UPS 고장수리 (1)

[이영권]

     UPS 고장수리 (1)
 
      UPS점검 및 고장수리 요령           BY DAE KWANG ELECTRIC E&T CO.,LTD : LEE,YOUNG KWEN
                           
1. UPS란?
 UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY의 앞 글자를 말하는 것으로 무정전전원 공급장치 라고 한다. 한편 CVCF(CONSTANT VOLTAGE CONSTANT FREQUENCY)라고도 하는데 정전압 정주파수라 하여 정전이 되어도 부하장비를 정상 가동하게 하고 일정한 전압과 일정한 주파수를 공급하고 전기적인 잡음을 제거하므로 컴퓨터와 같은 정밀장비의 양질의 전원을 안정되게 부하에 공급하므로 테이타의 에러나 장비 자체의 고장을 사전에 배제 시키는 매우 중요한 전원공급기이다.

2. 구성 및 기능설명
1) 입,출력 및 밧테리 단자
   외부에서 오는 입력 및 밧테리, 컴퓨터로가는 출력 배선을 연결하는 단자.
2) 입력 필타 및 출력 필터
   입력 라인 및 출력 라인에 연결되어 있는데 라인 필터 또는 EMI 필터라고 하며 입력 필터는 한전에서 들어오는 전기적 잡음을 없애 주며 출력은 인버터에서 발생하는 전기적 잡음이나 부하장비에서 역으로 인버터로 들어오는 전기적 잡음을 걸러주는 기능을 한다.
3) 입, 출력 스위치(NFB=NO FUSE BREAKER)
   입력 전원을 공급 또는 차단시키는 기능을 한다.
4) 밧테리 스위치(NFB)
   밧테리 와 인버터 또는 정류기와 연결또는 차단시키는 기능을 한다.
5) 바이 패스 스위치(BY-PASS SWITCH ; NFB)
   인버터가 비정상적일 경우에 또는 유지보수를 위하여 한전전원을 부하에 직접 공급하기 위한 스위치
6) 입력 변압기
   입력 전원을 공급받아 정류기 전압, 충전기 전압, 또는 바이패스 전압 등을 공급한다.
7) 정류기 또는 충전기
   입력 변압기에서 전원을 공급받아 교류를 직류로 변환시키는데 순브릿지 정류 및 혼합브릿지 정류를 하며 반도체 소자는 DIODE, SCR을 사용하며 PCB에서 부동충전, 균등충전, 충전 전류 제한, 자동 및 수동 등의 기능이 있다.
8) 평활회로 (필터)
    DC FILTER 회로라 하며 DC CONDENCER(C) 와 CHOKE(L)로 구성되어 있으며 교류성분을 걸러주는 기능을 한다.
9) 밧테리
   정상시에는 충전시켜 두었다가 정전시에 인버터에 전원공급을 하므로 무정전이 된다.
10) 인버터
(1) ON LINE은 정상시나 정전시에 항상 직류전원을 공급받아 교류전원을 발생 부하측에 양질의 전원을 공급하며 OFF LINE은 정전시에만 교류전원을 발생 부하에 공급한다.
(2) 트랜지스터, IGBT, FET, SCR 등을 사용하며 PCB 기능을 알아야 한다.
11) 필터 (FILTER)
    AC CONDENCER(C)와 REACTER(L)로 구성되어 있으며 인버터 교류 출력에 우수 고조파(HARMONICS)를 걸러 주는 역활을 하여 의율(DISTORTION)을 좋게 한다.
12) 바이패스 변압기
    입력 전압 과 출력 전압이 다를 때 출력 전안에 맞게 전압을 올리거나 낮추는 기능을 한다.
13) DISPLAY(MONITERING & LED)
    표시등이 주로 LED로 되어 있으며 그 기능을 잘 읽고 판단하고, 계측 메타는 1.5급이보통이고 1.0급도 있으며 DIGITAL DISPLAY로 선택하여 볼 수 있는데 표시치와 실측치의 오차가 어느 정도인지 테스타로 측정해 본다.
14) PCB
(1) 충전기 PCB (RECTIFIER CHARGER CONTROL PCB)
  가) 입력교류 전압검출 TRANS -- 정류하여 전원전압, 위상, 입력전압 HIGH & LOW 기능
  나) CT(CURRENT TRANSFORMER) -- 입력 전류 검출을 한다.
  다) SHUNT로 충전전류 또는 인버터 입력 전류 검출한다.
  라) 자동, 수동, 부동, 균등, 전류제한 등을 CONTROL 한다.
  마) SCR GATE에 PULSE를 공급한다.(위상과 G와 A가 맞아야 한다.)
  바) 볼륨의 위치와 기능을 알아야 한다.
 (2) POWER SUPPLY PCB
  가) PCB 류의 전원을 공급하며, LED 전원을 공급한다.
  나) SWITCHING POWER SUPPLY TYPE이 많다.
 (3) INVERTER CONTROL PCB
  가) SCR, IGBT, TRANSISTOR, FET 등에 PULSE를 공급한다.
  나) 위상, 전압, 전류 등이 맞아야 한다.
  다) 출력전압 검출 변압기 -- 전압, 위상을 검출한다.
  라) CT -- 출력전류를 검출한다.
  마) THERMAL SWITCH -- 방열판의 온도를 검출한다.
  바) POWER SUPPLY PCB에서 전원 공급을 받는다.
  사) 여러가지 볼륨이 있지만 공장에서 조정된대로 만지지 않는 것이 좋고 출력 전압 가변 볼륨은 알아 두어야 한다.
 (4) DRIVE PCB
  가) INVERTER CONTROL PCB에서 PULSE 를 공급받아 SCR, TRNSISTOR, IGBT 등에 PULSE를 공급하는데 알맞은 전압 전류로 바꾼다.
  나) POWER SUPPLY PCB에 같이 있는 경우도 있다.
 (5) STATIC SWITCH PCB
  가) 한전과 인버터 출력 전원과 위상 동기가 맞아야 한다.
  나) TRANSFER-- 인버터에서 한전으로 절체되는 것.
  다) RETRANSFER -- 한전에서 인버터로 절체되는 것.
  마) 자동, 수동으로 절체하는 기능이 있다.
  바) 위상과 전압이 맞지 않으면 인버터가 고장난다.
  사) SCR을 역병열로 사용 또는 MAGNET와 병열로 사용하는 방법이 있다.
 (6) SURGE ABSERBER 또는 SURGE KILLER PCB
  가) 충전기, 정류기, 인버터의 반도체 소자의 보호용으로 부착함.
  나) 몇가지 종류가 있다.
 (7) DISPLAY PCB
     여러종류가 있지만 DIGITAL DISPLAY 기능을 알면 쉽다.
15) 기타
 (1) 부스 바(BUS BAR) --- 반도체 결선시 사용하는 동선.
(2) KNIFE SWITCH --- 수리시나 고장시 사용하는 BY-PASS 스위치.
(3) BATTERY BANK --- 밧테리 외함.

