무정전 전원 장치

1. 개요[편집]

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Uninterruptible Power Supply system(무정전 전원장치)로 약자로 UPS라고 쓴다. 넓게 보면 전원공급장치의 일종이고, 일부 UPS는 온라인 마켓에서 컴퓨터용 전원장치와 같은 카테고리로 취급하지만 그 역할, 목적, 심지어 다이나믹 UPS는 구조까지도 완전히 다르다.

컴퓨터(특히 서버나 워크스테이션)의 같은 경우에 정전이 될 경우 작업 중이던 컴퓨터의 데이터가 날아가거나 민감한 하드웨어가 망가질 가능성이 매우 높다. 물론 이를 방지하기 위하여 주기적으로 저장을 하는 프로그램이 있지만 정전으로 전압이 튀면 민감한 실험장비 등은 얄짤없이 망가진다. 원래 정전 이전엔 대개 강력한 스파크가 발생하기 마련이다. 일반적인 정전 원인 중 대부분이 단선이란 것을 고려해보면 알 수 있다.

이를 방지하기 위하여 전력을 일정시간 계속 공급해 줄 수 있는 장치다. 도입되는 주파수성분이나 전압의 변화에도 안정적으로 대처할 수 있게 해주는 것이 포인트. 즉, 거대한 다기능 배터리. 온라인UPS 한정으로 주파수나 전압을 인위적으로 바꿀수도 있다. 다만, 전기 공급은 몰라도, 생각보다 보호 기능은 떨어지는 편이다. 전원에 민감한 하드웨어를 사용한다면 UPS 뿐만 아니라, SPD 및 리제너레이터도 같이 두어야 한다.

여담으로 인도 같이 전기가 불안정하게 공급되는 국가에서는 UPS가 어지간한 가정집에는 저용량이라도 하나쯤은 다 있다. 그런 국가에서는 데스크탑을 구입하면 UPS가 딸려나오는 경우도 많다.

2014년에 들어 대한민국이라고 전기가 안정화되는 일은 서서히 줄어들고 있으며 단전사고의 수는 증가하고 있으나[1] 딱히 대책이 없어 이를 걱정하는 사람들이 가정용 UPS와 발전기를 구입하는 사례가 증가하고 있다. 그 결과 대형 UPS 제작사들(슈나이더 일렉트릭 산하 APC가 대표적)이 적극적으로 가정 시장을 공략하고 있다.

렌더링이 아닌 작문이나 코딩 등 주로 타이핑이 필요한 작업을 하는데 노트북 컴퓨터에 어댑터 꽂아놓고 작업하다가 정전이 일어나면, 노트북 배터리가 전력을 대신 공급해주기에 UPS와 비슷한 효과를 느낄 수 있다.

2. 종류[편집]

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2.1. 구조상 분류[편집]

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온라인 UPS.


오프라인 UPS.


라인 인터렉티브 UPS.


다이나믹 UPS.

회로도와 Topology를 유심히 살펴보면서 아래의 글을 읽어보자.

1차적으로 UPS는 전력의 변환에 기계장치(전력변환발전기)가 사용되는가 반도체 소자를 사용하는가로 나뉘어진다. 뭔가가 돌아가면서 발전기 비스므리한 것을 돌려서 전기를 공급하면 돌아가니까 Rotary, 반도체 소자를 사용하면 가만히 있으니까(뭔가 회전면서 주 기능을 하지 않으니까) Static UPS로 나뉘어진다.

2차적으로는 다이나믹(로터리) UPS의 경우 M/G 킷에 디젤엔진이 포함되는지 디젤엔진 없이 플라이휠만 달랑 있는지로 나뉘어지고, 스테틱 UPS 의 경우 변환부의 작동 상황에 따라 offline, line-interactive, on-line으로 나누어진다.

2.1.1. Static UPS[편집]

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작고 귀엽고 무거운 APC의 online UPS.
APC 외에도 ABB의 UPS도 있다.퀘이사존 리뷰

기본적으로 전력반도체를 사용한 UPS에는 다음 4가지가 무조건 존재한다.

• 외부 전원을 공급받아 정류하여 내부 회로에 공급하는 정류기
• 비상시를 대비해 전력을 저장해두는 배터리
• 외부 환경으로 인해 갑작스럽게 정전이 일어나거나 순간적 전압강하를 일으키며 전원 공급이 안정적이지 않을 때 비상전원을 만들어 문제가 발생한 회로에 공급해 줄 인버터
• Normal(offline,line-interactive 한정), failure bypass 용 Auto-transfer switch

Static UPS는 On-Line, Off-Line, Line-Interactive의 세 가지 방식으로 나뉜다.

• Off-line UPS

• Line-Interactive UPS

• On-Line UPS

SURT8000RMXLI.


SUA5000RMI5U.

겉으로 보기에 온라인과 기타 제품을 구분하는데엔 통풍 구조가 2열인가 그리고 배터리 유닛이 작고 고전압인가가 많이 쓰인다. 전압을 많이 내렸다가 올리면 효율이 낮아지므로 최소 96V 이상의 배터리 전압을 가지는 온라인 UPS의 특징으로 인해 배터리 전압이 높다. 정류부의 발열이 엄연히 상당하기 때문에[3] 인버터와 냉각 체계를 공유하지 않고 별도의 냉각회로를 가지게 된다.[4] 쿨링팬도 별도로 운영하며 Zone 자체가 분리되어 있어 겉으로 보기에 얇은 본체 2개를 붙여서 1개 세트로 만든 것 같이 보이게 된다.[5]

2.1.2. Dynamic UPS[편집]

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보통 발전기보다 매우 길다.


세계 최저용량(100kVA)을 자랑하는 Euro-diesel 사의 no-break-ks4 시리즈. 세계 최소 사이즈가 강점인 제품인데 그 작은게 저 정도이다. KINOLT를 거쳐 롤스로이스-MTU에 인수된 뒤 단종되었으나 여전히 MTU KP5 플랫폼 내에 스텐다드 라인업으로 200kVA 라는 업계 최저용량을 제공중에 있다.


기본적으로 다이나믹 UPS에는 다음 4가지가 존재한다.

