[발송배전기술사 실전문제해설] [문제07] 무정전전원장치의 구성 및 동작에 관하여 설명하라.

무정전전원장치에 대한 내용은 소방공부할때에도 관여가 되어있어서 공부를 하였다. 이번글에서는 무정전전원장치의 구성 및 동작원리등에 대해서 알아보기로 하자

출처 - 울산세이프티 티스토리

 

본 글은 신들의 정원 – 강화풀밭농원 (최진만 기술사)에게서 가져왔음을 알린다.

 

 

[문07] 무정전전원장치의 구성 및 동작에 관하여 설명하라.

 

[문07] 무정전전원장치의 구성 및 동작에 관하여 논하라. 1. 개   요 발송배전 시스템의 운용에 컴퓨터 및 자동제어기기의 보급이 확대됨에 따라 고신뢰성의 전원공급을 필요로 하는 제어시스템이 급속히 증가되고 있다. 이는 컴퓨터 응용기술이 고도화 될수록 이들이 요구하는 고신뢰성 및 안정된 전원을 공급하지 못하면 전원장애로 인한 시스템의 기능상실로 발송배전 전계통의 중단까지도 야기할수 있는 것이 현실이다. 또한 최근에는 전력계통의 운영 뿐만아니라 일반 산업용,서비스용까지 컴퓨터 응용기기의 확대에 따라 상용전원의 정전 및 전원장애로 부터 대비하기 위한 무정전 전원장치의 역할이 더욱 중요하게 되었다. 2. 기본구성 및 부분별 기능 무정전 전원장치의 전력회로는 정류부(Rectifier)와 인버터부(Inverter) 동기절체 스위치부(Syncro static switch)로 나누어 진다.    2-1. 정류 및 충전기부 정류 및 충전기부의 주요구성부품은 싸이리스터,다이오드,휴즈,방열판,콘댄서,저항 등으로 구성된다.입력교류전원을 직류로 변환하여 축전지에 충전전류를 공급한다.    2-2. 직류필터부 정류 및 충전기부를 통하여 변환된 직류전원은 리플함유량이 많으므로 리플을 제거하여 안정한 직류전원으로 개선하기 위한 기능을 갖는다.    2-3. 인버터부 정류부와 축전지로부터 직류전원을 공급받아 교류전원으로 변환시켜 출력측에 안정된 교류전력을 공급한다. 정격부하에 충분한 용량이어야 하고 유지보수가 용이 하여야 한다.    2-4. 교류필터부 인버터를 통하여 변환된 교류전력을 완전한 정현파로 변환하여 고조파를 최소화 한다.    2-5.정지형 동기 절체 스위치부 동기절체부는 인버터 출력과 상용전원간이 병열로 접속되게 하며 인버터 출력과 상용전원간에 인터록 되도록 하며 무순단으로 수동 및 자동절체되고 유지보수가 용이하여야 한다. 3. 기본동작    3-1. 평상시 입력전원은 정류부로 공급되며 정류부는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 축전지를 충전하며 동시에 인버터부의 입력전원으로 사용되며 동기절체스위치는 인버터부측으로 절체되어 부하에 안정한 전원을 공급한다.    3-2. 입력전원 정전시 정류부의 입력전원이 정전시에는 정류부로 부터 인버터와 축전지에 공급되는 직류전원은 차단되고,무순단으로 축전지로부터 방전을 시작하여 인버터부의 입력전원으로 축전지 방전 허용시간내까지 사용되고,축전지 정전허용시간 경과후에도 입력전원이 복전되지 않으면 기기는 자동으로 정지되도록 한다.    3-3. 입력전원 복전시 정류부의 입력전원이 복전되면 축전지 방전에 의해 인버터부에 공급되던 전원은 자동으로 중단되고 정류부로부터 방전된 축전지를 재충전과 인버터부에 직류전원이 공급된다. ♣ 동기절체 스위치의 역할은 인버터 출력과 바이패스 상용전원을 병열로 접속하여 상호 인터록하며 동기절체시에는 무순단으로 자동절체 한다.인버터 출력 이상시에는 바이페스 상용전원으로 무순단 자동절체되어 부하에 상용전원을 공급하고 인버터 출력이 정상으로 복구되면 상용 전원측에서 인버터 출력전원을 무순단 절체하여 부하에 안정된 전원이 공급된다. 4. 적용시 유의사항 - 바이페스 전원은 입력전원과 별도 전원으로서 공급되어야 한다. 인버터의 고장 및 장기정전으로 인한 축전지 방전시 바이페스 전원으로 활용한다. - 정전시 사용되는 축전지는 무정전 전원장치 전용이어야 한다. 제어전원과 겸용축전지를 사용할 경우 정전시 빈번한 제어회로의 조작으로(순간전압강하에 따른 전압불안정으로) 인버터가 가동중단이 될수 있기 때문이다. - 정지형 동기절체 스위치는 무순단으로 인버터측과 바이페스(상용전원)측을 동기절체할수 있어야 한다. 바이페스 절체시간이 4ms이상을 초과하는 경우 부하측의 기기에 장애를 줄수 있다. - 고신뢰성의 무정전 전원을 요구하는 부하기기는 반드시 병렬형 무정전 전원장치를 사용하여야 한다. 5. 향후전망 종래에는 회전형 무정전 전원장치가 이용되어 왔으나 변환손실이 크고 기계부품의 운전비용 및 신뢰성 보장비용을 필요로 하였다. 따라서 최근에는 전력전자 제어방식의 반도체를 이용한 정지형 무정전 전원장치가 확대 보급되고 있다. 정지형 무정전 전원장치는 회전형에 비하여 기계적 운동부분이 없으며 변환효율이 높고,보수시간이 단축되며,소형경량,수명이 긴 장점을 가지고 있기 때문에 전력용 제어설비 이외에 산업용,서비스업용,가정용에 까지 널리 보급될 전망이다.