무정전 전원장치(UPS)의 이해

Micro Processor 기술채용! 입.출력 EMI Filter 내장으로 인접장비에 전자파 간섭배제 제3세대 반도체 소자 IGBT채택 동기절체 스위칭 소자의 반도체화로 절체시 소음 및 돌입전류 제거 소형 경량 저소음 고성능 고효율 뛰어난 과도응답 특성으로 부하 전원에 고 신뢰성보장 IGBT 고주파(20KHz)순시제어 PWM방식 안전성 위주의 간편한 조작 소형화,경량화, 저소음화 다양한 상태 감시기능 각상제어 방식(100% 불평형 부하에도 전압안정도 ± 2% 이내 설계

품명 무정전 전원장치(UPS) 규 격 용량 KVA 수량 대 전압사양 입력 - 3Ø 또는 1Ø /출력 - 3Ø 또는 1Ø 정전 보상 시간 Min 납품장소 지정 장소 납품기한 지정 일자

■ 일반사항 1. 적용범위     본 사양서는 주전산기 및 주변기기에 설치되는 정지형 무정전 전원장치에 대해 적용하며 예비전원을 사용함에 따라 이에     수반되는 전압변동 및 주파수변동, 순간정전등에 유발되는 전원을 수전하여 항상 부하에 정전압 정주파수 무정전상태인 양질의     교류전원을 공급하고 정전시에는 축전지로부터 전원을 공급하는 ON-LINE 방식의 무정전전원장치 (UPS / CVCF)로서 다음     기술사양에 따라 설계 제작되어야 한다. 2. 적용규격     - K.S : Korea Industry Standards     - ANSI : American National Standards Institute     - IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers 3. 환경조건     가. 주위온도 : 0 - 40℃     나. 상대습도 : 90% 이하 (Non-Condensing)     다. 표 고 : 해발 1000m 이하     라. 설치장소 : 옥내 4. 구성구분     본 제품은 다음과 같은 부분으로 구성한다.     가. 입력변압기     나. 정류부 (순변환부) 및 충전부     다. 인버터부 (역변환부)     라. 출력변압기     마. 동기절체부     바. 제어회로부     사. 디지탈 디스플레이 운영반 5. 동작기능     가. 정상상태     상용 전원을 받은 정류부 및 충전부는 교류를 직류로 변환시켜 역변환부를 통하여 부하에 안정된 교류 전원을 공급하고, 동시에     축전지를 충전할 수 있도록 제작한다.     나. 정전상태     상용전원이 차단되면 평상시 충전부에 의해 충전되었던 축전지에서 직류전원이 역변환부에 공급되므로 무정전 상태로 방전시간     동안 안정된 교류 전력을 공급한다.     다. 정상복귀     차단되었던 상용전원이 다시 정류부 및 충전부에 공급되면 축전지의 방전이 자동으로 멈추고 상용전원은 정류부 및 충전부에     공급되므로 무순단으로 부하에 양질의 전원을 공급하게 되고 동시에 방전된 축전지를 재충전 한다.     라. By-pass 운전시     역변환부의 전압과 상용전원을 자동 동기 시키는 방식으로 장비의 고장 및 과부하로 인한 역변환부 자동 Shut down시 동기절체     스위치를 통하여 무순단으로 절체되어 부하에 전원을 공급한다. ■ 구성내용     가. 입력변압기 (INPUT TRANSFORMER)     입력변압기는 고효율로 제작되며 역변환부의 공급전압과 축전지의 충전전압에 부합되고 충전전류와 역변환부의 정격전류의     합이 되는 충분한 용량으로 제작한다.     나. 순변환부 및 충전장치 (RECTIFIER / CHARGER)     THYRISTOR MODULE, 방열판, 콘덴서, 조립용 부품등으로 구성되며 전파 정류 회로를 이용한 정류부로써 교류를 직류로     변환시켜 역변환부에 공급함과 동시에 충전장치는 축전지를 최적의 조건으로 총전시키는 기능으로 제작 한다.     또한 정류회로에 의해 변환된 직류전압에는 RIPPLE 성분이 포함되어 있으므로 휠터회로를 통하여 RIPPLE 전압을     여과하여 양질의 직류 전압으로 만들도록 설계 제작한다.     다. 역변환부 (INVERTER)     IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈, 방열판, 각종조립용 부품으로 구성된 고주파스위칭 방식으로 정류부로부터     정류된 직류 전원을 IGBT 모듈에 공급하고 연산회로부터 정현파를 검출하는 펄스폭변조 (SINE WAVE PWM)방식의     INVERTER로서 직류 전원을 안정된 교류전원으로 변환시켜 부하에 전원을 공급하며 본 장치를 보호하기 위해 직류 입력측에     반도체 보호용 고속 FUSE를 구비 하여야 한다.     