• 입력된 3상 교류 전원을 동력으로 하며, 비상 시에는 디젤 엔진의 물리적 동력 공급으로 가속되는 1차 플라이 휠
• 1차 플라이휠의 에너지를 전자기 변환을 통해 가져와 최대 수십만 RPM에 달하는 어마어마한 속도로 회전하는 2차 플라이휠
• 1차 플라이휠의 자기 필드에서 3상 교류를 발전해내거나, 3상 교류를 공급받아 1차 플라이휠을 가속하는 M/G킷[6]
  M/G킷은 본래 독일 PILLER 사만 사용하며, 일반적으론 동기발전기 + Accumulator 를 사용하여 구동한다.
• M/G 킷이 맛갔을 때 Failure Bypass를 위한 Auto-transfer switch 2개

다이나믹 UPS는 디젤엔진이 달리냐 아니냐에 따라 구성이 약간씩 바뀐다. 그러나 정적 UPS처럼 구조가 크게 달라지는 것이 아니라 말 그대로 약간 바뀌는 정도이며, 그래서 작동원리도 디젤엔진 유무의 관계 없이 거의 비슷하며 설비 구성도 비슷해 하나만 알아도 된다. 여기서는 디젤 엔진이 포함된 것을 기준으로 설명한다.

평상시에는 3상 교류 전력을 받아 설비에 전원을 공급한다. 이는 ATS를 거쳐 일단 입력 리액터를 지나가게 된다. 입력 리액터는 정적 UPS의 보호장비 역할을 하게 되는데, 외부에서 공급된 이상 전력을 리액터의 높은 리액턴스를 사용해 감쇄하고 반대로 UPS 내에서 발생되는 노이즈가 입력단을 통해 역으로 방출되는것을 막아주기도 한다. 리액터 전단에는 작은 Voltage Transformer가 있는데 이것은 상용전원 감시를 위해 사용되며 정전 후 전원 재공급시 내부전원과 상용전원의 위상을 비교할 때 기준파형을 공급할 때에도 쓰인다. 이렇게 리액터를 지나간 전기는 M/G킷을 거치게 되는데, 전부 정지한 상태에서 처음 UPS를 켤 경우 M/G킷(또는 Accumulator)은 모터로 작용하여 1차 플라이휠을 가속시키게 된다. 1차, 2차 플라이휠(또는 Accumulator 의 Outer Flywheel)이 모두 가속하기까지는 계속해서 전력을 소비하며, 2차 플라이휠이 목표 RPM에 도달하면 M/G킷은 평형전압을 발생시켜 미세한 손실전력을 제하면 아무런 전력공급도 받지 않는다. 이후 3상 전력은 출력 리액터를 지나 THD 0.01% 미만, PF 0.999 이상의 엄청나게 안정적인 전원이 되어 크리티컬 소스로 공급된다.

정전이 될 경우 1차적으로 입력단의 ATS가 개방되어 내부에서 발전된 전력이 외부망으로 빨려나가는 것을 막는다. 이와 동시에, 전력 공급이 끊겼으니 M/G 킷(필러를 제외한 DRUPS의 경우 동기기)이 이제는 모터가 아니라 발전기로 동작하면서 1차 플라이휠로부터 에너지를 공급받아 전기를 생산해 크리티컬 소스로 공급하게 된다.[7] 이때 에너지는 실질적으로 2차 플라이휠(또는 Accumulator 의 Outer Flywheel)로부터 공급되며 부하에 따라 다르지만 3분 이내의 짧은 백업타임을 가진다.

정전이 되는 즉시 자신의 운동에너지를 전기에너지로 바꾸어 공급하는 원리이니, 전기를 사용할수록 2차 플라이휠은 점차 느려지다가 1차 플라이휠의 속도와 같아지게 되고, 결국 1차 플라이휠의 회전속도까지 느려지다 UPS가 정지하게 된다. 디젤 엔진이 없는 다이나믹 UPS는 여기서 역할을 마치며, 수명은 보통 수십 초, 길어도 몇 분에 불과하다.

그러나 이 때! 만약 디젤 엔진이 존재한다면 디젤 엔진에 여유있는 기동신호가 들어가서 ECU 상태, 연료 압력, 연료량, 냉각수 온도 등 확인할 거 다 확인하고 예열까지 마친 다음 기동하게 된다.[8] 이는 플라이휠이 잠시나마 버텨주기 덕분에 발전기를 가동하기까지의 시간적 여유가 있기 때문이다. 만약 디젤 엔진의 정상 시동에 실패하면 디젤 엔진의 출력 축과 1차 플라이 휠 사이에 있는 전자기 클러치에 강력한 전류가 들어가 막대한 토크로 엔진축을 돌려 엔진을 강제 시동한다.[9] 이후 디젤 엔진이 정상적으로 작동할 경우 M/G킷(필러를 제외한 DRUPS의 경우 동기기)은 발전기 모드로 고정, 1차와 2차 플라이휠은 원래 속도로 재가속한 뒤 장시간 전력 백업 모드로 전환된다. 이후에는 보유한 연료가 넉넉하다면 길게는 몇 개월 수준의 백업을 할 수 있게 된다. 이후 정전이 복구되어 상용 전원이 다시 들어올 경우에는 먼저 상용전원과 UPS 출력단의 위상을 비교하고, UPS 출력의 위상을 조정해 싱크를 맞춘 뒤 입력단 ATS를 상용전원으로 절체하고 클러치의 연결을 해제한 뒤 엔진을 idle 상태에서 냉각, 정지하여 다시 평시 운전 상태에 들어간다.

이러한 Dynamic UPS의 가장 큰 장점은 UPS를 지나가는 것만으로 전원 품질이 아주 좋아지는 것[10]과, 배터리를 대량으로 쌓아두는 것에 비해 부피가 작다는 점, 그리고 정전이 터져도 마음만 먹으면 몇 달 이상의 장기간 백업이 가능하다는 점이다.

그 다음 큰 장점은 기계식 구성의 특성 상 순시전력공급량이 매우 큰데, 이는 UPS 출력 이후 회로에서 혹시나 하는 사고가 터질 때 UPS에 연결된 다른 기기가 그 사고로 인해 전기가 부족해진다던지, 혹은 사고가 발생했을 때 차단기가 작동할 만큼 큰 전류가 흐르지 못한다던지 하는 일들을 완전히 없애준다. 보통 배터리로 돌아가는 Static UPS의 출력단을 합선시키면 불꽃만 살짝 튀면서 UPS에 Output failure라고 뜨지만, Dynamic UPS는 말 그대로 그냥 기계식 발전기이다보니 그런 거 없이 아크가 마구 튀며 다 태운다.

