■ UPS설비

■ UPS(무정전 전원장치)설비
선로의 정전시나 입력전원에 이상 상태가 발생했을 경우 정상적인 전원을 부하측에 공급하는 설비로 최근 컴퓨터 산업설비의 발달로 부하측에서 양질의 전원공급을 요구하고 있어 선로의 완벽한 전원공급과 최상의 전원을 공급할 목적으로 널리 사용되고 있다. 즉 무정전 전원장치는 전원의 안정화 전원장치의 하나다.
안정화 전원장치의 종류로는 정전압장치, 정전압정주파수장치, 무정전전원장치 등이 있다.

1. 안정화 전원장치의 종류
1) 정전압 장치(AVR)
전압을 일정하게 유지하는 장치로 유도전압 조정기(IVR: Induction Voltage Regulator)와 정지형 유도전압 조정기(CVCF: ConstantVoltage Constant Frequency)가 있다.

2) 정전압 정주파수 장치(CVCF: Constant Voltage Constant Frequency)
전압과 주파수를 일정하게 유지하는 장치로 종합병원과 같이 고품질 전원이 요구되는 장치에 사용되고 자동전압조정기 역할을 하며, 부하에 양질의 전압과 주파수를 공급하지만 배터리가 내장돼 있지 않아 정전시 전원공급은 불가하다.
회전형CVCF 와 정지형CVCF가 있으며 정지형CVCF가 많이 사용된다.

3) 무정전 전원장치(UPS: Uniterruptible Power Supply)
CVCF장치에 축전지를 결합한 장치로 CVCF장치의 기능에 교류 입력 정전시에도 전력을 공급할 수 있는 기능을 갖춘 장치로 회전형UPS와 정지형UPS가 있다.
① 회전형UPS: 회전형 UPS로 사용하고 있는 대표적인 방식은 유도전동기와 교류발전기의 결합에 교류입력 급변시의 주파수변화를 줄이기 위해 플라이휠을 설치한다.
이 방식의 결점은 입력전압 또는 부하용량의 변화에 따라 출력주파수가 변화하는 것이다.
② 정지형UPS: 현재 전자계산기용 전원설비로 반드시 정지형 UPS장치를 사용한다고 해도 과언이 아니다.
앞으로도 GTO(Gate Turn-Off thyristor), FET(Field Effect Transistor, 전계효과 트랜지스터) 등 신기능소자의 채용으로 특성, 치수, 신뢰성 등 모든 면에서 개선될 것으로 생각된다.

4) 각종 전원장치 비교
정전압장치 중 유도전압 조정기의 경우 저렴하면서 대용량기(선로용량 수 1000kVA)까지 제작할 수 있는 반면, 기계적 지구가 많고 다빈도로 사용하면 수명이 짧다는 단점과 보수가 필요하고 응답속도가 느리다(30~60초/전범위)는 단점이 있다.
반면 정지형 자동전압 조정기는 응답속도가 빠르고(0.1~0.5초) 마모부품이 없고 긴 수명, 보수가 용이하다는 장점이 있으며 대신 유도전압 조정기에 비해 비싸다는 단점이 있다.
정전압정주파장치, 주파수 변환장치의 회전형CVCF는 서지내량(과부화 내량)이 크고 입력전원의 순시정전에 강하다.
단점으로는 효율이 낮고 주파수 정밀도와 응답속도가 느리며 진동, 소음이 크고 보수, 오버홀(분해수리)이 필요한 부분이 있다.
정지형CVCF의 장점은 효율, 주파수 정밀도가 높고 응답속도가 빠르며, 진동과 소음이 낮고 보수가 용이하다는 점이다. 반면에 서지내량이 낮다는 점이 단점이다.
무정전 전원장치의 ‘회전형CVCF+축전지’, ‘정지형CVCF+축전지’ 방식의 장·단점은 각각 정전압정주파장치의 회전형, 정지형과 동일하다.

건축물관리실무 Ⅴ.전기관리실무
건축물관리연구원장 임정달