라. 출력변압기     변압기는 1차측 권선은 INVERTER에 연결되고 2차측 권선은 출력측과 연결되는 복권 변압기로서 누설리액턴스     성분을 함유하도록 되어 있는 특수한 구조로 되어 있으며 출력 FILTER기능을 포함한 방식으로 고주파성분을     극소화 시키며 장비의 효율을 극대화 시키도록 설계 제작한다.     마. 동기절체부     INVERTER 고장및 과부하시를 대비하여 By-pass(상용전원)와 인버터측에 SCR로 구성하여 연동 동작되도록 하는 구조로서     위상차에 의해 발생되는 돌입전류를 방지하기 위하여 순수한 반도체 소자로 구성되어 있으며 과부하로인하여 BYPASS LINE     으로 절체된 경우 과부하상태가 해제되면 INVERTER로 원상복귀 함으로써 부하는 양질의 안정된 INVERTER 전원을     공급받도록 설계 제작한다.     바. 제어회로부     논리회로를 구동하기 위한 보조전원기 및 역변환부의 제어부와 상태표시 경보부, 동기절체 제어부 등으로 구성되며 POWER     SUPPLY는 축전지에서 직접 공급 받아 고성능 스위칭 방식에 의한 DC/DC CONVERTER방식을 사용함으로써 절체 또는 가동시     오동작이 배제되고 본장치 내부에서 발생되는 과도전압 및 순간정전시에도 제어회로가 안정되게 동작되도록 설계되어 있다.     사. 디지탈 디스플레이 운영반     운영판넬은 기기의 원활한 운영을 위하여 전면 상단에 설치하여 상태감시가 용이하며, 다음과 같은 기능으로 구성되어 있다. 계측 상태 상태 표시 조작 스위치류 ▶ 교류 입력전압 ▶ 교류 출력전압 및 전류 ▶ 축전지 전압 ▶ 교류 입력전원 입전 ▶ 인버터 동작 ▶ By-pass 운전 ▶ UPS 이상 (경보) ▶ 입력 회로차단기 (CBI) ▶ 축전지 회로차단기 ▶ 인버터 동작보턴 ▶ 인버터 정비 ▶ 경보조건해제 SWITCH .... (RESET) ■ 전기적 특성 구 분 전기적 특성 비 고 일반사양 냉각방식 강제공냉식 사용정격 100% 연속 인버터제어방식 IGBT를 이용한 정현파 PWM방식 고주파(20kHz) 수시 제어 입력전압 상 수 1Ø ,3Ø 정격전압 110V 220V, 380v, 440V ±5% 정격주파수 50㎐ / 60㎐ ±5% 출력전압 상 수 1Ø ,3Ø 정격전압 110V, 220V, 380V, 440V INVERTER 구동시 과도전압변동 ±1% 이내 입력전압변동시 정전시 응답속도 20mS 이내 50⇔100% 부하변동시 과부하내량 120% 10분 출력전압조정 ±5% 이상 파형의율 THD 3% 이내 (TOTAL) 역 률 0.8LAG 소 음 60㏈ 이내 사방 1.5M 측정 효 율 85% 동기절체 동기절체시간 4mS 이내 절체조건 INVERTER고장시, 과부하시, 수동절체 축전지 축전지의 종류 MF BATTERY 정전보상시간 구매시 지정 수 량 16CELL 정격전압 194V 충전전압 210V 최저전압 172V 절연특성 절연내압 AC1500V 60㎐로 1분간 견딜것 제어회로, 반도체소자. 콘덴서류 및 NOISE FILTER류제외 절연저항 DC550V MEGGER로 측정시 5㏁이상 온도상슬 변압기 및 리액터류 140DEG 이하 반도체 소자 80DEG 이하 기타 - 입ㆍ출력 전압은 선택사양입니다 - 본 사양의 Model 및 크기는 선택 사양에 따라 변경될 수 있습니다. - 선택 사양 (정전보상 시간연장, Battery 내ㆍ외장, 기타사양) ■ 재료 및 구조     가. 실내거치형으로 내부회로 점검 및 보수가 용이하고 방열통풍이 잘 되도록 설계 제작 되어야한다.     나. 본 장치에 사용되는 전기용품 재료는 품질이 양호하고 절연도가 높은 제품 또는 동등 이상의 제품을 사용하여야 하며 모든     제어용 계전기류는 접촉불량을 방지하기 위해 먼지 방지용 커버를 구비하여야 한다.     다. 키보드를 포함한 운용상태 및 경보표시 장치는 단일 유니트로 제작하여 함체 전면상단에 견고히     부착시켜 조작과 판독이 쉽게 되어야 한다.     라. 주요 전원회로에는 회로차단기 및 각종 보호용 휴즈와 자동충전류 제한회로등의 보호기능이 구비되어야 한다.     마. 입, 출력 및 바이패스와 축전지 단자는 해당 용량에 충분히 견딜 수 있으며 함체 후면 및 전면하부에 견고히     부착되어야 한다.     바. 