마지막으로는 거대한 설비 규모에 걸맞게 한 개만 설치해도 건물 내의 모든 설비를 백업할 용량이 나온다는 것. 보통 설치하는 모델이 2500KVA이고, 가장 커다란 제품은 Piller사의 UNIBLKOCK UBTD+인데 이거 한 대로 무려 40MVA 용량을 처리할 수 있다.

심지어 기계식 제품 중 근래에 나오는 제품의 경우 하나의 M/G 킷에 M/G 권선을 2개 박아넣어 UPS의 입력단과 출력단을 완전히 분리시키는 것은 물론, M/G 에 Damper Cage 를 적용시켜 더욱 노이즈와 리플을 줄였으며 한 쪽 축에 별도의 M/M 을 부착하여 약간의 배터리를 통해 모터를 돌려 1차축의 회전을 유지, 2차 플라이휠의 감속정도를 줄이는 것도 가능하다.[11] 심지어 일부러 피크 전력 공급 능력을 14배~20배까지 100~1000ms 란 초월적 스펙으로 무장해 UPS 후단의 전력 사고 시 제대로 차단기가 터져나가게 할 수 있도록[12] 더욱 발전하였다. 이는 이중변환 방식이 가지는 89%대를 넘어선, M/G 킷의 사기적인 효율을 기반으로 95% 이상 효율을 끌어올림과 동시에 M/G 킷의 구조개선을 통해 상간부하 불평형 100%까지 허용하여 21세기 최첨단 시대에 기계식이 전자식을 완벽하게 압도하는 몇 안 되는 사례를 남긴 것이다.

여담으로 디젤 엔진을 구동하긴 싫은데 약간은 런타임을 늘렸으면 하면서도 M/G 킷을 기반으로 한 Dynamic ups 의 압도적 보호 성능을 얻기 위해 M/G 킷에 M/M 구동기를 약간 크게 만들고 M/M 에 일반적인 Static UPS 의 배터리뱅크를 물려 하이브리드 형태로 구성한 경우도 있다. 이 경우는 비록 장시간의 백업이 불가능하나 소음이 적고 M/M 킷과 M/G 킷이 일반적인 Static UPS 의 인버터 부분에 대응하여 작동하므로 신뢰성도 훨씬 높다.


필러 UNIBLOCK UBTD 1600kVA 를 전부하 상태에서 테스트한 영상. PowerBridge 플라이휠이 100% 회전 속도에서부터 감속하는 모습을 %단위로 확인할 수 있으며, M/G 를 낀 발전기가 pre-check 후 late start를 한 뒤, 전부하 운전에 들어가는 것 까지 볼 수 있다. 꽤 극단적인 테스트로, 보통의 경우 PowerBridge 의 용량을 조금 더 크게하여 최소한 PowerBridge 의 여유를 50%는 남겨야 한다.


필러 UNIBLOCK-T ????kVA 를 미소부하 상태에서 테스트한 영상. 2분 30초부터 확인이 가능하며, PowerBridge 플라이휠이 95% 의 충전상태가 되자, 엔진 시동이 걸려 디젤 백업모드로 전환된 뒤 PowerBdige 를 재충전, 상용전원이 복귀한 이후 싱크로나이징과 리클로징, 엔진 쿨다운 등을 확인할 수 있다.


IEM powersystems 사의 Rotabloc RBT Accumulator+동기기 의 출력을 쇼트 시험한 경우로, 800kVA @50Hz 모듈에 400V 전압에서 무려 5900A 의 단락전류를 아무렇지도 않게 뿜어낸 모습이다. 심지어 단락 이후 주파수 저하 및 전압 강하가 존재하지도 않는다. 다이나믹 UPS의 최대 장점 중 하나. IEM Powersystems 의 경우 이 RBT Accumulator 를 여러 개 설치한 뒤 실제 설비용량에 맞는 커민스 발전기를 별도로 애드온하는 패키지로 유명하며 상대적으로 저가격 및 잦은 디젤엔진의 가동 대신 RBT Accumulator를 다수 설치하는 구성을 통해 엔진 가동시간을 최소한으로 유지하는데 유리하다.

2.1.2.1. 고신뢰성 다이나믹 UPS[편집]

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가끔 가다보면 이렇게 생긴 다이나믹 UPS(사진의 경우 독일 필러 UBT에 들어가는 PowerBridge. 어차피 여기서만 만들긴 하지만.)가 있는데



보통 이렇게 삽입해서 사용하게 되는 제품군이다.

K모 인터넷 서비스 프로바이더의 2006년 대형UPS사고 이후 새로 설치한 어느 회사나 옆나라 일본에 S모 회사의 메인 IDC 등 인터넷 데이터 센터에서 사용하기도 한다. 하지만 IDC에서 사용하는 경우는 미칠듯이 부유한 경우가 아니면 일반적이지 않다. IDC엔 일반적으로 비슷한 구조를 가진 다이나믹 UPS[13]가 설치되지만, 그럼에도 불구하고 수 많은 제조사들 중 필러 사의 UBTD가 설치되는 경우는 한 국가의 운명이 걸린 수준이 아닌 이상 매우 보기 드물다고 평가된다.[14]

보통은 전력 공급 중단이 매우 심각한 위기를 불러올 수 있는 매우 중요 설비에만 이런 UPS가 들어간다. 예를 들어 극독이나 다름없는 물질을 일상적으로 다루는 화학물질 공장이나 반도체 공장이 있다. 이런 공장의 생산 라인의 전원이 페일 세이프 없이 퍽 꺼져서 방호 장치가 정지될 경우, 유독물질이 누출되어 거대한 규모의 사고가 터질 수 있다. 이러한 고신뢰성 UPS는 이런 사고를 예방해준다. 특히 중화학단지 등의 경우 일반적인 다이나믹 UPS가 성능이나 출력 전원 품질로 운용이 불가능한 설비가 많아 더더욱이 UBTD가 요구되는 편이기도 하다. 데이터 처리 장비 (백본 익스체인지 노드 등), S모 병원, 기타 국가기밀시설 나 이상 등급에 해당하는 곳들 등 사람 목숨이나, 기업, 국가의 존폐를 좌우하는 곳들이 이 제품을 필요로 하는 장소에 해당한다. "이 물건을 쓴다는 것 = 이 물건이 작동하게 되는 상황이 발생할 때[15] 만약 이게 없으면 이 물건이 작동하게 만든 상황보다 더 끔찍한 일이 일어난다는 것"을 의미하므로, 이런 기기가 설비된 곳에서 일하는 것은 그리 안전하지 않다. 애초에 실물로 이 장비를 만나게 되는 한국인이면 이미 기무사에서 신원조회를 다 했을 가능성이 아주 높기도 하니 실물로 본 사람들이라면 대충 본업의 위험성(?)을 인지하고 있을 것이지만. [16]

병원의 경우 정전이 발생하면 환자들의 생명유지장치도 꺼지게 되어 생명이 위험해질 수 있기에 규모를 불문하고 전부 UPS를 필수적으로 구비해두고 있다. UPS들만 모아놓은 방이 있기도 한다.

