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무정전전원장치(UPS) | Schneider Electric 대한민국

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데이터센터 및 3상 시설

컴퓨터 및 주변장치

네트워크 및 서버

UPS 관리

UPS 교체용 배터리

Gutor 산업용 UPS 및 전력 변환

특수 애플리케이션

서버룸과 네트워크 클로짓을 위한 인프라스트럭처

바이 패스 패널

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무정전 전원 장치

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UPS(Uninterubtable Power Supply System)무정전전원장치

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UPS (Uninterrupted Power Supply : 무정전 전원 공급)-비상전원, 비상전력

출처 : 성신전기공업 카달로그

UPS (Uninterrupted Power Supply : 무정전 전원 공급)

1 UPS란?

UPS (Uninterrupted Power Supply : 무정전 전원 공급)

정전시 밧데리에서 DC → AC로 일정시간 공급되다가 전원이 공급되면 다시 Stand-By 상태로 밧데리에 전원을 보충하는 장치이다.

• 전공장 UPS 전원 공급 : Control Room Panel 및 PLC Panel, Gas Detector Panel, 대기 수질 TMS, 누액감지기, 비상조명

• UPS 공급시간 : 일반적으로 30분~1시간으로 설계되며, 화관법의 경우 30분으로 알려져 있다.

• 정전 시 UPS 작동시간 : m sec 단위로 동작됨

<일반적인 UPS 구성도>

440/220 = 440V → 220V

220/12 = 220V → 12V

220/110 = 220V → 110V Charge B/D = Charge Battary Device

Converter = 교류 → 직류

Inverter = 직류 → 교류 (주파수)

* STATIC S/W의 역할 : INVERTER쪽에 문제가 발생하면 정전없이 STATIC S/W에 의하여 BY-PASS로 전원을 공급

2 UPS TYPE

✅ OFF-LINE 방식

정상적인 3상전원 인입시에는 직접 상용전원을 부하에 공급하고 있다가 정전시에만 Inverter를 동작하여 부하에 공급하는 방식으로 주로 서버 전용 등 소용량에 많이 사용되고 있다.

✅ ON-LINE 방식

정상적인 상용전원 인입시에는 충전기와 Inverter에 DC를 공급하여 항시 Inverter로 동작하는 방식이다. 입력과 관계없이Inverter를 구동하여 부하에 무정전전원을 공급하는 방식으로, 부하전류를 지속적으로 Inverter에서 공급을 하기 때문에 특히 신뢰도를 요하는 방식이다. 중용량 이상은 거의 이 방식이다.

✅ LINE INTERACTIVE 방식

정상식인 상용전원 인입시에는 Inverter Module의 IGBT Free Wheeling Diode를 통한 Full Bridge 정류방식으도 충전기 기능을 하고 정전 시에는 Inverter로 동작을 하여 출력전원을 공급하는 방식으로 OFF-LINE 방식이지만 일정 전압이 자동으로 조정되는 기능이 있다.

3 베터리 셀 감시 및 진단시스템

Master BMS 모니터링 용도

• UPS의 밧데리 성능 및 노후화 감시 사전 장애 예측

• 밧데리를 최적의 상태로 유지 및 관리해 안정적 시스템 운영

특징

• 20~30 단위로 밧데리 상태 측정(유선)

• 1~6셀 단위로 밧데리 상태 측정(무선)

• 밧데리 감시 진단프로그램으로 셀 성능분석 마스터 BMS LCD표시로 셀 모니터링

• TCP/IP 지원으로 관리자 PC 모니터링

출처 : 성신전기공업 카달로그

출처 : 성신전기공업 카달로그

4 비상전원 공급에 관한 법규

일반적으로 정전이 발생한 경우 모든 전기기기들이 정지하게 됩니다. 그러나, 비상설비는 정전시에도 정상적으로 동작이 되어야 하겠습니다. 예를 들면 화학공장의 가스검지기, 화재감지기, 화학물질 누출감지설비, 비상방송설비, 조정실의 컨트롤 기기, 화재 폭발과 직결되는 설비

화학설비에서 비상전원을 공급하여야 하는 설비는 기본설계개념, 해당 공정의 중요도, 규모, 운전방법 등에 따라 공정마다 달라질 수 있으며 일반적인 비상전원 공급에 관한 사항은 다음과 같다.