각종 주회로 및 제어회로 배선은 충분한 절연과 용량을 갖는 것으로 사용하였으며 접속부위는 터미널을     사용하여 견고히 부착할 것.     사. 외함의 두께는 2.2mm이상의 냉각압연 강판을 사용하였고 외함의 골은 조립식후레임을 이용하여     충분한 기계적 강도를 이길 수 있도록 하여야 한다. 외함의 표면은 방청도료로 처리한 후 미려하게 에나멜 소부도장하여야 한다. ■ 검사항목     1) 입력전압 변동시험     2) 출력전압 안정도 시험     3) 출력파형왜율 측정시험     4) 상태표시 및 경보표시 기능시험     5) 바이패스 전환기능 시험     6) 출력주파수 안정도 시험     7) 과도전압 특성시험     8) 부하시험 및 종합효율 측정     9) 계측요소 기능시험     10) 절연시험     11) 소음 측정

MODEL 용량(KVA) Case Size(mm) Width Depth Hight WEU - 122 1 300 630 670 WEU - 222 2 300 630 670 WEU - 322 3 300 630 670 WEU - 522 5 380 720 740 WEU - 722 7.5 500 800 1120 WEU - 1022 10 500 800 1120 WEU - 1522 15 430 820 1230 WEU - 2022 20 500 790 1230 WEU - 3032 30 740 800 1400 WEU - 4032 40 750 800 1400 WEU - 5033 50 750 800 1400 WEU - 6033 60 750 800 1400 WEU - 7533 75 800 900 1700 WEU - 10033 100 1200 950 1700 WEU - 15033 150 1400 950 2400 WEU - 20033 200 1400 950 2400

(1) 교류전원을 무순단(끊어짐이 없는)으로 사용하고자 하는 경우 전산시스템을 사용하고자 할 때 : 전산기기의 순간적인 정전이나 입력전원의 정전시에 자료를 보호하기 위함이다. 공장자동화 시스템에 사용할 때 : 순간적인 정전에 막대한 손실을 입는 회사나 공장등 (2) 입력전원의 장해로 인해 직접적인 전원사용이 어려운 경우 입전되는 전원자체가 불안정한 회사나 공장 : 낙뢰나 기타 전원에 불안정한 장비의 사용으로 전원환경이 열악한 상태 주위에 노이즈 발생이 많은 장비를 사용하는 회사나 공장 전력의 사용량이 많은 전기설비를 가동하다가 공장 휴식(점심시간, 저녁시간 야간등)으로 인해 전압이 갑자기 급상승하는 회사나 공장 (3) 교류전원에서 정확한 주파수를 사용하는 경우 정전압정주파수(CVCF)장비를 사용한다. 50HZ나 60HZ를 사용하여 제어나 시간을 필요로 하는 장비나 계측기가 있다. (4) 교류입력이 없는 곳이나 상태에서 사용하고자 하는 경우 이동하면서 교류전원을 사용하는 경우 : 이동 새마을 금고-차량을 이용하여 현금 입출금을 전산장비로 처리한다. 장시간(8시간 이상)동안 입력이 없는 상태에서 교류전원을 사용하는 경우 은행등 장시간동안 전기가 입전이 되지 않은 상태에서도 비상전원을 필요로하는 경우가 있다.

(1) ON - LINE 방식 정상적인 교류입력전원을 공급받아 내장된 BATTERY 충전 및 인버터를 상시 동작시켜서 비상시에 무순단으로 전력을 공급하는 방식 주로 중대형 UPS에 적용되며 대형 전산실, 공장 자동화의 전원공급등 양질의 전원이 필요한 경우 및 정주파수가 필요한 장비에 사용되며 현재는 주로 이 방식을 주로 사용한다. 장점 입력전원의 정전시 무순단(끊어짐이없는)이므로 입력과 관계없이 안정적으로 전원을 공급한다. 회로 구성에 따라 양질의 전원을 공급한다. 입력 전압의 변동에 관계없이 출력전압을 일정하게 공급한다.(자동전압 조정: AVR 기능) 입력의 서어지, 노이즈등을 차단하여 출력전원을 공급한다. 출력단락(SHORT), 과부하(OVER LOAD)등에 대한 보호회로가 내장되어 있다. 출력전압을 일정범위(±10%)내에서 조정할 수 있다.   (2) OFF-LINE 방식 정상시 교류입력전원을 사용하다가 정전되거나 입력전원이 허용치보다 낮을 경우에 인버터(UPS)를 사용하는 방식이다. UPS가 보편화 되기 이전에 소용량 및 중용량에 사용되었던 방식이며 현재는 주로 소용량의 UPS에 사용되는 방식이다. 장점 입력전원 정상시에는 효율이 높다.(전력소모가 적다) 회로 구성이 간단하여 내구성이 높다.(잔고장이 적다) ON-LINE에 비해 가격이 싸다. 소형화가 가능하다. 정상동작시(상용입력시)에는 전자파(노이즈 포함)발생이 적다.