해당 제품군의 경우 플라이휠과 디젤발전기를 분리해 구동하게 되며 각 플라이휠당 백업 성능은 2.5MVA에 최대 조합은 50MVA 까지 가능하다. 또한,


이런 식으로 발전기[17]를 분리 설치 후, UPS 본체와 연결한 다음 전자기 결합 변조기(본체 중간에 빨간거)를 통해 전력을 UPS와 부하에 공급하게 된다. 이렇게 나가는 물건은 UBTD 또는 UBTD+ 란 제품군으로 분류되며 엄청난 안전성을 자랑하는 최강의 기계식 UPS 시스템이다.

UBT 와 UBTD의 경우 모두 디젤엔진을 붙일 수 있어서 뭐가 뭔지 혼동하는 경우도 있는데, 다음과 같이 구분하면 편하다.

• UBT + D = 디젤엔진 + 동기발전기를 PowerBridge + M/G 와 조합하여 구동하는 경우. UPS캐비넷에 PowerBridge 와 M/G 가 나란히 들어있다.같은 단락의 2번째 사진의 경우에 해당한다.
• UBTD 또는 UBTD+ = 디젤엔진 + 전자기 클러치 + M/G 가 1개 세트, PowerBridge 만 캐비넷에 들어있거나 캐비넷 따로 PowerBridge 따로, 심지어 M/G 를 두 개 쓰는데 한놈은 캐비넷 다른 한놈은 엔진뒤에 붙어있는 경우. 같은 단락의 3번째 사진의 경우에 해당한다.

통상적으로 UBT 에 비해 UBTD구성이 더 비싸다.

3. 용도별 분류[편집]

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3.1. 산업용[편집]

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IDC 전반이나 가동 중 정지되면 위험한 여러가지 요소가 많은 곳에 쓰이는 대용량 UPS이다.


대부분의 경우 생긴 모양은 이렇다.

가격도 가격이지만 출력 용량이 매우 높은 편으로 그 설계 용량의 특성상 운전전압이 많이 높아 운영에 주의를 요하는 것은 기본. 배터리 뱅크가 따로 나와있는 경우가 많다. 대개는 스탠드얼론랙이나 스탠드얼론큐비클 등 굉장히 큰 사이즈인데, 이 크기는 보통 전기실에다가 넣어야 할 정도. 보통 가정집에 이런걸 넣으면 본체에만 대략 10㎡ 정도를 양보해야 하며, 건설 단계에서 배선을 신경 써야 하기 때문에 실제로는 2층 정도의 부피를 혼자 다 잡어먹는다.[18]

위에 배터리 뱅크가 따로 나와있다고 서술되어있는데, 산업용 UPS는 가정/소호용 UPS처럼 전력 공급이 끊겼을 때 안전하게 끌 시간을 버는 게 아니라 전력 공급이 끊어지면 공급망이 복구될 때까지 평상시만큼의 전력을 공급할 수 있어야 하는 차원이 다른 용도를 필요하는 관계로 전부하 런타임을 매우 길게 해야 하는 숙명을 지니고 있다.(우리나라에선 30분~2시간 정도) 그런고로 배터리 뱅크를 내부에 넣을 수 없어 무조건 밖으로 빼도록 설계하며, 배터리뱅크는 보통 지하 어딘가에서 1~2개 방이나 층을 통째로 점유하고 있게 된다.


이런식으로.

또한 위의 사진에 나온 MGE사의 UPS는 온라인 900kVA지만, 보통 산업용 UPS는 용량 문제와 정류장치 크기 때문에 거의 모두가 오프라인 UPS이다. 이 점을 고려해서 운전해야 한다.

그리고 배터리뱅크에는 별도의 BMS(Battery Monitoring System)를 설치해야 하는데, 가정용이나 소호용 UPS는 배터리 관리 시스템이 UPS 내부에 내장되지만 이런 대형 UPS는 배터리뱅크의 위치가 완전히 달라서 별도의 BMS를 설치한 다음 BMS의 API를 UPS 관리 프로그램에 바인딩 해 사용해주어야 UPS가 정상적으로 운전된다.

보통 저런 Static 타입을 설치할 때가 많지만, 설비가 Critical할수록 Dynamic UPS가 많이 쓰인다. 그리고 이런게 설치되는 건물이면 UPS만 설치하는 일은 없고 비상발전기도 같이 설치한다. 발전기의 출력은 대개 non-critical과 critical로 나누어져 Critical 에 있는 UPS 입력단에 먼저 보내지고, 그렇게 쓰고 여유가 있으면 non-critical 라인에 분배된다.

3.2. 개인용[편집]

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개인용 UPS는 주로 컴퓨터에 많이 사용된다. 노트북 배터리도 넓게 보면 UPS며, 동일한 기능을 수행할 수 있다.[19] 전기의 질이 안 좋은 지역, 국가에서는 필수품이라고 해도 과언이 아니며 전기의 질이 좋은 지역, 국가라도 혹시나 발생할지도 모를 정전을 대비하기 위한 일종의 보험 차원에서 도입하는 경우도 더러 있는 편이다.[20]

전력 변환 토폴로지는 대개 온라인이 많이 쓰이나, 몇십만원대의 저렴한 소용량 UPS(대개 800VA 미만)는 오프라인이나 라인 인터랙티브 방식으로 나온다. 온라인 제품 가격도 대단히 저렴해서 이게 내가 알던 UPS인가 싶을 정도. 비싼건 600만원 이렇게 하지만 이 정도면 보통 가정집 3가구를 백업할 용량(8KVA)이고 보통 쓰는 1KVA ~ 1.2KVA 제품은 100만원도 안 한다.[21]

가정이나 소호 환경에서 쓰는 특성 상 소음과 발열이 많이 낮으며, 디자인에도 좀 더 신경써서 나온다. 또한, 오랜 시간의 런타임을 보장하기보단 작업 내용을 저장하고 안전하게 종료할 정도의 시간만 벌어 주는 물건에 가까운 관계로 배터리 용량도 작다. 대부분의 online 타입 제품은 PC와의 연결을 지원해 윈도우나 리눅스 컴퓨터의 경우 UPS로 부터 상태를 전송받아 자동 저장/종료를 수행하기도 한다.