3. 정기 점검 요령
* 운용자는 점검자를 기술의 선생님으로 생각한다. 고로 적절한 요령이 필요하다.
1) 출장 확인서에 명판의 사양을 자세히 기재한다.
2) 입력, 출력, 밧테리 전압, 용량, 출력전류 등을 메타 나 display에 나타나는 것을 적고 테스타로 재고 오차가 없는가 확인한다.(본인의 테스타 오차를 알아야 한다.)
3) 먼지나 이물질 등을 제거하고 장비 주위에 물건이 없는지 특히 금속 쇠붙이나 물기나 습도가 높아질 요소는 없는가 보고 환풍에 방해되는 것을 제거한다.
4) 동작중에는 충격을 주거나 문작을 열고 닫을 때 주의해야 하고 붓으로 먼지를 털 때는 정전기가 발생하므로 PCB에는 붓으로 먼지를 털지 말아야 한다.
5) 밧테리 충전되면서 액기가 넘쳤으면 닦고 액기가 적당한가 점검하고 청소한다.
6) 성의와 열의를 보이는 것이 기술자로써 지켜야 할 인품이다.
7) 장비의 성능이나 특징등을 사전에 숙지하는 것이 중요하며 정전 시험하여 절체시간, 방전 전류, 방전 전압, 정전 시간 등을 점검하고 복전시키고 충전 전압,충전 전류를 점검 기록해야 하나 중요한 전산장비 사용중에 만일의 일로 고장발생, 오동작이 생길 것을 대비하여 생략하는 것이 좋고 꼭 할경우에 사용자에게 사전 협의하고 실시하는 것을 잊지 말아야 한다.