(1) 동작용어 인버터부(INVERTER) : 직류전원을 교류전원으로 변화하는 과정부분 BATTERY의 직류전원을 반도체 소자(IGBT, Transistor, FET등의 소자)로 변환하여 교류전원으로 만든다. 콘버터부(CONVERTER) : 가항과 반대로 교류전원을 직류전원으로 변환하는 과정부분 입력전원의 교류를 반도체(SCR, Diode)로 정류하여 BATTERY를 충전하는 동시에 인버터부에 전원을 공급한다(ON-LINE방식에 사용함) 절체스위치(STATIC SWITCH) : 상용전원(BYPASS 전원)에서 인버터로 전환하는 과정에서 출력의 끊어짐이 없도록 하기위해 반도체를 SWITCH로 사용한다.(주로 SCR등을 사용) 동기 절체 : 인버터의 고장이나 임의 조작에 의해 입력전원으로 절체하는 경우에 서로의 동기(위상차)를 맞추어야만 절체용 반도체 및 부하에 무리가 가지 않으며 절체를 할 수가 있다. 절체시간이 짧은 전원장치가 좋으며 일반적인 절체시간은 4msec(0.004초),2msec, 무순단(끊어짐이 없다: 최근제품)등이 있다. BACK-UP시간 : 정전이 되어서 BATTERY를 사용하여 정전보상하는 시간을 말한다. 일반적인 시간은 10분, 30분, 1시간, 2시간, 5시간, 8시간등이 있으며 이외는 주문이나 사용자에 따라 세분화하거나 시간연장을 할 경우도 있다.   (2) 전기적 특성용어 용량표기- KVA : 무정전전원장치의 용량표기는 주로 피상전력이라는" KVA " 라고 표기하며 이는 순수한 출력전류와 전압을 곱하는 방법이다. 일반적으로 통용하는 " KW " 는 유효전력을 표시하며 이는 피상전력에 역률을 곱한 것으로 출력의 부하성분에 따라 다르기 때문에 주로 " KVA " 로 표시한다. 전압안정도 : 출력의 최고 부하와 무부하시의 전압차를 말하며 수치가 적을수록 좋은 장비이다.(시험 항목 참조) 파형왜율 : 출력정현파의 찌그러짐을 표시하며 적은 수치가 좋은 파형이다. %로 표시하며 보통 5%, 3%가 있다. 과도 응답 전압 : 부하에 따라 출력전압의 출렁임을 말하며 이수치가 작을수록 좋은 장비이다. 일반적으로 0∼50%부하시 8%, 5% 등이며 부하를 50% 순간적으로 투입했을 때 변화한 전압비를 말한다.(시험항목 참조) 과도 응답 속도 : 부하에 따라 출력전압의 출렁임의 시간을 말하며 이 수치가 작을수록 좋은 장비다. 일반적으로 50, 80, 100, 200msec이며 순간적인 부하변동시 정격전압으로의 회복시간을 말한다. 효율 : 입력전력(KW)과 출력전력(KW)의 백분율한 값으로 수치가 높을수록 좋은 장비이다.  일반적으로 75% ∼ 90%이며 이보다 낮거나 높으면 (높을 만한 소자나 기술이 아직 개발되지 않았기 때문)좋은 장비라 할 수 없다. 용량이 커질수록 효율은 크다.구분은 종합효율(콘버터+인버터) 인버터 효율이며 이의 차이를 잘 확인해야 한다. 소음 : 일반적으로 장비의 전방 1.5m, 상부 1.5m에서 측정하며 보통 45dB∼65dB(데시벨)이다. 소음이 낮을수록 좋은 장비임은 말할 것도 없다. " FAN 정지시 40dB"등으로 표시하는 경우도 있으며 이는 방열용 FAN의 동작소음이 크기 때문에 별 의미없는 표시이다. 과 부하 내량 : 이는 제용량의 몇 %를 견디는지의 수치이다. 일반적으로" 120%의 5분 " 등으로 표시하고 제용량의 120%에서 5분을 견딜 수 있는 제품이라는 것이며 이항목은 부하의 종류에  따라 선택해야 하는 것으로 중요한 내용이다. 온도 상승 시험 : 장비의 온도상승시험을 하는 것으로 일반적으로 약 8시간 정격부하를 걸어서 시험한다. 측정부위가 주로 MAIN TRANS, 반도체, 주요소자등이며 온도기록계로 측정하고 UPS 의 신뢰도를 확인할 수 있는 가장 객관적인 판단의 시험이다. 표기는 deg(degree)로 표기하며 이는 주위온도를 추가하지 않은 온도상승을 나타낸다.

A. 용량 계산 (1) 소용량 (개인 및 서버용) 750VA : 17inch이하 모니터 + 펜티엄 본체 ( OFF-LINE 권장: 저가형) 1KVA : 21inch이하 모니터(2대) + 펜티엄 본체(2대) (OFF-LINE 권장: 실속형) 개인 사업자용(SOHO 용) 1KVA(ON-LINE 방식) : 21inch이하 모니터 + 펜티엄 본체 3KVA : 5 ∼ 10 user용 서버 본체 및 모니터 5KVA : 중소기업의 서버용 모니터 + 본체  소규모 전산실 서버용   (2) 간단한 계산방법(Computer 전용부하) 펜티엄 및 펜티엄급 서버 : 250W 모니터 : 15인치 기준 100W 잉크젯 프린터 : 50W 레이져 프린터 : 1KW 5KVA : 중소기업의 서버용 모니터 + 본체  소규모 전산실 서버용   ※ 펜티엄 서버 및 Computer10대, 프린터 4대 (10 ×350W) + (4 × 50W) = 3700W / 0.8 = 4625VA (4.625KVA) × 1.3 (여유율) UPS 용량 : 7.5 KVA   ※ 참고 (일반적인 UPS 용량) 500VA(0.5KVA), 750VA(0.75KVA) 1KVA, 2KVA, 3KVA, 5KVA, 7,5KVA, 10KVA 15KVA, 20KVA, 30KVA, 50KVA 100KVA, 150KVA, 200KVA, 300KVA, 500KVA   (3) 중,대용량 UPS용량산정 방법 총부하 (PC나 기타 사용기기 후면에 기록되어 있는 Watt의 총합) x 0.8 (부하측 역률:일반적인 수치임) = 총사용용량 (단위:VA) 사용가능한 UPS의 용량 (VA) = 총사용용량 x A ※ A 부하에 대한 예비율 및 사용내구성 환산 수치시스템에 사용하는 경우 : 1.5 공장자동화의 MAIN전원에 사용하는 경우 : 1.6 비상시 비상용 전등부하에 사용하는 경우 : 1.3 기타 무인 장비의 부하에 사용하는 경우 : 1.5 (상기 수치는 절대적인 수치가 아니며 사용자에 따라 +0.1∼0.3을 추가하는 경우도 있습니다.)