만화가 이종범은 여러 차례 APC 사의 UPS를 사용한다고 여기저기서 언급하곤 했다. 한국만화영상진흥원에 입주해 일하던 시기에 정전 때마다 건물 전체가 만화가들의 비명소리로 뒤덮이곤 했다고.

가정에서 사용 시 주의할 점은 평상시에도 너무 많은 부하를 걸지 않는 것이 좋다. 애초에 용량이 별로 크지 않기도 하거니와, 일반 가정 및 소규모 영업장에서 정전을 대비한다고 UPS에 밥솥이나 히터, TV 등 전기를 퍼먹는 기구를 꽂아놓고 쓰는 건 영 좋지 않다는 것. 온라인 UPS에 이런 식으로 불필요하게 높은 부하를 계속 걸면 결과적으로 배터리가 빠르게 열화되어 백업 시간이 줄어들거나 인버터가 손상될 수 있다.

이러한 용도라면 산업용 UPS나 캠핑용 파워뱅크같이 고전력을 출력할 수 있으며 배터리 용량도 넉넉한 제품을 알아보는 것이 낫다. 만약 자신이 생존주의에 관심이 있거나 전력망 복구에 오랜 시간이 걸리는 오지에 살고 있다면 수 시간 이상의 긴 백업이 필요할 수도 있다. 이런 긴 백업시간은 가정용 배터리 솔루션으로는 도저히 불가능하고 소형 디젤발전기나 휴대용/가정용 소형 휘발유 발전기를 구비하여 사용하는것이 더 적합할수도 있다.[22] 참고로 가정용 UPS의 경우 이러한 고전력 전자제품을 위해 배터리 백업 기능이 없는 서지 프로텍션 전용 전원구가 따로 마련되어 있지만 차라리 서지 프로텍션이 지원되는 멀티탭을 사용하는 편이 낫다.

4. 필요성[편집]

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당장 자신의 집에 있는 전기를 사용하는 물건이 수시로 알 수 없는 고장이 나서 교체하는 현상을 겪었다면 접지공사와 함께 UPS를 구입하는 것이 바람직하다. 물론 용량 대비 현실적인지 계산하고 구입해야 하지만 이미 고가 오디오나 비디오장비를 소유한 사람들은 UPS의 중요성에 대해 익히 알고 있는 상태다.[23]

참고로 UPS에는 일정한 수준의 AVR이 장착되어 있다. 전압이 튈 때 어느정도 보정은 해주지만, 순간적인 고전압에 대한 보정은 취약한 편이다. 고가의 기기에 대한 제대로된 전압 관리를 위해서는 별도의 AVR을 쓰는 것을 추천한다.

그리고 또 하나. 고전압, 고전류를 사용하는 물건을 집에 들이지 않는것이 중요하다. 예를 들어서 대용량의 산업용 용접기를 가정집에 연결해서 몇번 용접작업을 할 경우, 고주파에 의해 주변의 전자제품이 고장날 수 있다. 만약 대용량의 전력을 필요로 하고 이게 주변에 영향을 미친다면 아예 공사업체에 연락해서 공사비를 지불하고 새로 라인을 증설하는 것이 좋다. 아예 한전에 연락해서 계량기까지 따로 설치해서 쓸 수도 있다.

5. 운용시 유의점[편집]

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5.1. Static UPS[편집]

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5.1.1. 배터리 관리[편집]

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UPS는 일정 시점마다 주기적인 정비가 필요한 물건이다. 특히 배터리의 경우 일정 시간 이후에는 교환을 해주어야 정상적으로 동작이 가능하므로 한번 구입한 후 그대로 방치하면 안된다. 일반적으로 가정용, 소호용, 서버용 랙마운트 UPS까지는 MF배터리를 사용하는데 이 배터리의 수명은 길어야 1년이며, 납산배터리의 특성상 방전사이클을 돌 때마다 용량이 급감한다. 산업용 UPS의 경우 돈을 들이면 납산배터리보다 높은 에너지밀도를 가진 니켈 수소 배터리를 배터리뱅크에 넣을 수 있다.

UPS 에서 배터리는 핵심 역할을 수행하는 부분 중 하나이다. 실질적으로 에너지를 저장하는 부분이며, 이 부분에 문제가 발생할 경우 다른 파츠가 정상 동작중이라도 UPS 를 정전 또는 새그 상황에서 부하 장비를 보호하지 못한다. 이에 따라 근래에 나오는 UPS 의 경우 배터리 관리 일정을 설정하도록 되어 있다. 주기적인 배터리의 방전시험과 충전시험, 용량교정과 균등화 작업이 자동으로 진행된다. 물론 그 과정에 정전이 되면 적절히 망해버리기 때문에 스케줄러를 통하여 달력에 등록한 시기마다 작업을 진행할 수도 있고, 어지간한 경우가 아니면 중간에 작업을 취소할 수 있다.

통상적으로 이러한 관리 사이클 중엔 배터리를 Depth of Discharge 80% 까지 하는 경우도 많다. 방전심도는 설정하는 사람 마음대로 조정이 가능하긴 하지만, 방전심도를 높여 시험할수록 관리 사이클을 돌 때 마다 배터리의 수명 감소폭이 증가한다. 안전성과 유지보수비용 둘 다 고려해야 한다.

배터리에 누액이 발생한다 싶으면 즉시 장비를 bypass mode 로 변경한 뒤 해당 유닛을 전부 교체해야 한다. 새어나온 황산은 주변의 모든 부품을 부식시키고, 나아가 UPS 자체의 기판도 부식시키는데다가 폭발의 위험도 있다. 발전기의 시동배터리가 자주 터지는것에 전기기사들이 긴장하는데, UPS 도 배터리 터지면 답이 없다. 자동화 관리 프로그램이 면밀한 검토를 하지만 만약이란 없지 않으니 육안검사에서 누액된 배터리가 있다면 무조건 교체할 것.

배터리에 문제가 생길 경우 화재가 발생할 수 있다. SK C&C 판교 데이터센터 화재로 인한 인터넷 서비스 장애 사건의 경우에도 UPS 배터리 부근에서 화재가 시작되었다.

