무정전 전원장치

제작 사양서

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PPUA-3000

대농산업전기주식회사
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Uninterruptible Power Supply                      제작 사양서 v1.0

목     차

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1. 적용 범위

1.1  개요

1.2  적용 규격

1.3  환경 조건

2. 구성 내역

2.1  무정전전원장치

2.2  축전지 & 축전지함

3. 동작 개요

3.1  정상 상태

3.2  정전시

3.3  정상 복구

3.4  동기 절체

4. 구성 및 기능

4.1  구성 및 기능

4.2  제어 장치

4.3  계측 장치

4.4  경보 표시 장치

5. 구조

6. 재료

7. 기타

8. 성능 및 특성

-  -

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1. 적용 범위

1.1 개  요

본 사양서는 상용전원 또는 예비전원의 각종 장애(정전, 전압 변동, 주파수 변동, SURGE, FLICKER 등)에 대하여 무정전, 정전압, 정주파수의 안정 된 양질의 교류 전원을 부하에 공급하기 위한 ALL IGBT형 32Bit DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSOR) 제어 방식의  무정전전원장치의 제작 및 설치에 대하여 적용한다.

1.2 적용 규격

1) KS : KOREAN INDUSTRIAL STANDARDS

2) MAKER STANDARD

1.3 환경 조건

1) 사용 온도

A. 운 전 시 : 0℃ - 40℃ (최적온도 20℃ ± 5℃)

B. 보 관 시 : -20℃ - +60℃

2) 습       도 : 90% 이하 (이슬 맺힘 현상이 없을 것)

3) 고       도 : 해발 1000m이하

4) 설 치 장 소 : 옥내 (분진 또는 유독성 가스가 없는 곳)

2. 구성 내역

2.1 ALL IGBT UPS

1) 입력 차단기 (INPUT BREKER)

2) 입력 REACTOR (INPUT REACTOR)

3) P.W.M 컨버터 (순변환부 - RECTIFIER / CHARGER)

4) P.W.M 인버터 (역변환부 - INVERTER)

5) 축전지 차단기 (BATTERY CIRCUIT BREAKER)

6) 출력 변압기 (INVERTER TRANSFORMER)

2.2 축전지 & 축전지함

3. 동작 개요

3.1 정상 상태

상용 또는 예비전원을 받는 순 변환부는 교류를 직류로 변환시켜 역 변환부를 통해 부하에 전력을 공급해야 하며 동시에 축전지를 충전할 수 있어야 한다.

3.2 정전시

상용전원이 차단되면 평상시 충전장치에 의해 충전 되었던 축전지에서 무순단으로 역 변환부에 직류전력이 공급되어 부하에 주어진 방전시간 동안 정전압 정주파수의 안정된 전력을 공급한다.

3.3 정상 복구 (정전 회복시)

차단되었던 전력이 다시 순 변환부에 전원이 공급되면 축전지 전원의 방전이 자동으로 멈추고 상용전원은 순 변환부를 거쳐 역 변환부를 통해 무순단으로 부하에 전력을 공급하게 되고 충전장치는  방전된 축전지를 자동 재충전 시켜야 한다.

3.4 동기 절체

역 변환부 출력과 상용전원을 자동 동기시키는 방식으로 역 변환부와 상용전원 간에는 인터록크되고 전기적으로 완전 독립되어 있어야 한다.

4. 구성 및 기능

4.1 구성 및 기능

1) 입력 필터부

본 장치는 UPS SYSTEM의 FULL 부하시 입력 ITHD (Current Total Harmonics Distortion )을 5% 이하로 제한 할 수 있도록 설계 제작 되어야 한다.

2) 입력 변압기

본 변압기는 필요한 경우 순 변환부의 입력전압과 축전지의 충전전압에 부합되고, 전류는 충전전류와 역 변환부의 정격전류의 합이 되는 용량이며 고효율 DRY TYPE 으로서 설계 제작 되어야 한다.