B. 정전보상시간 계산 (1) 축전지 종류 및 특성에 따른 분류 무보수 축전지(MF : Maintenance Free) 과거에 수시로 보액(증류수나 전해액)을 하여 사용되던 축전지와는 달리 보수가 필요없는 축전지이지만 사용빈도, 사용방법등 축전지의 상태에        따라 증류수 보충이나 전해액(묽은 황산)을 보충해야하는 경우가 있으므로    완전한 무보수라고 할 수 없다. 가장 일반적(저렴한)으로 사용하는 축전지이고 기울이거나 취급부주의하면 누액이 되는 경우가 있다. *사용용도 : 무정전전원장치, 통신 및 방재설비 예비전원용, 발전기용 ,무인 운반카등 무보수 밀폐형 무누액 축전지 (ES : Electrolyte Absorptive Type) 보수가 필요없는 축전지(MF)에서 한단계 높은 누액이 없는 완전 밀폐형 축전지이다. 증류수 보충이나 액 보충이  필요없는 무보수, 완전히 밀폐시킨 무누액  으로서 옆으로 뉘거나 뒤집어서 사용이 가능하다.자기 방전이 적고 수명이 길고(무보수에 비해) 충방전 특성이 좋다고 알려져있으며 일반적으로는 무정전전원장치에서 사용하기가 가장 적합한 축전지라고 볼 수 있다. 사용용도 : 무정전전원장치, OA기기의 예비용 전원, 비상조명, 수배전반용     통신 기기용등 니켈 카드늄 축전지 ( Ni-Cad Battery : 니카드 축전지) 내부저항, 자기 방전, 저온도 특성, 사용수명등이 아주 우수하기 때문에 산업용의 축전지로서 필요한 경우 널리 이용되고 있지만 상당한 고가이기 때문에 무정전전원장치에 적용할 경우에는 장비의 가격보다  Battery 가격이 더 높은 경우도 있다. 하지만 유지보수만 잘 하면 수명이 20년이상 사용할 수 있다고 알려져  있으며 공장 자동화의 예비전원등 중요한 곳에서는 많이 이용되고 있다. 종류는 저율방전용, 중율방전용, 고율방전용, 초고율방전용등 여러 가지가 있으며 가격도 초고율로 갈수록 상당히 고가이므로 사용방법, 사용빈도등을 잘 확인하여 효율적인 구입요령이 필요하다. 사용용도 : 무정전전원장치, 비상발전 시동용, 공장빌딩등 비상용 전원기타 중요한 예비전원등 축전지 사용방법에 따른 분류 교호 충방전으로의 사용(Cycling 충방전) 축전지를 주전원으로 사용하여 장비나 기기를 작동하는 것으로 Battery Car   무인 운반Car, 휴대용 계측기,휴대용 TV등이 해당된다. 일반적으로 충전과 방전(사용시)이 별도로 이루어져 사용되는 경우이며 충전방법도 이에 맞도록 되어야 한다. 부동충전으로서의 사용(Floating 충방전) 무정전전원장치, 통신장비등에 사용하는 것으로 정전에 대비한 전원용으로 사용하는 경우이다. 정상시에는 항시 충전을 하고 있다가 정전시에 충전되어 있는 축전지를 사용하여 정전보상을 하며, 정상시에 loating (부동충전)으로 충전을 하고 1개월부터 6개월사이에 Equalizing(균등충전) 충전을 한다.   (2) 정전보상시간 계산 방법 정전보상시간의 계산방법은 축전지 Maker, 사용상태, 사용방법, 사용하는 축전지 종류 및 방전종지전압(최저로 허용되는 축전지 전압: 이 전압이하까지 방전시킬 경우 재사용이 불가능할수도 있다), Maker 측에서 제시하는 계산상수등  여러 가의 상태에 따라 달라지기 때문에 일반적인 계산이 불가능하다. 하지만 UPS에 관계되는 분들이 가장 난감해 하고 궁금해 하는 부분이라서 정확도는 떨어지지만 결과치가 근접한 (ROUND방법)정도로의 계산식을 만들어 보았다. 계산 기준 : 정전보상 시간을 설정하여 밧데리의 용량을 구하는 방식 축전지 : 무보수 무누액 밀폐형, 방전전류와 방전지속시간 그래프 참조 (K상수) 입력단상, 효율100%(실제는 80%∼95%)  온도 25도 기준(10도 기준이 가장 정확), Battery 종지전압(평균전압으로 대치) 계산식 UPS용량(VA) x K 상수 Battery 평균전압(DC전압)  × 0.9(보수율) ※ K 상수 : 10분 Back-Up(정전시 10분동안 동작) - 0.7 계산 예 UPS 용량 : 10KVA 입력 220V , 출력 220V , DC 전압 : 220VDC 정전보상시간 : 30분 10000 x 1.15 = 43.9 Ah 220 x 0.9 결과 : 50 Ah , 12V 18 Cell(개)

