니다.

Q & A

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이화전기공업 주식회사EHWA TECHNOLOGIES INFORMATION CO., Ltd

HEAD OFFICE 서울특별시 강남구 논현로 746 석호빌딩 7층TEL 02-3440-0200 FAX 02-3440-0202

FACTORY 경기도 광주시 곤지암읍 경충대로 425TEL 031-760-1114 FAX 02-760-1177

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도명이앤씨 - EHWA · 2020-03-26 · 1. ups 개요 13ups1.3 ups의필요성 ups의필요성...

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