3) 순 변환부 (RECTIFIER/CHARGER)

(가) 본 장치는 입력회로 차단기, 입력 REACTOR, 콘덴서, 반도체 및 반도체 보호용 고속 FUSE 등으로 구성되어 있어야 하며, 역 변환부 및 축전지 충전 용량에 적합하도록 설계 제작되고,  교류를 직류로 변환시키는 기능을 갖추어야 한다.

(나) 본 장치는 IGBT PWM 제어 방식으로 모든 제어는 DSP에 의해 정전압, 정전류, 전류제한 등을 제어하고, 모든 조정은 전면 판넬상의 버튼에 의해 간단히 조작할 수 있어야 한다.

(다) 정전시 상용전원에서 예비 전원용 발전기로 절체시 돌입 전류를 차단하기 위해서 정해진 기동 시간 동안 SOFT START 하면서 충전해야 하며, 원활한 UPS의 기동을 위해  축전지 충전 전류를 0～20% 내에 제한하며 주파수 허용 범위가 ±5%까지도 원활히 UPS가 연동될 수 있도록 설계 제작 되어야 한다.

(라) DSP 제어에 의해 정전후 재입전시 지속적인 충전전류 감시 기능으로 정전류 충전이 되어야 하며 과충전 및 부족충전을 방지할 수 있어야 한다.

(마) DC 저전압 또는 고전압, 입력 고.저전압, 결상, 정전시 입력회로 차단기가 OPEN 되지 않고, DSP 제어에 의해 순 변환부를 정지시켜야 한다.

4) 역 변환부 (INVERTER)

(가) 본 장치는 IGBT를 사용한 DSP PWM 제어 방식이어야 하며, 순변환부 또는 축전지로부터 직류 전원을 공급받아 보다 안정된 양질의 AC전원으로 변환시켜 부하에 공급하여야 한다.

(나) 본 장치를 보호하기 위해 역변환부 입력측에 반도체 보호용 고속휴즈를 사용하여야 한다.

(다) DSP 제어에 의해 역변환부의 출력전압 및 전류를 제한 할 수 있어야 한다.

(라) R, S, T 삼상을 각각 제어함으로써 과도한 UNBALANCE 및 출력과도 특성에도 안정시킬 수 있어야 한다.

5) 출력 변압기 (INVERTER TRANSFORMER)

본 변압기는 DRY TYPE으로써 역변환부 출력에 연결되며, 1차와 2차 권선 간에 절연이 되도록 복권으로 제작하며 , 적합한 자체 임피던스를 가져 고조파 함유량을 최소화 하도록  제작한다.

6) 출력 필터부 (OUTPUT FILTER)

본 장치는 콘덴서와 출력변압기의 누설리액턴스로 조합된 직렬공진방식에 의해 D.S.P를 이용한 연산기법을 통하여 한 주기 동안 고조파의 위상 및 크기를 판단, 각 고조파에 대한 비례상수를 결정하고, 이 결과로 인버터에 전력을 주입 또는 유지하게 하여 FULL LOAD시 THD가 선형 부하에서 3% 이내로 유지되는 기능을 갖고 있어야 한다.

7) 동기 절체 스위치부 (STATIC TRANSFER SWITCH)

동기 절체 스위치는 인버터 이상시와 과부하시를 대비하여 상용 전원측에만 반도체 스위치를 설치하고, DSP 제어에 의한 완전 동기 방식으로 인버터에서 BYPASS로, BYPASS에서 인버터로의 절체시 부하에 순단없는 안정된 전원을 공급해야 하며, 인버터에서 BYPASS로

절체된 경우 DSP 제어에 의해 절체 조건을 판단하여 절체 조건이 해제된 경우는 즉시 정전압 정주파수인 안정된 전원을 공급 할 수 있는 인버터로 자동 재절체되는 기능을 갖추어야 한다.