C. 시험 과정 외관구조 검사 : 외함 크기 및 도장상태, 외함색상검사등 일반적으로 승인한  사양을 근거로 시험한다. 부하특성 시험 : 정격부하시에 입력변동(보통 : ±10%)을 하여 출력전압의 변동상태를 확인한다. 예) 입력전압 198V ∼ 242V 변동시 출력전압은 219V ∼ 221V 전압변동은  2 / 220  ×100 =  0.9 % 가 된다. 출력전압 조정시험 : 정격입력시에 출력전압을 몇%까지 가변할 수 있는지 시험한다. 주로 ±5%이다. 출력 왜율(THD) 시험 : 정격입력과 정격부하시에 출력의 왜율을 시험하며 주로 3% 이내이다. 최근에는 IGBT사용과 파형 기본주파수의 증가로 인해 왜율이 많이 개선되어 거의 1% ∼2%이내에 든다. 과부하 내량시험 : 정격부하의 120%를 10분간 견디는지 확인하는 시험이며 150%를 1분간 견디는 시험도 병행하는 경우도 있다. UPS의 부하내량을 시험하는 가장 중요한 시험이며 10분동안과 1분동안을 과부하 상태로 견디면 된다. 수하 특성 : 과부하시에 출력의 전류제한상태를 시험하는 것으로서 일정한 전류제한후에 SHUTDOWN되어야한다.(끊어지던지 BYPASS상태로 절체가 되어야 한다.) 일정한 전류제한후라는 것은 출력전압이 정격의 -10%이하로 떨어질 때를 말한다.(일반적인 사양인 경우) 절연 시험 : 1차(입력단자부) 외함과 2차(출력단자부) 1차와 2차를 내압과 절연저항을 측정하는 시험이며 기판(PCB)의 연결상태을 제거하고 메인 반도체와 CAPACITOR등을 SHORT한 후에 측정한다. 일반적으로 절연내압은 2000V로 측정하고 절연저항은 500V DC내압계로 측정한다. 과도 응답시험 : 급변상태(부하 변동시 , 정전시)시에 전압변동율(%)과 안정시간(mS)을 측정하는 것으로 측정파형은 다음과 같다. 전압변동율 a 와 a' 길이(실제 잰다) -  b 와 b' 길이 a 와 a' 길이×100 = % 안정시간(회복시간) 파형이 정상으로(a ∼a')안정된 시간 그림에서는 약 40msec이다. 효 율 입력전력과 출력전력의 비를 백분율하여 %로 표시한다. 온도상승 시험 정격입출력과 부하로 일정시간 경과후에 각부분 온도를 측정하는 것으로 가장 객관적으로 UPS의 신뢰도를 확인해 볼 수있는 시험이다. 정격부하로 약 8시간이면 온도가 포화가 되어 더 이상 올라가지 않는다. 온도 기록지 상태로 보면 거의 평행선으로 나타나며 올라가고 있던지 내려가고 있는 상태이면 정상적이지 않으므로 원인을 파악하여야 한다.

D. 선정관련기술 (1) 외관구조 검사 : 외함 크기 및 도장상태, 외함색상검사등 일반적으로 승인한  사양을 근거로 시험한다. 대용량 1대 보다도 중용량 2대를 권장 부득이한 경우를 제외하고는 각 부서별이나 사용용도등으로 분리하여 2대등으로 나누는 것이 좋다. 물론 관리면이나 가격으로는 적합하지는 않지만 UPS도 복잡한 전자회로로 구성되어 있으므로 고장이나 기타 돌발적인 사고가 날 수 있다는 가정하에 설치 해야 한다. UPS를 사용하는 곳은 주로 정전이 되면 않되는 중요한 곳에서 사용하기 때문에 가급적 2대로 분리하여 설치하며 각각의 출력이 서로 교차되어 예비로 설치 되는 방법이 가장좋다. 백화점등의 계산대에 설치되는 경우 : 대용량의 UPS를 설치하는 경우는 무정전 전원라인이 각각 계산대까지 가서 설치가 되어야 하며 만약의 경우 정전시에 전체 다 올 스톱이 되는 최악의 경우가 생길 수 있으므로 비 효율적이다.각 층마다 설치하든지 아니면 소용량을 각각의 계산대에 설치하는 것이 가장 좋다고 볼 수 있다. 여러층에서 (전산실등) 각각 사용하는 경우 : 각각 다른 입주업체에서 하나의 무정전전원을 사용하는 경우나, 각각 다른 동에서 무정전을 사용하는 경우는 2 ∼4대로 분리하여  설치하는 경우가 가장 좋으며 부득이한 경우는 출력에 NFB(UPS출력측과 각각의 사용하는곳)를 각각 이중으로 설치해야 좋다. 이것은 사용하는곳에서 부주의로 인해(SHORT등 과부하) 단전 사고발생시에 책임한계나 확인이 가능하고 다른곳에 영향을 최소화 할 수 있다. 사용용도가 다른 경우 : 전산실과 현장의 시스템에서 사용하는 경우는 반드시 2대를 설치하여야 한다. 하나의 UPS를 사용하는 경우에는 반드시 전산시스템에 문제가 발생할 소지가 많다. 접지(전산:1종접지, 현장시스템:주로 3종접지)에도 문제가 발생하며 현장의 모타등으로 인한 서어지로 인해 전산시스템에 문제를 야기할 수 있는 부분이 많다.   (2) UPS입력에ATS(AutomaticTransfer Switch: system) 를 사용하는 경우 UPS내에 ATS가 부착되는 경우 : 2전원을 인가하여 절체시험을 철저히 해봐야 한다.