4. 밧테리 교체 및 설치시 요령  (+ 는 적색, - 는 청색으로 한다.)
1) 설치할 때
(1) 밧테리 외함에 밧테리의 수량을 그림으로 먼저 배열해보고 결선해 본다.
(2) 밧테리 외함과 UPS 설치 위치를 정한다.
(3) 밧테리 터미날 결선 즉 낫트 잠그기가 용이하면 밧테리를 외함에 장착하고 난해할 경우 UPS로 가는 한쪽(+, -) 터미날을 물리지 말고 +,- 순으로 연결 한다.
(4) 결선이 다되면 UPS 정류부를 동작시켜 UPS의 터미날과 밧테리 전체전압 +,- 극성이 맞는지 측정한다. 주
의; 이때 SHORT 현상이 없도록 특별히 유의할 것.
(5) 정류기를 OFF하고 밧테리 +,- 배선을 UPS 터미날에 연결한다.
(6) 정류기를 살려보고 충전전류 메타를 지켜보고 전류가 많이 흐르고 소리가 나면 UPS를 즉시 끄고 극성을 다시 점검해야 한다.
2) 밧테리를 교체할 때
 (1) UPS가 동작중이면 밧테리 스위치를 끄고 밧테리 전체 전압과 정류기 출력 전압을 측정해 본다.
 (2) 가급적 사용자와 협의하여 부하장비를 먼저 끄고 UPS를 완전히 끄고 UPS 터미널에 연결된 밧테리의 + 배선을 분리하여 테프로 절연시킨다.
 (3) 밧테리 CELL 의 +,- 를 분리하고 밧테리를 교체하여 다시 +,- 터미날을 연결한다.
 (4) 절연시켜둔 + 배선의 테프를 벗기고 정류기를 살려 - 배선은 UPS 터미날에 연결되어 있으므로 정류기 출력전압 과 밧테리 전압을 재는데 극성이 맞아야 하고 정류기 전압이 CELL 당 1 - 1.5 V 정도가 높은것이 정상이다.(부동, 균등전압)
 (5) 정류기를 끄고 + 배선을 터미날에 연결하고 정류기를 동작시키고 충전 전류를 점검해야 하는데 전류 메타가 없을 때는 한참동안 시켜보고 이상 증상이 없는지 보라.

5. UPS 고장수리 요령
1) 수리에 임하기전
 (1) 명판에 있는 전기적 사양을 알고 그 사양에 맞게 사용해 왔는지 파악한다.
 (2) 고장이 발생할 때 사항을 사용자에게 물어본다.(의사가 환자에게 아픈 증상을 물어 보듯이)  
  (3) 부하 장비를 BY-PASS 로 사용하고 있으면 가급적 완전히 끄도록 하고 만일 그렇지 못할 경우는 환경에 따라서 세심한 주의를 요해야 한다. UPS 내부에는 인명에도 피해를 줄 수도 있는 전압과 전류가 있기 때문이다.
 (4) 기기 내부에 충전된 전압은 없는지 잘 점검한 후 수리에 임할 것.
 (5) 유사시를 대비하여 가급적 옆에 한 사람이 입회하도록 할 것.
 (6) 경험을 쌓아야 하고 전력용 반도체의 특성을 먼저 알아두는 것이 지름길이다
 (7) 동작원리를 알두어야 한다.
2) 수리요령
(1) 고장증상으로 보아 정류부, 인버터부, 밧테리부, STAIC SWITCH부, 부하측, SWITCH부, PCB POWER SUPPLY부 등을 먼저 구별해 보고 해당부분을 점검하는 것이 매우 유익하다.
 (2) 육안 검사와 냄새는 고장수리에 큰 비중을 갖는다.
 (3) 정류부
  가) 입력전압을 점검하고 변압기 2차측 전압을 측정 기록하고 DIODE 및 SCR 의 브릿지 입력전압을 측정하고 DIODE, SCR을 점검한다.
   * DIODE나 SCR이 불량나면 대부분 쇼-트가 되므로 0 OHM이 된다.
  나) 부하 전류가 흐르지 않게 하고 즉 무부하 상태에서 SCOPE로 SCR의 GATE PULSE를 재어 본다.
  다) 입력 교류 파형과 해당 SCR의 GATE PULSE와 위상이 맞는지 스코프로 파형을 본다.
  라) 만약 PULSE가 없으면 PCB를 수리하거나 교체하여야 한다.
 (4) 밧테리
  가) 밧테리 한 개 (CELL이라함) 12V는 2V가 6CELL 들어 있고 종류로는 알카리,연축전지가 있고 명칭은 MF, ES, LM, SSB 등이 있는데  무누액(완전) 밀폐형은 ESS, SSB이고, 무보수 밀폐형은 LM, MF인데 LM는 환수 촉매장치를 수입하여 부착한 것이다.
  나) 정류기의 충전 전압은 균등 충전시는 14V/CELL, 부동충전시는 13V/CELL 로 하고 밧테리 전체수량을 곱하면 전체전압이 되며 너무 높은 전압은 밧테리의 온도상승 요인이 되고 수명이 짧아지고 배가 부르고 증유수가 증발하여 액기가 말라 못쓰게 되고 심하면 폭발의 우려도 있다.
  다) 충전전압을 너무나게 설정하면 충전이 되지 않고 정전 보상 시간이 단축된다.
  라) 낫트가 느슨하거나 접촉이 나쁘면 화재의 위험도 있고 UPS의 고장의 요인이 되며 액기가  넘치거나 흰색의 이물질이 단자나 상부에 있으면 충전 전압이 높다고 볼 수 있다.
  마) 가능하다면 밧테리 결선 단자위에 구리스를 발라 두면 좋다.
  바) UPS 와 밧테리 간 배선은 연선으로 충분한 용량의 굵기로 가능한 짧게 사용하는 것이 바람직 하다.

        (주)대광전기이앤티  기술부