통합된 STS 방식을 적용한 UPS SYSTEM에 관한 연구

Abstract

UPS(UNINTERRUPTED POWER SUPPLY: 무정전 전원장치)란 상용전원에 발생되는 각종 전원의 장애를 양질의 전원으로 바꾸어서 중요한 부하에 정전 없이 주어진 방전시간동안 연속적으로 정전압， 정주파수의 전원을 공급하는 장치를 말한다. 최근에 급격히 발전하고 있는 사무 자동화 기기 (OA)나 공장 자동화 기기에 이용되는 컴퓨터나, 마이크로 프로세서를 내장한 장비들은 전원 변동에 민감하게 반응한다. 그러나 상용 전원에서 수용가까지의 선로의 거리와 수용가 상호간의 간섭, 계약 용량초과사용, Peak Time의 전압강하, 각 수용가 자체의 Noise 발생 등으로 인하여, 각 수용가에 공급되는 전력의 질은 전력공급자의 통제를 벗어나는 것이 보통이다. 따라서 전력을 공급하는 측이 아무리 양질의 전력을 공급해도 위와 같은 첨단장비에 공급되는 전원에는 문제가 있게 마련이므로 부하의 중요도 및 종류에 따라서 적절한 장비 도업이 필수적이라 하겠다. 일반적으로 상용전원에 나타나는 전원 교란 노이즈는 여러 가지 형태가 존재한다. 안정된 상태에서 수초이상 지속적으로 정격전압보다 수십 퍼센트 크거나 작은 Over Voltage 혹은 Under Voltage가 발생하게 되면 전원에 연결된 전 장비의 예열을 유발시켜 장비의 수명을 단축시키거나 시스템 에러 발생요인으로 작용한다. Sag와 Surge는 수 사이클 이내의 시간동안 정격전압보다 훨씬 낮거나 높은 전압변동으로써 컴퓨터 메모리의 유실이나 전송중인 DATA에 에러를 발생시킨다. Impulse는 매우 짧고 파형을 심각하게 왜곡시키는 높은 전위의 과도현상으로 수 에서 수 까지 지속되며 수백 VOLT까지 상승 하는 불규칙 노이즈로써 통상은 그 징후를 감지하기 힘들지만 일단 발생하게 되면 부품의 성능 저하 및 시스템의 Shut-down을 유발시키게 된다. 마지막으로 수 CYCLE에서 수 시간까지 지속되는 정전이 발생하게 되면 시스템의 동작 불능 상태에 도달하게 되어 시간적으로 경제적으로 막대한 손해를 업게 되므로 적절한 전원장치의 도입이 필수적이라 하겠다. 부하(컴퓨터, 통신 기기, 기타 중요한 기기)에 양질의 전원이 공급되지 않을 때 부하는 각종 장애를 일으키며 그 장애로 인한 피해가 인력 및 경제적 손실뿐만 아니라 사회적 문제로 확산되므로 UPS를 사용, 양질의 전원을 공급하여 그 피해를 사전예방하며 피해 규모를 최소화하는데 있다. 정보와 DATA의 중요성이 더욱 부가되고 있는 더욱더 신뢰성이 높은 시스템에 대한 요구가 높아짐에 따라 전산 및 설비 등 정전이나 순간적인 전원변동에 대하여 극히 민감하게 반응하는 장비등은 대부분 UPS (Uninterrupted Power Supply) System을 사용하여 안정된 전원공급을 목적으로 하고 있지만 UPS자체도 복잡한 구조의 전력소자로 구성되어 전원장애에 대한 방법에 대해 고려되어야 한다.

이에 UPS의 SINGLE운전에서 복수의 UPS를 DUAL, 병렬운전 또는 개별적 다수 운전방식으로 전환해 나가는 추세와 관련 연구가 진행되고 있다. 복수의 UPS 병렬 운전 시 야기되는 문제점으로 인해 UPS의 정전압/정주파수 공급능력과 STS(Source Transfer Switch)의 무정전 절체 기능을 조합한 전원 2중화 SYSTEM을 제안하여 기존 방식과의 비동기 상태에서의 절체방식에 관한 효용성과 무순단 절체시의 문제야기 가능성, 비동기 수동조작의 오조작과 SCR에 의한 절체 동작에 관해 연구 한다.