UPS 용량선정과 배터리 용량계산은? (이혁재)

[이영권]

이제혁 wrote:
> 저는 전기설계업체에 근무하고 있습니다.
> 설치를 할 때마다 ups가 꼭 들어가는데, ups 용량계산이나, 축전지의 용량계산을 기존 자료에 의해서 하다보면 필요한 용량에 비해 너무 커지는데 그 계산방식을 알고 싶습니다.
>
1. UPS 장치의 용량 선정
  이상으로 UPS 장치의 동작회로 방식등은 일단 이해한 것으로 생각하고 실제의 UPS장치를 도입함에 있어 필요한 사항을 설명하고자 한다.

1) 방식의 선정
  어떤 방식을 선정하는가 하는 것은 주로 요구되는 신뢰도에 따라 결정되며 대체로 다음과 같지만 차후 용량 증설을 생각하지 않으면 안된다.
(1) 중,대규모  ON LINE SYSTEM 용 UPS ;
    UNIT를 PARALELL REDUNDANT의 STATIC S/W 방식
(2) 소규모 ON LINE SYSTEM 용 UPS ; 1대 운전의 STATIC S/W 방식
(3) 계장 전원 TRUNNEL 조명 ; 1대 운전의 STATIC S/W 방식
  또 어떤 경우에도 불의의 사태에 대비하여 직송 회로를 설치하는 경우가 많은데 직송 회로나 STATIC SWITCH 방식은 입·출력의 주파수가 다른 경우에는 채용이 불가하다.

 2) 용량의 선정
  용량은 실부하 용량이상으로 선정하지 않으면 안된다는 것은 물론이지만 부하의 기동 돌입 전류나 허용 전압 변동 차후 용량 증설을 고려할 필요가 있다. 특히, 기동 돌입 전류에는 주의를 하지 않으면 안된다. 이미 INVERTER의 동작 항에서 설명했듯이 정지형 UPS 장치에는 부하에 공급할 수 있는 전류의 한계치가 있다.  

  이것을 넘는 전류에서는 轉流 失敗 (COMMUTATION FAILURE)에 의해 정지 된다.  또 이 한계치는 일반적으로 정격 전류보다 그다지 크지 않다.  지나치게 기동 전류가 큰 경우에는 경제성을 고려하여 한류 기동 등으로 UPS 용량 증가를 피하는 방법도 있다.  이상을 종합하면 UPS 장치의 용량은 아래 사항을 검토해야 한다.

(1) 부하 용량을 충분히 만족할 것.
(2) 부하의 기동시 UPS 출력 한계치를 초과하지 않을 것.
(3) 순차 기동할 경우에는 나중에 투입하는 부하의 기동 전류에 의해 출력 전압 변동이 먼저 투입된 부하의 허용치를 넘지 않을 것.
(4) 장차 부하 용량의 증가를 고려할 것.
(5) 가능한 한 MAKER 의 표준 용량으로 선정할 것.

2. 축전지의 용량선정과 계산

1.     축전지 용량은 방전전류 방전시간 허용되는 최저전압(방전종지전압)

축전지 액의 온도 등에 의해 결정된다.

        Po x 1,000 x PF                   3Kva x 1,000x 0.8

I = ---------------- =   A  I =----------------- = 15A

        EF x ns x Min dcv                    0.9 x 16 x 11

여기서 Po : UPS의  용량 (kva)

       Po : UPS 출력 용량

       EF : 효율

       ns : 축전지 직렬갯수

     Minv : 방전종지전압

2.     용량 계산

        1                               1

e =  --- x K x I (AH)   e = ---- x 0.6 x 15 = 9A

   L                               1

여기서 K : 축전지의종류, 액 온도, 종지전압, 방전시간 등에 의해

결정되는 값으로 용량환산 시간이라고 부르고 축전지 제작회사에서 제출된 특성 CURVE 을 읽는다.

I : 1)항에서 계산된 방전전류

L : 축전지 보수율 (최근에는 통상 1로 한다)

따라서 30분 Back-up : 9AH을 사용하해야 하지만 9AH 다음은 15 AH 이므로 7AH 16CELL을 선정하여 사용함.      

       (주)대광전기 기술부 

       BACK UP TIME에 대한 시정수 값을 구하는 곡선표를 보내드리도록 하겠습니다. 연락주세요.

      전화 : 02-929-0474,   H.P : 011-390-0474,   FAX : 02-929-0473