UPS 용량 산정

UPS의 역할

무정전전원장치(UPS)는 상용전원이 끊겨도 축전지 에너지로 부하에 전력을 공급하는 장치다.

정전 순간에도 정보통신·의료·방재 설비가 멈추지 않도록 하는 핵심 설비다.

용량은 부하의 유효전력(kW)과 피상전력(kVA)을 함께 검토해 정한다.

역률로 잇는 kW와 kVA

피상전력(kVA)은 전압과 전류의 곱이고, 유효전력(kW)은 그중 실제 일로 쓰이는 몫이다.

두 값은 역률 cosθ로 연결되며, P는 S에 역률을 곱한 값이다.

역률이 낮으면 같은 kW를 공급하기 위해 더 큰 kVA 용량이 필요하다.

예를 들어 역률 0.8인 15kW 부하는 18.75kVA를 요구한다.

용량 산정 절차

용량 산정은 부하 목록의 유효전력 P를 합산하는 것에서 시작한다.

합계 P를 역률로 나눠 피상전력 S로 바꾼 뒤, 여유율을 더한다.

그다음 표준 kVA 용량을 골라 UPS 정격을 확정한다.

부하 40kW, 역률 0.9이면 S는 약 44.4kVA이고, 여유율 25%를 더하면 약 55.6kVA다.

따라서 표준 용량인 60kVA급을 선정하는 것이 맞다.

정답은 40kVA다. 역률이 1보다 작으면 같은 kW라도 kVA가 더 커진다.

축전지 런타임 계산

축전지가 얼마나 버티는지는 전압, 용량, 효율, 부하 VA로 정해진다.

런타임 T는 V와 C와 η를 곱한 에너지를 부하 피상전력으로 나눈 값이다.

12V 9Ah 축전지 4개를 직렬로 묶으면 총 48V, 9Ah가 된다.

1,280VA 부하에서 런타임은 약 0.304시간, 즉 18분 정도다.

흔한 실수와 채점 포인트

마지막으로 헷갈리기 쉬운 점과 시험에서 먼저 확인하는 내용을 정리한다.

가장 흔한 실수는 UPS 정격을 VA로만 보고 부하 합계와 비교하는 것이다.

두 번째 실수는 배터리 공칭 용량을 그대로 두고 런타임을 계산하는 것이다.

N+1 구성에서는 한 대가 고장 나도 전 부하를 감당하는지 확인해야 한다.

정답은 600W다. 역률이 낮으면 같은 VA에서 공급할 수 있는 W가 줄어든다.

핵심 정리

UPS 용량은 부하의 유효전력을 합산하고 역률로 피상전력을 환산해 정한다.

여유율과 증설 계획을 반영하고, 축전지는 방전율과 효율을 함께 고려한다.

최종 기준은 제조사 사양서이며, 기준 버전을 설계서에 명시한다.