이것은 절체되는 순간에 UPS로 서어지성(스파크등)전압이 인가되어 문제가 발생하는 경우가 많다. 심한 경우는 UPS의 MAIN소자(주로 IGBT)가 파손되는 경우가 있다. UPS 외부에(설치장소에) ATS가 설치되는 경우 : 이 경우에는 UPS 업체에 충분한 협의를 거쳐서 사양을 승인하는 것이 양쪽 모두 좋은 방법이다. 상기의 경우는 현장 설치시에 문제가 발생하는 경우가 많고 책임한계가 분명하지 않아 처리가 원할하게 되지 않은 경우가 많다. 간단한 방법으로 ATS 절체시에 일정한 절체 시간을 두는 것도 좋은방법이며 UPS 입력측에 서어지(입력전압의 150% ∼250% 클램프하도록)  방지 회로를 삽입해야만 한다.   (3) 용량이 20KVA이상이면 삼상을 권장 UPS출력은 관계없으며 입력은 삼상를 사용하는 것이 역률과 사용효율면에서 유리하다. 입력라인 관계로 단상을 고집하는 경우도 있으나 삼상전원을 설치해서라도 사용하는 것이 좋다. 단상을 사용하는 경우는 입력라인이 상당히 굵어야 되며 입력역률이 좋지 않아서 최악의 경우는 주위 전기전자 장비에 악영향을 준다. 가장 손쉽게 확인할 수 있는 방법은 모니터 화면이 물결모양으로 흔들린다든지 갑자기 전산시스템이 이유없이 다운된다든지 하는 경우가 있다.   (4) 주위가 한적한 공장이나 서해안등의 공장에 설치하는 경우 (낙뢰 등으로 인해 피해가 발생할 여지가 있는 장소) UPS입력에 절연(복권)트랜스를 설치하여 낙뢰(직접적인 낙뢰가 아님)에 보호할 수 있도록 해야 한다. 또한 구입사양 승인전에 이런점을 충분히 협의하여 방지대책이나 보호회로 추가도 검토되어야 한다. 상기의 경우에 하자 발생 상태를 확인해 보면 주로 PCB(전자회로 기판) 입력라인이 타 들어가서 끊어진 경우가 있다.   (5) UPS의 출력상태가 좋지 않거나 접지관련하여 UPS출력에복권 TRANSFORMER(이하TR)가 부착된 경우 UPS제조 업체에서 제작한 경우나 협의후에 설치한 경우을 제외하고 UPS설치후에 사용자가 추가한 경우에는 반드시 TR입출력에 서어지 방지를 하여야 한다. TR의 용량이 3KVA이하인 경우는 TNR(23G471:220VAC 경우)을 부착해도 간단하게 효과를 볼 수 있다.   (6) 10KVA 이하 입출력 배선 설치 관련 부드러운 배선을 사용하도록 한다(관리 한다) 전기절연용 비닐배선(KIV)등을 사용하도록 하고 IV(뻣뻣한 전기배선)는 사용하지 않도록 해야한다. 일반적으로 10KVA는 바퀴가 부착되어 움직일 수 있게 되어있는데 입출력에 일반 전기공사에 사용하는 IV배선으로 연결되어 있는 경우가 있다. 이 경우 풀려서 그 부위가 열이 난다든지 쇼트가 된다든지 할 위험이 많다.   (7) 생산현장의 Main Power로 사용하는 경우 용량산정 : Main Module( 반도체소자) 의 용량과 과부하 내량을 약 1.3배 높게 산정하여 주문한다.(제작의뢰 한다.) 용량은 일반적인 계산에 의해 하되 부하 내량(150%)을 높게 산정하는 것이 좋다. 이것은 생산현장이 순간적인 부하나 기동전류등이 변동되는 경우가 많이 발생되어 UPS에 무리를 준다든가 자주 Bypass로 절체되는 경우가 있다. 이럴 경우에 소손가능성이 있는 메인 반도체의 용량을 높게 산정하여 과부하 내량을 키우면 충분한 효과를 볼 수 있다. 설치장소 : 무정전 전원이 필요한 생산현장내에 설치를 하는 것이 좋다. 일부 회사에서는 생산현장에서 멀리 떨어진 변전실이나 전기실에 설치하여 사용하는 경우가 있는데 바람직하지 못한 방법이다. 전기라인의 중간에서 소비되는 전력손실을 감안하여야 한다. 특히 110V를 사용하는 경우에는 10V이상 라인 DROP이 발생하는 경우도 많이 발생한다. 입출력 전압 : 단상삼상 구분없이 출력전압은 높을수록 좋다. 출력 단상인 경우에는 220V, 삼상인 경우는 380V를 사용하는 것이 유리하며 낮으면 라인 드롭이 발생하여 UPS와 거리가 먼곳은 10V 이상 차이나는 경우도 있다. 특히 일본의 생산장비들은 100V용이 많아 110V의 UPS를 구입하는 경우가 있는데 타장비와 같이 사용한다면 차라리 220V를 구입하여 그 장비에서만 110V로 DOWN사용하는 것이 유리하다. 출력 배선 : 출력배선은 한곳에서 분기하여 사용하지 말고 가능한한 분전함을 통하여  각각 분배되어 사용할 수 있도록 한다. 