비상발전기 • 긴급차단밸브 부하(계장관련 전동밸브, 제어밸브 등)

• 소방설비에 필요한 부하(소화펌프 및 제어반 등)

• 비상조명설비(옥내전등 및 위험물저장소 등 옥외전등 설비)

• 양압설비, 공기 퍼지(Air purge 설비 등)

• 배출가스 처리설비(소각, 흡수, 회수, 중화 등)

• 이상 압력·온도 상승방지를 위한 설비(냉각수 펌프, 교반기 등

• 계장용 전원

• 전기방식 및 항공장애등 설비

• 무정전전원 공급장치(UPS) 비상전원 공급장치 무정전전원 공급장치

(UPS) • 긴급차단장치, 자동제어장치 및 계장용 전원

• 방송설비, 통신설비 및 방호설비(CCTV 등) 전원

• 소방시설의 제어 및 경보기 전원

• 누출가스감지 경보시스템 전원

• 누액감지기 경보시스템 전원

• 조종실, 통제실, 전기실, 발전기 등의 조명 전원

※ 비상전원 공급설비 등급 (전원공급 지속 시간)

등급 0.083 aaa 5분 등급 6 6시간 등급 0.25 15분 등급 48 48시간 등급 2 2시간 등급 X 사용자가 필요로 하는 시간

* NFPA 110 Standard for Emergency and Standby Power Systems 20005 Edition

법규별 비상전원(전력)에 관한 사항

1 화관법

✓ 유해화학물질 제조·사용시설 설치 및 관리에 관한 고시

• 유해화학물질 취급시설에는 이상사태가 발생하는 것을 방지하고 이상사태 발생 시 그 확대를 방지하기 위하여 비상전력설비 및 통신설비를 설치하여야 한다.

• 화학물질관리법 시행규칙 별표 5 제2호 다목 20)항

20) 온도 상승으로 분해·발화할 우려가 있는 유해화학물질을 저장·보관하는 시설은 발화 온도에 도달하지 않도록 시설 구조 또는 통풍장치 또는 냉방장치 등의 설비를 설치

가) 상용전력원이 고장인 경우 자동으로 비상전원으로 전환되어 가동되도록 할 것

나) 비상전원의 용량은 통풍장치 또는 냉방장치 등의 설비를 유효하게 작동할 수 있는 정도일 것

• 화학물질관리법 시행규칙 별표 5 제6호 다목

4) 이송시설에는 이상사태가 발생하는 것을 방지하고 이상사태 발생 시 그 확대를 방지하기 위한 압력계ㆍ비상전력설비 등 설치

21) 운전상태의 감시장치·안전제어장치·압력안전장치 ·누출검지장치·긴급차단밸브·소화설비 및 경보설비에는 상용전원이 고장인 경우에 자동적으로 작동할 수 있는 비상전원을 설치

• 반응 · 분리 – 정제 · 증류 등을 하는 제조 · 사용설비를 자동으로 제어하는 설비, 살수장치, 방화설비, 소화설비, 제조설비의 냉각수펌프, 비상용조명설비 그 밖에 제조 – 사용시설의 안전확보에 필요한 시설에는 정전 등으로 인하여 그 설비의 기능이 상실되지 아니하도록 다음 기준에 따라 비상전력설비를 설치한다.

(1) 비상전력 등이란 정전 등의 경우에 제조 – 사용설비 등을 안전하게 유지하고 안전하게 정지시키기 위하여 필요한 최소용량을 갖춘 전력 및 공기 등 또는 이와 동등 이상인 것을 말한다.

(2) 비상전력 등은 정전 등으로 인하여 그 제조·사용설비 (fail safe 구조의 것을 제외한다)의 기능이 정전 후에도 30분 이상 상실되지 아니하도록 하고, 지체 없이 전환될 수 있는 방식이어야 하고 안전에 필요한 설비는 표 2-1에 나타낸 것 또는 이들과 동등 이상으로 인정되는 것 가운데 같은 종류를 포함하여 두 가지 이상(평상시에 사용되는 전력을 포함한다)을 보유하도록 조치한다.

