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국내 무정전전원장치 기술 동향 원문보기

전력전자학회지 = The journal of the Korean Institute of Power Electronics, v.19 no.5, 2014년, pp.36 - 41  

임승범 (이온 부설연구소) ,  변용섭 (이온 부설연구소) ,  이원일 (이온 부설연구소)

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제안 방법

  • 소용량 단상 UPS인 SEP은 19인치 Rack/Tower 타입으로 제품군은 1~3kVA와 5~10kVA로 나뉜다. SEP은 제품의 소형화를 위해서 변압기를 사용하지 않은 무변압기 방식을 사용하였고, 기본 UPS의 정전보상 시간을 5분 이내로 하여 배터리의 용량을 최소화하고 배터리 뱅크를 추가적으로 설치하여 정전보상 시간을 조정할 수 있게 개발하였다.
  • TNPC 인버터는 기존 2-레벨 방식에 비해서는 스위칭 손실을 줄일 수 있고 3-레벨 NPC 방식에 비해서는 도통 손실을 줄일 수 있어 효율을 높일 수 있다. 배터리 충전기는 배터리 모드에서 윗단과 아랫단의 배터리를 사용해서 직류단을 각각 제어해서 배터리의 잔존 용량이 서로 다를 수 있으므로 벅-컨버터 두 개로 구성하여 윗단 배터리와 아랫단 배터리를 별도로 충전한다.
  • 인버터는 중성점과 그라운드를 연결해야 하므로 Half-Bridge 구조로 구성하였다. 배터리 충전기는 용량이 작으므로 구현이 간편한 Fly-Back 컨버터로 구성하고 배터리 방전기는 입력전압이 낮고 출력전압이 높으므로 효율이 높은 LLC Full-Bridge 컨버터로 구성하였다.
  • 정류기는 부스트 컨버터 회로 2개를 사용하여 윗단과 아랫단으로 구성하여 3-레벨로 동작한다. 정류기는 정상 모드에서는 PFC로 동작하고, 배터리 모드에서는 배터리 방전기로 동작하여 배터리 방전기를 제거하여 전력밀도를 높였다. 이렇게 윗단과 아랫단으로 구성하면 배터리 모드에서 각각 윗단 커패시터와 아랫단 커패시터 전압을 제어하므로 균등 회로를 제거할 수 있다.

대상 데이터

  • 이렇게 윗단과 아랫단으로 구성하면 배터리 모드에서 각각 윗단 커패시터와 아랫단 커패시터 전압을 제어하므로 균등 회로를 제거할 수 있다. 인버터는 효율을 높이기 위해서 TNPC(T-Type Neutral Point Clamp) 인버터로 구성하였다. TNPC 인버터는 기존 2-레벨 방식에 비해서는 스위칭 손실을 줄일 수 있고 3-레벨 NPC 방식에 비해서는 도통 손실을 줄일 수 있어 효율을 높일 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무정전전원장치는 어떻게 구분되는가? 무정전전원장치(UPS : Uninterruptible Power Supply) 는 입력전압과 출력전압의 종속성에 의해서 Passive Standby, Line-Interactive, Double-Conversion 방식으로 구분된다. 인터넷 데이터 센터(IDC), 금융센터, 반도체, 디스 플레이 업계 등 안정적인 전력공급이 중요한 산업계에서는 신뢰성이 중요하므로 이중변환 방식의 UPS를 사용하고 있으나 대부분 해외 글로벌 업체의 제품을 사용하고 있고 국내 UPS 업체는 이런 해외 글로벌 업체의 제품을 수입하여 설치 및 시공만 하는 현실이다.
이중변환 방식의 UPS에서 효율이 중요한 요소인 이유는? 이중변환 방식의 UPS는 항상 정류기와 인버터를 통해서부하에 전력을 공급하므로 효율이 중요한 요소이다. 또한 소용량 UPS는 대부분 19인치 Rack에 설치하여 사용하므로 전력밀도가 높여야 한다.
Emerson와 같은 원격 감시 프로그램이 갖추어야 할 기능은 무엇인가? Emerson의 경우 Nform이란 제품을 통하여 원격으로 제품을 감시하고 이온은 UPSMon을 통하여 제품을 항상 원격으로 감시한다. 이런 원격 감시 프로그램은 장비에 이상이 생기면 관리자에게 메일, 문자, Push 알람 등을 통하여 장비의 이상 여부를 알려주어서 부하 장비의 피해를 최소화 할 수 있어야 하고 UPS의 알람 내역을 저장 및 출력이 가능하여야 한다. 그리고 UPS의 상태를 확인하여 UPS를 제어할 수 있는 제어 기능이 필요하다. 또한 같은 회사의 UPS 뿐만 아니라 다양한 회사의 UPS 를 감시해야 하므로 통일된 프로토콜로 구성되어야 한다[4].
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참고문헌 (4)

  1. Kim Sun-Pil, Hwang Jung-Goo, and Park Sung-Jun," The PCS System Having the BESS Function", Proc. of 2013 Power Electronics Annual Conference, pp 34-35, Jul. 2013. 

  2. Lim Seung-Beom, and Hong Soon-Chan, "Hybrid UPS with Energy Storage System Function", The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, Vol. 19, No. 3, pp 266-275, Jun. 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Kim Ji-Su, Lim Seung-Beom, Lee Won-Il, Kim Ki-Beom and Kim Eun-Duk, "The Development of 200kVA Hybrid UPS", Proc. of 2014 Power Electronics Annual Conference, pp 85-86, Jul. 2014. 

  4. 최주엽, 전호석, "UPS의 기술동향 : SNMP를 이용한 무정전전원장치용 원격제어 시스템", 전력전자학회지, pp 32-35, 08. 2000. 

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