5.1.2. 인버터 관리[편집]

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UPS의 용량도 중요한데, 저렴하다고 너무 낮은 용량의 UPS를 구입하면 유사시 용량초과로 제대로 작동하지도 못하는 사태가 발생한다. 보통 자신의 설비에 필요한 용량의 1.5배 정도로 용량을 가진 UPS를 구입해야 한다. 그리고 용량이 커질수록 보통 백업 시간이 길어지는 편이지만, 일부 UPS 회사의 경우엔 출력단 인버터의 용량은 그대로이면서, 배터리는 옵션으로 늘릴 수 있는 제품을 만들기도 한다. 혹은 사용자가 직접 개조하여 런타임을 늘릴 수 있다. 일반적인 UPS들은 자신의 공칭 용량에서 5분 백업을 한다. 그리고 UPS를 연결한 전원에 문어발식 콘센트와 같은 설비를 연결해서 애초 예상에 없던 전기를 쓰는 기계를 연결하는 것과 같이 과부하를 주는 일을 막아야 한다.

인버터는 온라인 타입일 경우 늘 전력을 변환중이므로 열부하가 가장 많이 쌓이는 부분이다. 언제나 팬이 구동중이고, 먼지가 많이 쌓인다. 언제나 고조파가 발생하며 그 고조파를 걸러내기위한 액티브필터와 패시브필터에도 열이 난다. 인버터의 통풍구는 사물에 가려지지 않도록 하고, 통풍구에 밀접하게 전자제품이나 중요한 신호선들이 지나가지 않도록 해야 해당 기기가 전자기 장애를 일으키지 않는다.

dynamic UPS와 달리 일반적인 static UPS의 인버터는 용량이 크지 않다. 일부 인버터들은 라트로닉스 처럼 저주파 변환을 하지만, 대부분의 UPS가 채택한 출력단 인버터 구성 방식은 이중변환 방식이다. 이 이중변환 방식의 인버터는 CVCF(하나의 출력전압이나 주파수만으로 구동될때) 또는 VVVF (설정에 따라 연결된 장비에 적합한 전압과 주파수를 맞추기 위해 전압과 주파수를 변경할 수 있다.) 로 전력을 변환하며 소용량 IGBT를 병렬구동해 출력을 만들어낸다. 따라서 기계식 dynamic UPS에 비해 안전률이 낮으며 안전률이 낮단 말은 순간적으로 고부하가 걸릴 때 정상적인 부하 처리가 불가능하단 것을 의미한다. 따라서, 위상제어를 통해 동작하는 기기들 (dimmer 라던지 청소기같이 SCR, Triac 을 사용하는 제품들) 을 물리면 하나의 파형 사이에 걸리는 급격한 부하로 인버터가 에러를 뿜어낸다. 절대 물려선 안된다. 또한 PFC 가 없는 SMPS 파워서플라이 역시 부하전류곡선이 정현파가 아니라 정류시 발생하는 스파이크를 포함하므로 UPS 에 연결하는 것을 권장하지 않는다.그럼 SMPS 파워서플라이 쓰는컴퓨터는 어떻게 연결하라고? 말했듯이 PFC 달린 비싼 파워 쓰면 된다

5.1.3. 네트워크 관리[편집]

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대부분의 스테틱 UPS는 랜선을 꼽는 단자 [24] 가 있거나 옵션 하드웨어 카드 [25] 를 달거나 아니면 UPS 내부의 마이크로프로세서 [26] 가 USB 또는 무선랜 등을 지원하여 네트워크에 물려지는 것이 가능하다. 이를 통해 UPS 는 현재의 전력 상황을 외부의 다른 기기에 지속적으로 제공하는것이 가능하며, 유사시 네트워크의 다른 기기들에게 지금 하던 작업을 모두 종료하고 전원을 끄도록 하십시오! 가용 백업 시간이 HH시MM분SS초fff 남았습니다! 하고 통지하는 기능이 있다. 대형 UPS는 물론이거니와 소형 UPS 도 대부분 이 기능을 지원하므로 이 기능을 사용시 관리자가 부재일 때에도 UPS 가 보호하는 장비는 UPS 의 잔여 자원과 자신이 속한 네트워크상의 기기들에 대해 중요도를 평가하여 우선 종료할 것과 지속적으로 가동해야 할 것을 분류, 안전한 종료절차를 진행 하거나 악조건에서 주변 기기를 조금씩 꺼 가며 연속 운전 하는것이 가능하다.

물론 이를 위해선 UPS 의 네트워크 기능을 전적으로 활용해야 하니 네트워크 관리를 어떻게 하는지 알아보자.

UPS는 자체적으로 SNMP (Simple_Network_Management_Protocol) 를 지원하여 랜선만 일단 꼽으면 주변으로 자신의 정보가 담긴 SNMP 프로토콜을 브로드캐스트 한다. 그리고 SNMP 모니터에서 이 정보를 캐치해서 사용하게 된다. 여기에선 APC의 UPS 를 기준으로 설명한다.

UPS의 내부 모니터링은 UPS Management Information Base (줄여서 MIB) 라고 하는 테이블에 담겨져 SNMP 프로토콜로 뿌려진다. 대략적으로 이런이런 헤더들이 달려있는데, 상세한 건 해당 제품 구입하면 들어있는 MIB를 보도록 하고 표준 MIB 는 표준사항으로 여기 에 정의된 정보가 있다. 하지만 대부분의 UPS 는 이것을 ID 형태로 구분하며 .1.3.6.1.4.1.318.1.1.1.3.2.1.0 [27] 라고 나오기에 반드시 구입할 때 동봉된 MIB 를 참고하자. 안하면 무슨일이 벌어질 지 설치한 사람도, 만든 사람도 모른다. 대부분은 표준 프로토콜을 지켜주는 편이지만, 저게 정의된 지 좀 오래되다보니 부가적인 정보들은 제조사별로 독자적인 ID 를 통해 뿌려준다.

리눅스의 경우 # 여기에 드라이버 패키지가 있어 SNMP 로 연결된 UPS 들의 정보를 취합받아 여러가지 작업을 수행할 수 있다. 위 드라이버를 설치하고 gui 모니터 켜놓고 search 돌리다보면 네트워크상의 UPS가 잡힌다. 윈도우즈의 경우 내장된 APC 의 UPS 프로그램 (제어판 → System and Security → Power Options 에서 찾을 수 있음) 을 이용하거나 UPSmon 등의 프로그램을 통하여 설정할 수 있다. 맥은..... 포기해라. 진심이다. 정 원한다면 몇 가지 스크립트를 작성할 경우 에너지 세이버 옵션에서 UPS 탭을 잡을 수 있으며[28] 그곳에서 UPS 전원에 따른 보호 동작을 흉내내 볼 수 있다.