[별표 5] 유해화학물질 취급시설 설치 및 관리 기준(제21조제2항 관련).pdf 0.25MB

표 2-1

2 고압가스 안전관리법

✓ 고압가스 안전관리법 시행규칙 [별표 9]

• 고압가스 판매 및 고압가스 수입업의 시설ㆍ기술ㆍ검사기준

• 부대설비기준 : 고압가스판매시설에는 이상사태가 발생하는 것을 방지하고 이상사태 발생 시 그 확대를 방지하기 위하여 압력계ㆍ비상전력설비 등 필요한 설비를 설치할 것

• 이송시설에는 이상사태가 발생하는 것을 방지하고 이상사태 발생 시 그 확대를 방지하기 위한 압력계ㆍ비상전력설비 등 설치

✓ 고압가스 특정제조의 시설ㆍ기술ㆍ검사ㆍ감리ㆍ정밀안전검진 기준 (KGS FP111)

• 2.6.14.3 각종감시장치는 정전시 또는 그 밖의 경우에는 그 측정기능을 수행할 수 있도록 비상전력 시설 등을 확보한다.

• 2.7.7 소화설비 설치

2.7.7.1.2 안전용불활성가스 등의 공급설비는 다른설비의 사고로 인한 피해 때문에 안전용불활성가스 등의 공급에 지장을 주지 아니하도록 안전한 위치에 설치하며, 정전시에도 그 기능이 발휘될 수 있도록 비상전력 시설을 보유한다.

• 2.8.2 비상전력설비 설치

반응·분리·정제·증류 등을 하는 제조설비를 자동으로 제어하는 설비, 살수장치, 방화설비, 소화설비, 제조설비의 냉각수 펌프, 비상용 조명설비 그 밖에 제조시설의 안전확보에 필요한 시설에는 정전 등으로 인하여 그 설비의 기능이 상실되지아니하도록 다음 기준에 따라 비상전력설비를 설치한다. 다만, 아세틸렌제조시설의 경우에는 비상전력설비를 설치하지 아니할 수 있다.

• 2.8.2.1.2 비상전력 등은 정전 등으로 인하여 그 제조설비의 기능이 상실되지 아니하도록 지체 없이 전환될 수 있는 방식이어야 하고 안전에 필요한 설비는 표 2.8.2.1.2에 나타낸 것 또는 이들과 동등 이상으로인정되는것 가운데 같은 종류를 포함하여 두 가지 이상(평상시에 사용되는 전력을 포함한다)을 보유하도록 조치한다.

[비고]

1. 위 표에서○표는 비상전력중에서 두 가지 이상 보유하는 것을 표시하며, △표는 공기를 사용하는 자동제어장치 또는 긴급차단장치에 반드시 보유하도록 조치할 것을 표시한다.

2. 자가발전은 항상 가동되는 것으로서 같은 선로에 타처로부터 공급되는 전력 또는 별도의 자가발전설비와 병렬로 수전할 수 있는 것으로 한다.

3. 살수장치, 방소화설비, 냉각수펌프, 물분무장치등에 엔진 또는 스팀터빈구동시 펌프를 사용하는 경우에는 이 표의 비상전력 등을 보유하는 조치를 하지 아니할 수 있다.

4. 자동제어장치 또는 긴급차단장치는 정전 등의 경우1 또는 2에 정한바에 관계없이 자동 또는 원격수동으로 즉시 안전하게 작동될 수 있는 것을 갖춤으로서 갈음할 수 있다.

5. 다음의 5.1 및 5.2는 비상전력 등을 보유한 것으로 본다.

