전원설비 신뢰성

정의

전원설비 신뢰성은 정전 시간과 전압 품질 저하를 최소화하는 능력이다.

쉽게 말해 전원이 끊기지 않고, 끊기더라도 짧게 끊기며, 전기 모양이 깨지지 않는 것이다.

정식으로는 공급신뢰도와 전압품질의 두 축으로 나눠 본다.

신뢰성과 보호

신뢰성과 보호는 구분해서 봐야 한다.

신뢰성은 고장이 나지 않을 확률에 가깝다.

보호는 고장 때 고장 구간만 분리해 피해를 줄이는 능력이다.

신뢰도가 높아도 보호가 나쁘면 한 번의 고장으로 전체가 정지할 수 있다.

공급 측 구성요소

공급 측 계통은 구성요소마다 역할과 검토 항목이 다르다.

수전설비는 이중 인입과 경로 분리를 검토한다.

변압기는 병렬운전과 N+1 예비 용량으로 한 대 고장에 대비한다.

모선과 차단기는 구간 분리와 선택 협조를 본다.

보호협조 두 방식

보호협조는 선택차단과 Cascade 두 방식으로 나눈다.

선택차단은 고장 회로만 끊어 정전 범위를 줄이지만 차단기 용량이 커진다.

Cascade는 경제적이지만 분기 차단기가 동작하면 상위 차단기도 함께 동작할 수 있다.

신뢰도가 중요한 설비에는 선택차단을 우선 검토한다.

정격전압 계산

차단기 정격전압은 공칭전압에 1.2/1.1을 곱해 구한다.

공칭전압 22.9kV 계통이면 정격전압은 약 24.98kV다.

정격전압은 사용 회로 전압의 상한이라 공칭전압보다 높게 나온다.

비상발전기와 UPS

비상발전기와 UPS는 역할이 다르다.

비상발전기는 엔진으로 발전하며 전환에 수 초가 걸린다.

UPS는 축전지로 순간 정전을 메워 무순단으로 공급한다.

UPS가 순간 정전을 메우고, 비상발전기가 장시간 정전을 맡는 구조다.

잠깐 멈추고 직접 풀어 보자.

정리

정답은 UPS다. 축전지로 순간 정전을 메워 무순단으로 공급한다.

마지막으로 핵심을 정리한다.

신뢰도와 보호는 목적이 다르다. 두 개념을 구분해 써야 한다.

계통은 이중 공급과 선택차단으로, 예비전원은 자가발전기와 UPS로 확보한다.

채점에서는 이중화, 보호협조, 고조파 대책, 예비전원, 점검을 함께 본다.