또한 고장시 유지보수를 할 수 있도록 정류기와 인버터, STATIC SWITCH가 완전 절연되고 절체할 수 있는 수동 BYPASS SWITCH 회로가 구성되어야 한다.

8) 제어부 (CONTROL)

본 장치는 DSP를 사용하여 정류부, 인버터부, 동기절체 스위치부, 계측기능, 경보부 등의 모든 제어를 공통 일괄 제어하며 부품수를 최소화하여 신뢰성을 높일 수 있는 다층면의 BOARD로서 제작 되어야 한다.

또한 일체의 가변 조정자 (POTENTIOMETER) 없이 모든 파라메터의 조정이 가능하도록 제작하여 사용자의 조작에 의한 기기의 손상을 줄여야 한다.

9) UPS의 일시적인 과부하 등으로 BYPASS로 절체 후 정상상태로 복귀되었을 때 인버터가 자동 재절체 기능이 있어야 한다.

10) 원격 제어 및 감시(OPTION)

(가) UPS를 원격감시 할 수 있도록 SNMP를 장착하여Desk Top, Note Book PC 등과 연동하여 UPS 운전상태, 계측값, 경보를 확인 할 수 있게 제작한다.

4.2 제어 장치

1) 본 장치는 다음과 같은 기능의 제어장치가 구비되어야 한다.

(가) RECTIFIER / CHARGER

A. 교류입력 차단기

(나) STATIC BYPASS SWITCH

A. 유지보수용 BYPASS 차단기

B. UPS 출력 차단기

(다) SYSTEM

A. ALARM 정지

B. 파라미터 UP/DOWN/LEFT/RIGHT 및 ENTER 조정 스위치

C. ESC 스위치 (명령 취소 및 현재 MENU 전 단계)

2) Display  PANEL(Touch Screen)

본 장치는 DSP 제어방식으로 Touch Screen 상에서  다음의 파라미터를 조정할 수 있어야 하며 별도의 POTENTIOMETER를 사용하여서는 안 된다.

(가) 그래픽 화면

신호 흐름선도에 따라 UPS의 운전 상태를 감시 할 수 있어야 하고, BREAKER TRIP 상태를 감시 할 수 있어야 하며, 입출력, 축전지 전압을 화면에 표시한다.

(나) 주 메뉴

A. 시스템 운전

(1) 자동운전

a) 컨버터 운전 : 정상

b) 축전지 - NFB : 닫힘

c) 인버터운전 : 정상

d) 절환 : 정상

(2) 수동 운전

a) 충전기 운전

b) 인버터 운전

c) 인버터로 절환

(3) BMS 시험 운전

B. 시스템 계측치

a) 입력 전압 / 전류 / 주파수

b) 절체부  전압 / 전류 /주파수

c) 인버터 전압 / 전류 / 주파수

d) 부하 전압 / 전류 / 주파수

e) 축전지 전압 / 전류

f) 역률 / 전력

C. 경보 및 이벤트 이력

a) 경보 내역

b) 이벤트 이력 (발생된 이벤트종류를 날짜, 시간별로 기록 및 표시 : 500개 이상 )

c) 알람 초기화

d) 부저 끄기(경고음 해제)

D. 시스템 운전값 설정

a) 입력설정

b) 충전부 설정

c) 인버터 설정

d) 축전지 설정

e) HMI설정

( 언어설정 : 한글, 영문 / 시간 및 날짜 / 부저 커기, 끄기 / 스크린 절전모드)

f) 계측값 이득 설정

- 입력, 축전지, 인버터, 출력, 바이패스, 비밀번호, 이벤트 이력 삭제, 계측이  득 초기화

- 주 메뉴의 시스템운전 실행 메뉴는 비밀번호로 보호되어 있으며, 사용자에   의해 변경가능하다

- 이벤트 이력 삭제 : 저장되어 있는 경보 내역을 모두 삭제

4.3 계측 장치

본 장치는 다음의 항목이 계측 표시되어야 하며 LCD DISPLAY(Touch Screen )에 의해 계측 항목의 내용이  표시 되어야 한다.