시놀로지를 비롯한 유명 메이커의 NAS의 경우 자체 운영체제에 네트워크상 UPS 정보를 받을 수 있어서 UPS상에서 전력공급관련 이벤트가 발생하면 절전모드로 들어가거나 자동으로 안전하게 꺼지는 기능을 내장하고있다. 시놀로지의 경우는 DSM 이용화면에서 이 정보가 제공되어 정전시 유저가 작업을 안전하게 멈추고 종료할 시간도 벌어준다. 참고로 국내 개인용 NAS시장 판매량 기준 최대 점유율을 가지고 있는 아이피타임의 NAS는 비교적 후기형 제품인 dual시리즈에서만 지원한다. 2021년 첫 업데이트로(1.4.56 버전부터) 지원하고 있다.

5.1.4. 배선 관리[편집]

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Static UPS의 입력 전력은 Dynamic UPS 처럼 아름답고 거대하며 장엄하지 않다. 자기 용량의 15배나 되는 무식한 충전전류(플라이휠을 가속하는데 들어가는 전류)는 기계적인 M/G 방식을 고수하는 dynamic UPS 의 특징[29]일 뿐, Static UPS의 충전 전류는 그리 높지 않다. 게다가 dynamic ups 에 비해 더 정확한 충전 스케줄을 설정할 수 있으며, 충전 전류도 정확하게 관리할 수 있다. 그러나 이 말은 역으로 상황에 따라 Static UPS 는 아주 높은 전력을 가져가 충전할 수 있어서 이에 따라 배선을 좀 꼼꼼하게 설비해둬야 불이 안난다. 특히, 오프라인 UPS 도 전부하시엔 전부하 출력보다 전부하 입력전력이 더 높지만, 온라인 UPS 는 전부하 출력보다 전부하 입력전력이 약 1.5배 가량 높을때가 있다. 오프라인 타입은 배터리 충전에 약 48시간의 긴 시간이 요구되지만, 온라인 UPS 는 보통 중요도가 높은 기기에 사용되므로 충전 속도가 매우 빠르기 때문이다. 약 1시간~2시간 내에 배터리를 완충하게 된다.

간단한 시나리오로 쉽게 알아보자.
4대의 UPS, 각 용량 1kVA 온라인 2대 오프라인 2대가 있다. 순서대로 #1 #2 #3 #4 라고 해보자. #1 에는 가장 중요도가 높은 장비가 있고 #2에는 그 다음 중요도가 높은 장치가 있다. 그리고 #3과 #4는 조명 등의 부하를 처리한다고 가정. 정전이 발생하여 #1~4 까지 모든 UPS의 전력이 전부하 상황에서 20%까지 떨어지고 복전(復電-정전 상황에서 별 다른 트러블 없이 다시 유틸리티 전원이 들어올때)되었다. 수전 전력은 일반 가정집 1개 벽부콘센트 용량인 5800VA[30]. 이 경우 셋업에 따라 2가지 케이스가 나뉘어지는데,

• UPS #1 이 #2 보다 중요하므로 전체 최대 전력량 중에서 UPS #1이 무조건 최대치를 끌어가고 나머지 수전용량을 3대의 UPS가 나눠서 가져간다.
• UPS #1 과 #2 는 온라인 UPS 이므로 최대한 빨리 충전하고 나머지 UPS #3 과 #4 는 평소처럼 충전한다.[31]
  어차피 오프라인은 보통 충전전류 설정이 별로 없다.

첫 번째 경우에는 다시 정전이 되었을 경우 가능한한 많은 용량을 크리티컬 부하에 사용할 수 있도록 하면서 나머지 UPS 가 서로의 충전전력을 비교해 최대 수전용량을 넘지 않도록 조절한다. 대체로 #3과 #4는 충전전력의 변경이 불가능하나 충전전류가 워낙에 작아서 문제가 안 되고, #2가 충전전력을 줄여서 맞추게 된다. 모든 부하가 UPS 하단에 물려있을 경우 UPS 는 Intelligent Power Switch 역할을 하여 부하 정산과 비교를 할 수 있기 때문이다.

그러나, 두 번째 경우는 그냥 답 없이 불난다. 1kVA 온라인 UPS 는 1Hr 충전율에서 적어도 2kVA 의 전력을 소비하기 때문. 그렇기 때문에 전부하 전력과 충전 전력이 합쳐저 배선 용량을 초과하게 된다.

이러한 상황을 방지하기 위해, 그리고 UPS 의 제 성능을 최대한 활용하여 단전과 복전이 반복되는 상황에서도 최대한의 가용성을 얻기 위해 몇 가지 배선 작업을 추가로 해 두어야한다.

• UPS 를 사용할 만한 부하가 있다면, 그냥 UPS 전용 배선을 뽑는다.
• UPS 를 통해 사용할 부하량에 최소 1.5배 이상의 여유를 잡고 배선계획을 한다.
• 각각의 UPS에 별개로 이 작업을 수행한다.

또는 가정에서 평범하게 별도의 공사를 하지 않을 경우 다음 부분을 지키도록 한다.

• 벽부 콘센트의 용량은 보통 1개 벽부 콘센트당 3200VA 정도로 잡는다. 콘센트당 하나의 전선이 분전반에서 나가야 하는것이 배선공사시 철칙이나, 일부 경우 배선비용을 아끼기 위해 몇 개의 콘센트를 하나의 1.5SQ 단선으로 연결하곤 한다. 이 때 해당 라인의 최대 전력은 5800VA 정도로 제한되기 때문.
• 사용할 UPS의 전부하 용량을 이 용량의 60% 정도로 맞춘다. 가령 1.5kW 온라인 UPS 가 있다면 이 UPS는 방전된 배터리를 충전하면서 1.5kW 의 출력을 내기 위해 3kW 를 사용한다. UPS 의 입력 역률은 매우 높으므로, 거의 3000KVA 를 딱 맞춰 소비한다. 아슬아슬하지만 안전하게 넘어갈 수 있다.
• 여러 대의 UPS 를 운용할 경우 중요도를 선택해 서로 UPS 가 소비하는 전력을 합산하여 전체 가정에서 소비하는 전력을 넘지 않도록 한다. 일반적인 가정집의 경우 수전용량 1kW 를 계약할 경우 최대 6kVA 까지 감당하도록 30A 주 차단기가 설치되며, 수전용량 3kW 를 계약하는 보통 고급 아파트들(그리고 3kW 는 가정용 계약시 최대 용량이다.)의 경우 10kA 까지 감당하도록 50A 주 차단기가 설치된다. 모든 부하를 UPS 에 물리는 건 사실상 불가능하므로 그런 분들을 위해 dynamic ups 가 있다. UPS 에 물리지 않는 다른 부하들의 용량을 계산해뒀다가 가정의 최대 수전전력에서 뺀 값을 UPS 들의 최대 사용전력 추종 목표치로 설정해둔다.