5.1 정전 시에 그 기능이 상실되지 아니하는 것

5.1.1 긴급차단장치 중 와이어 등으로 작동되는 것

5.1.2 물분무장치·방소화설비 및 살수장치 중 항상 필요한 용수량을 필요한 수두압으로 유지할 수 있는 물탱크 또는 저수지 등을 확보하고 있는 상태에서 펌프를 사용하지 아니하는 경우

5.1.3 통신시설 중 메가폰

5.2 비상조명 또는 통신시설로서 전지를 사용하는 것은 항상 사용할 수 있는 예비전지를 보유하고 있거나 충전식 전지일 것

3 산업안전보건법 – PSM / 고압가스안전관리법-SMS

산업안전보건 기준에 관한규칙

제276조(예비동력원 등)

사업주는 특수화학설비와 그 부속설비에 사용하는 동력원에 대하여 다음 각 호의 사항을 준수하여야 한다.

1. 동력원의 이상에 의한 폭발이나 화재를 방지하기 위하여 즉시 사용할 수 있는 예비동력원을 갖추어 둘 것

2. 밸브ㆍ콕ㆍ스위치 등에 대해서는 오조작을 방지하기 위하여 잠금장치를 하고 색채표시 등으로 구분할 것

제308조(비상전원)

① 사업주는 정전에 의한 기계ㆍ설비의 갑작스러운 정지로 인하여 화재ㆍ폭발 등 재해가 발생할 우려가 있는 경우에는 해당 기계ㆍ설비에 비상발전기, 비상전원용 수전(受電)설비, 축전지 설비, 전기저장장치 등 비상전원을 접속하여 정전 시 비상전력이 공급되도록 하여야 한다.

② 비상전원의 용량은 연결된 부하를 각각의 필요에 따라 충분히 가동할 수 있어야 한다.

PSM/SMS 에서 비상전원의 최소 공급시간에 대한 별도 정의가 되어 있지 않으므로 RMP기준 최소 30분을 준용하면 될 것으로 생각됩니다.

✅ PSM/SMS 작성 서식 : 비상전원(전력)의 용량이 적절한지 확인하는 서류

PSM/SMS/RMP 통합서식

4 소방

✓ 비상전원 설치기준

• 점검이 편리하고 화재 및 침수 등의 재해로 인한 피해를 받을 우려가 없는 곳에 설치

• 비상콘센트설비를 유효하게 20분 이상 작동시킬 수 있어야 한다 (11층 이상, 지하철역사, 지하상가 등에는 60분이상)

• 비상전원의 설치장소는 다른 장소와 방화구획하여야 하며, 그 장소에는 비상전원의 공급에 필요한 기구나 설비외의 것을 두지 말 것

• 비상전원을 실내에 설치하는 경우, 비상조명등 설치

• 상용전원으로부터 전력의 공급이 중단된 때에는 자동으로 비상전원으로부터 전력을 공급받을 수 있을 것

비상전원설비 설치대상 소방시설 종류 (적응성)

✓ 관련 근거

• 「소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령」제15조 및 “국가화재안전기준(고시)”에서 소방시설별 비상전원을 규정

• 자동소화설비, 비상조명등, 제연․비상콘센트설비, 자동화재탐지설비* 등

• 자동화재탐지설비 등 전기적인 시설의 경우 축전지(밧데리) 설비사용

• 비상전원작동기준 : 자동소화설비 20분, 자동화재탐지 60분 감시 10분 작동

• 비상발전기 설치대상

1) 옥내소화전 설치 장소 중 7층 이상으로 연면적 2,000㎡ 이상

2) 스프링클러설비 등 자동소화설비 설치 대상

3) 건축법규 비상용승강기 설치대상 : 높이 31m를 초과하는 건축물(120분이상)

참고 자료

비상(예비)전원용 전기저장장치 적용을 위한 가이드라인_배포용.pdf 3.28MB 비상전원의 선정 및 설치에 관한 기술지침.pdf 0.52MB [별표 5] 유해화학물질 취급시설 설치 및 관리 기준.pdf 0.25MB 화학물질안전원고시 취급시설 기준 안내서.pdf 7.85MB 유해화학물질 취급시설 설치기준.pdf 3.43MB 비상발전기 설비 (건축물, 소방).pdf 0.18MB 비상전원수전설비_해설서 (NFSC 602).pdf 1.05MB 비상콘센트설비의 화재안전기준(NFSC 504)(소방청고시)(제2017-1호)(20170726).pdf 0.09MB 방화시설용비상전원설비기준 (KFS-400).pdf 0.28MB

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