1) 입력 전압 / 전류 / 주파수

2) 절체부  전압 / 전류 /주파수

3) 인버터 전압 / 전류 / 주파수

4) 부하 전압 / 전류 / 주파수

5) 축전지 전압 / 전류

6) 역률 / 전력

7) 현재 날짜

8) 현재 시간

4.4 경보 표시 장치

본 장치는 전면 운용 판넬의 LCD DISPLAY 장치를 구비하여 경보 표시가 가능해야 하고 동시에 경보내역으로 저장되어야 한다.

경보표시와 동시에 경고음을 발해야 하며 자동 또는 수동으로 경보를 해제 할 수 있어야 한다.

경보 내용은 발생 일, 시를 포함하며 가장 최근에 발생한 ALARM을 표시하고 UP-DOWN KEY를 이용하여 500개 이상의 표시가 가능하여야 한다.

5. 구조

5.1 본 장치는 실내 거치형 (수직 자립형)이며 내부 회로의 점검 및 보수가 용이하고 방열 통풍이  잘 되도록 제작 되어야 한다.

5.2 조작 스위치 및 주 조정 장치는 기기 전면에 취부하여 조작 운용이 용이 하도록 제작 되어야      한다.

5.3 입, 출력 및 축전지 전원선의 인입구는 함체 하부에 설치하여야 한다.

5.4 변환부의 냉각을 위해 냉각용 FAN을 부착하여 방열 통풍이 잘되도록 한다.

5.5 변환부에 사용하는 모든 휴즈는 고속용으로 사용하여야 한다.

5.6 CONTROL PCB 및 POWER SUPPLY PCB는 각 1장으로 구성되어 SYSTEM 동작시 SYSTEM에 전혀 영향을 주지 않고 CHECK 할 수 있도록 제작 되어야 한다.

5.7 UPS 외함 COLOR

* TECHNICAL DATA SHEET 참조

6. 재료

6.1 본 품에 사용되는 전기용품 재료는 품질이 양호하고 절연도가 높은 것을 사용하여야 한다.

6.2 외함의 골조는 2.3t 이상 기타 외부 판넬류는 1.6t 이상의 냉간 압연 강판을 사용하며 표면을 미려하게 정전분체 도장한다.

6.3 주요 전원의 단자는 소요 용량에 충분히 견딜 수 있고 도전율이 양호한 동대를 사용하여야 한다.

6.4 배선은 600/300V용 비닐 전선 또는 동등 이상의 품질을 사용 하여야 하며 기능에 따라 회로가 식별 될 수 있도록 하여야 한다.

6.5 주제어 소자를 제어하는 일체의 전원은 외부 잡음에 대한 영향이 없도록 각별히 배선되어야 한다.

7. 기타

7.1 포장

본 장치는 운반시의 충격이나 진동에 의하여 손상되지 않도록 견고히 포장 되어야 한다.

7.2 검사 및 시험

1) 제작 전 중요 부품은 철저한 검사 후 제작한다.

2)  본 장치는 제작 완료 후 검사 및 자체시험을 필한 후 합격된 제품만을 납품하며 시험 성적서를 제출하여야 하며 시험 항목은 다음과 같다.

(1) 입력전압 변동시험

(2) 출력전압 안정도 시험

(3) 출력 파형왜율 측정시험

(4) 상태표시 및 경보표시 기능시험

(5) 바이패스 절환기능시험

(6) 출력주파수 안정도 시험

(7) 과도전압 특성시험

(8) 부하시험 및 효율측정

(9) 절연시험

(10) 소음 측정

7.3 기타

1) 제출서류

본 장치 납품시는 다음과 같은 인쇄물 을 공급하여야 한다.

