■ UPS설비

(2) UPS의 구성요소
① 입력필터부: UPS의 최종 전단에 위치하고 있으면서 입력측으로 들어오는 나쁜 부분이나 UPS에서 입력측으로 나오는 역류고조파부분을 없애는 장치 부분이다. 소용량 UPS에서는 바리스터나 캐패시터 등으로 구성해 만들기도 하고 대용량에서는 특정 고조파용 필터를 설계해 부착하기도 한다. 또한 EMI필터라는 시중품을 부착하기도 하고 능동필터라는 부분을 부착하는 경우도 있다.
SCR로 구성할 때는 6펄스 방식이나 12펄스 방식을 주문하는 경향이 있다.

② 정류부(CONVERTET부): 입력을 통해 들어온 상용전원인 교류전원을 직류전원으로 변환(AC/DC)하는 장치다.
이 부분을 구성하는 소자로는 다이오드, SCR, IGBT 등이 있다. 다이오드는 주로 소용량에 사용되며 SCR은 전반적인 UPS에 적용되는 소자다. IGBT는 고역률을 가질 수 있게 하는 소자로, 향후 고역률이나 고효율을 가지는 제품을 선호하는 경향이라 보급이 빠르게 늘고 있는 실정이다. 이 부분에 사용되는 소자들에 의해 축전지의 충전전압에 미치는 리플값이 좌우된다. 회로방식으로 살펴보면 다이오드 정류기, 사이리스터 정류기 초퍼제어형, PWM제어형, SMR 컨버터 등이 있다.

③ 인버터부(INVERTER부): 정류부에서 교류가 직류로 바뀌어 인버터부로 오면 다시 변환해 직류를 교류로 변환(DC/AC)하는 장치다. 인버터를 구성하는 소자로는 FET 및 파워 TR, IGBT 등이 있으며 소자를 구동하는 방식에서는 PWM 및 PAM 방식이 있다.

④ 출력필터부: 출력측의 필터부는 인버터 후단에 들어가는 필터로 인버터에서 변환된 AC전원이 양질의 사인파가 되기 위해서는 AC 반응기와 캐패시터가 취부돼야 완벽한 AC 전원으로 변환이 이뤄진다.

⑤ 축전지: UPS를 구성하는 주요부분으로 상용전원이 정전시 없어서는 안 되는 부분이다. 일반적으로 사용하는 축전지는 무보수밀폐형의 연축전지나 장수명 밀폐형 축전지가 사용되고 특수 시설이나 중요한 부하에서는 NI-CD 축전지가 사용된다. 축전지는 수명이 보통 3년에서 10년까지고, ‘NI-CD’ 같은 것은 15년까지도 보증을 한다. 요즘 환경과 직결해 NI-수소 축전지도 시판이 돼 사용되고 있다. 축전지를 선정할 때에는 축전지의 종류와 장비의 백업시간이 우선돼야 하는데 보통 30분을 기준으로 60분이나 최대 3시간까지 선정하기도 한다.

⑥ 정지스위치부: 인버터 후단과 바이패스 부분을 담당해 서로 인터록이 되게 구성을 한다. 소자로는 인버터 부분은 MS(전자 접촉기), 바이패스 부분은 SCR로 이뤄진다. 또한 일부분은 인버터 부분도 SCR로 구성되는 제품도 있다. 이 부분의 동작은 초기 전원 투입시 상용전원이 바이패스 회로를 통해 출력으로 전원이 공급되고, 인버터 부분이 정상적으로 기동되면 인버터 후단의 접촉기가 켜지고 바이패스 부분의 스위치가 꺼지는 식으로 운전된다. 인버터 부분이 비정상적이거나 이상 발생시에는 인버터 부분이 꺼지고 바이패스 부분이 켜진다. 두 부분이 동시에 투입되면 파손의 위험이 있다. 정지스위치가 없다면 바이패스로 넘어가는 시간이 200m/s로 돼 전산실이 정전된다. 정지스위치가 있다면 200m/s를 4m/s로 단축해 정전이 되지 않는다.

⑦ 비상바이패스: 이 부분은 장비에 어떤 문제가 발생 됐을 때 출력측으로 전원이 공급되지 않을시 출력측으로 전원을 공급할 수 있는 비상 전원 공급용 스위치다. 대부분 이곳의 소자는 MCCB가 사용된다.

건축물관리실무 Ⅴ.전기관리실무
건축물관리연구원장 임정달