생산현장에서는 출력단락이나 장비의 이상으로 과부하가 걸리는 경우가 종종 있는데  이럴 경우 생산 전체가 올 스톱되어 큰 손실을 입는다. 초기 비용부담이 되더라도 차단기로 분기하여 설치하면 이런 사태를 방지할 수 있으며 타 장비에 영향을 최소화 할 수 있고  이상발생원인 및 장소를 찾기가 쉽다. 기타 : 생산현장에 설치되는 경우는 필요에 따라 장비이상시 경광등이 동작되도록 하는 경우도 좋다. 먼지나 분진에 대한 대책을 강구하여 설치한다. 내부에 먼지가 많은 경우 방열판등에 방열이 되지 않아서 여름철에 과온도 이상이 발생하는 경우가 있다. UPS 통풍구에 먼지 필터를 삽입하는 경우가 있는데 별로 좋은 방법이 아니며 주위환경 조건을 개선하는 것이 비용이 좀 더 지출이 되더라도 좋은 방법이다 UPS상부에 통풍구가 있는 경우에 이물질이 들어가지 않는 구조로 해야 한다. 공장등에는 상부에 전선 Duct 가 설치되어 있어 작업도중 이물질이 UPS   내부에 들어가서 사고가 생긴 경우가 종종 발생한다.   (8) 주파수변환기(Frequency Converter)로 사용하는 경우 주파수변환기(Frequency Converter)은 주파수를 단순히 변환하는 장비이며  50Hz, 60Hz, 400Hz(군부대 장비)의 주파수를 서로 변환하는 경우가 대부분이다. 입력되는 전원의 주파수가 상이한 경우에 주로 적용되며 일반적으로 무정전  전원장치에서 Battery와 충전기 부분을 뺀 나머지를 이용, 출력의 주파수를 변환하는 기술이다. 그러므로 주로 UPS의 제작업체에서 제작을 하며 그 기술또한 아래의 주요 체크항목을 제외하고는 UPS와 비슷한 기술이라고 볼수가 있다. 그러나 변환기는 UPS와는 다른 몇가지 중요한 체크 항목이 있으며 이 부분만 문제 없도록 제작이 되면 충분하게 사용장비의 효용성과 내구성을 기대 할수 있다. 전기절연용 비닐배선(KIV)등을 사용하도록 하고 IV(뻣뻣한 전기배선)는 사용하지 않도록 해야한다. 일반적으로 10KVA는 바퀴가 부착되어 움직일 수 있게 되어있는데 입출력에 일반 전기공사에 사용하는 IV배선으로 연결되어 있는 경우가 있다. 이 경우 풀려서 그 부위가 열이 난다든지 쇼트가 된다든지 할 위험이 많다. 주파수 변환기(FC) 제작시 주요체크 항목 발진주파수의 정확도가 필요하다. FC의 기능중 제일 중요한 것은 반드시 정확한 주파수 가 유지가 되어야만 하는 것이다. UPS에서는 주파수를 주로 입력되는 전원의 주파수로 비교(위상 동기)하여 자체발진과 맞추어주는 기능이 되어있으므로 발진부는 항상 동기부가 변동이 가능하도록 구성되어 있다. 그러나 주파수 변환기는 자체발진을 가지고 정주파수를 만들어 내야 하기때문에 주로 콘트롤 내부는 X-TAL(크리스탈)발진이 되어야만 정확한 주파수를 기대할수 있다. Capacitor와 저항으로 구성되는 자체발진으로는 상당히 많은 변화폭이 있으므로 주파수변환기로는 적당한 회로가 아니며 이부분이 반드시 확인되어 FC가 제작되어야 한다. 과부하 내량이 커야한다. FC에는 바이패스 기능이 없다. 입력과 서로 다른 주파수를 발생하기 때문에 바이패스가 될수가 없으며 순간적인 과부하 입력시에는 견디어 내지 않으면 차단되어 출력이 꺼지는 경우가 발생할수도 있다. 전산시스템인 경우 모니터의 기동순간에 인버터(변환기)출력이 꺼지는 경우가 종종 발생한다. 이런 경우에는 영영 그모니터는 사용하지 못한다는 결론이다. 반드시 과부하 내량을 1.5배에서 3배까지 설정하고 순간과부하 차단전류를 높혀서 순간적인 과부하시에는 출력이 차단되지 않도록 하는 것이 주파수 변환기에서 가장 중요한 부분중 하나다. 기타 전기적사항은 일반적인 UPS제작 기준으로 제작되면 별 문제가 없다. 종류 50Hz →60Hz 변환기 이런 경우의 FC의 제작의뢰는 거의 없는 편이고 주로 외국(특히 일본)에서 국내 장비를 사용하는 경우에 이 FC가 필요하다. 60Hz →50Hz 변환기 주로 국내 생산현장에서 일본 장비의 생산 및 시험이나 일본장비의 전원으로 사용하는 경우가 많다. 주로 주파수 변환기(FC)라고 하면 이 경우가 가장 많다고 볼수 있다. 60Hz →400Hz 변환기 군용장비를 생산하거나 시험하는 업체에서 시험용 장비로 사용하는 변환기이다. 군용장비에 국한된다고 보면 된다. 400Hz →60Hz 변환기 위의 주파수변환기와는 반대로 군용장비내에서 일반적인 계측장비등을 사용하기 위한 전원장치이다.