(1) 설치, 운전, 보수용 취급 설명서 ----------------------- 2부

(2) 시험성적서         -------------------------------- 1부

2) 기기에는 제작회사명, 제작년월일 , 제작번호, 전기적특성이 기입된 명판을 부착하여야

한다.

7.4 품질 보증

7.4.1 품 질 인 증

제품의 품질보증을 위하여 다음과 같은 품질인증을 받은 전문 업체이어야 한다.

1) 품질보증체제인증 (ISO 9001)

2) 환경경영시스템인증 (ISO 14001)

3) 산업표준화법에 의거 단체품질인증 (우수 EQ마크)

4) 한국산업규격표시인증 (KS)

( 단, KS C 4310 규격에 의한 해당용량 인증업체 이어야 한다 )

5) 고효욜에너지기자재 인증

6) 품질보증 (Q-마크)

7) 조달청 우수조달 공동상표 물품 지정 ( 지정번호 : 20130001 - 1 )

7.5 하자 보증

UPS 납품 설치 시운전 후 12 개월로 한다

8. 성능 및 특성(TECHNICAL DATA)

구 분				특 성
용 량 (kVA)				( ) kVA
일반적사항	냉 각 방 식			강제 풍냉식
	사 용 정 격			100 % 연속사용
	순변환부		정 류 부	고주파 ( 20KHZ ) 순시제어 PWM 방식
			사용 소자	IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor )
	역변환부		제어 방식	고주파 ( 20KHZ ) 순시제어 PWM 방식
			사용 소자	IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor )
	ST/SW 절체방식			무순단 동기절체
입력	상 수			3 Ø 4 W
	정 격 전 압			380/220V (기타전압 Option)
	전압 변동범위			정격의 +10%, -10%
	정격 주파수			60 Hz ± 5%
	전류 제한			100 %, 120% , 150 % (임의 선택)
	전류 왜율			ITHD 5 % 이하 ( 정격 부하시)
	역 율			0.98 이상 ( 정격 부하시 )
출력	상 수			3 Ø 4 W
	정 격 전 압			380/220V (기타전압 Option)
	전압 안정도			± 2 % 이내 ( 평형 부하시)
	정격 주파수			60 Hz ± 0.3 % (Inv. Free Running시)
	과도 전압변동			± 8 % 이내	◦정전및 입력전압 변동시 ◦0~50% 부하변동시
	과도 응답속도			50 mS 이내 ( ± 2 % 이내복귀기준)
	전압 조정			정격전압의 ± 5 %
	파 형 의 율			VTHD 3 % 이하 ( LINEAR 부하 100 % 시 )
	과부하 내량			125 % 10분간
	역 율			0.8 Lag
소 음 (FAN소음 포함)				(※ 표-01 참조) dB (전방 1.5m, 높이 1.5m에서 측정시)이하
종 합 효 율				(※ 표-01 참조) % (정격 입출력에서 정격부하시) 이상
동기절체		동기 절체 시간		4 mS 이내(인버터비정상, 과부하, DC저전압, 수동스위치)

절연 특성	절 연 내 압	(정격입력전압×2+1000V) 60㎐로 1분간 인가	제어회로, 반도체소자 및 콘덴서류, Noise Filter 류는 제외
온도 상승	변압기 및 리액터	140 DEG. 이하
	반 도 체 소 자	80 DEG. 이하
	기 타 콘덴서류	55 DEG. 이하
외함 도장 (Munsell No.)		MUNSELL NO. 5Y 7/1

축전지	축전지 종류	( 선택 사항 )
	축전지 용량	AH
	축전지 수량	16, 20, 30(기타 수량은 문의)
	정전보상시간	( 선택 사항 )
	축전지함	CABINET 또는 RACK TYPE

[표 1] 용량별 특성

용량 (KVA)	10	15	20	30	40	50	60	75	100
효율	82 %			84 %			87 %
소음	65 dB 이하

용량 (kVA)	120	150	200	250	300	400	500
효율	88%	90%			91%	93%	95%
소음	75 dB 이하