5.1.5. 접지는 필수[편집]

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UPS의 방호 기능이 정상적으로 작동하기 위해 접지가 요구되는 경우가 많다. 또한 단상인 경우 하트상과 중성선을 구분하는 경우가 많다. online type ups 는 실시간으로 인버터가 구동되므로 여기에 작동되는 액티브 필터가 인버터의 노이즈를 걸러내기 위해 접지를 요구한다. 접지를 안 하면 ups 는 기기에 노이즈를 퍼먹이는 기기가 될 수도 있다. 물론 요즘 세계 유수의 반도체 제조사에서 땅에 매설한 접지라인 없이도 접지라인을 물린듯한 효과를 유도하는 칩셋과 토폴로지를 개발중이지만 그것도 한계가 있다.

5.1.6. 만약에 발전기를 사용한다면[편집]

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정말 저렴한 UPS의 경우 외부출력 단자가 USB 이거나 그냥 없거나 그런 경우가 잦지만, 통상적으로 사용하게 될 40만원 이상의 본격적인 UPS들은 몇 가지 open type 입출력 단자를 가지고있다. 이 단자들은 ups 내부에서 정해진 규칙에 따라 단자를 합선시켜 신호를 전달하는데 쓰이게 된다. 물론 아닌 경우도 있어서 전압이 출력되거나 전류가 출력되는 형태의 오픈단자가 있을수도 있고, APC처럼 딱 1개만 그런 단자를 만들고 나머지는 옵션 확장슬롯을 통해 제공할 수도 있다. 어느 쪽이 되었던지 간에, 이러한 단자 구성들을 통해서 네트워크화가 진행되지 않은 전력장비들에게 ups의 상태를 on/off 형태로 전달하는 것이 가능하게 되었다. PLC 같은 장치에 물리는 것도 가능하고[32] 보호 계전기들에게 물리는것도 가능하다. 그 중에서 가장 대표적인 경우가 발전기 기동 신호다.

UPS 는 단자의 작동 조건을 다양한 변수에 따라 지정할 수 있다. 그 중에서 몹시 자주 쓰이는 것이 '유틸리티 전원 상실' 플래그이다. power outage, power cut, power blackout, power failure 라고도 불리는데[33]이는 UPS 내에서 설정된 UV 트리거에서 일정 사이클 이상 전원이 공급되지 않을 경우 발생한다. 왜냐하면 새그 등 완전한 단전이 아닌 전원장애가 존재하기 때문에 그러한 전력장애와는 분류가 될 필요성을 가지기 때문. 여튼, 전력 장애가 발생하면 UPS 는 백업 모드로 들어갈 것이며, 긴 시간 백업이 불가능한 static UPS 의 특성상 장비들이 정상적으로 종료가 되지 않았던 아니면 일단 전원은 공급해줘야 하다보니 자연스럽게 UPS 내부에 이러한 기능이 추가되었다. 원래는 UVR(Under Voltage Relay)이라 불리는 외부 보호 계전기가 이 작업을 수행하였으나, UPS 하드웨어의 성능이 올라감에 따라, 그리고 Application Processor Unit 의 성능이 상승함에 따라 UPS 자체에서 이런 외부 장치 제어 기능을 수행할 수 있게 되었다.

다만, UPS 자체에선 발전기의 전원을 바로 받을 수 있는 단자를 제공하는 경우가 드물다. 이것은 업계 메이저 파워솔루션을 제공하는 APC 도 마찬가지이며 에릭슨, 리버트 등 유럽과 북미 시장에서 인정받는 대다수 메이커들이 공통적으로 취하는 자세다. 그래서 일단 발전기를 켜는건 UPS 가 신호제공을 하지만, UPS 는 다른 장치로 부터 유틸리티 전원의 복귀를 감지해서 발전기의 기동 신호를 차단해야 함은 물론, 발전기의 전력은 UPS 의 입력단에 들어가기 전에 ATS 란 장치를 통해 선택되어야 한다. 고로 설비 구성 평가 단계에서 만약 장시간의 백업을 고려한다면, 단순히 발전기만 추가하는 것이 아니라 다른 보호설비와의 연계를 위해 몇 가지 전원선택장치를 추가할 것을 고려해야 한다. 실제로 APC 등 유수의 메이커들이 신호는 제공해도 정작 중요한 ATS 등을 빼먹는것도 어차피 이런 장치들은 이미 몇 가지 보호장치를 지나온 것을 가정하고 만들기 때문. 실제로는 이걸 써먹기가 조금 힘들다. 여기서는 APC 의 제품과 Voltronic 사의 InfiniSolar ESS 를 기준으로 설명한다.

5.1.6.1. APC 등 종말보호용 UPS[편집]

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주의! 물론 APC 라도 대용량UPS는 발전기 입력단자가 있을 수 있다. 만약 이런 UPS 를 쓴다면 이 부분이 아닌 다음 단락의 내용을 따라 하도록 한다.

• 먼저 UVR 1개와 ATS 하나를 구비한다. 최초 유틸리티 전원의 상실은 UPS 내부의 정류기측에서 실시간 전원 감지를 통해 제공되는 소프트웨어 조건의 Under Voltage 플래그에 의해 제공되나 이후 상용전원 복귀시 UPS 는 이미 발전기로부터 전력을 받고 있으므로 상용전원 복귀를 확인하기 위해 반드시 필요하다.
• 발전기에서 engine run 신호를 가져다온다. 만약 발전기가 on/ start 방식으로 신호를 2개 요구할 경우 적절하게 ECU 를 구성하도록 한다. 통상적으로 백업용 발전기의 경우 UVR 신호를 받자마자 가동되기 위해 발전기 가동 신호만을 요구하는 경우가 대부분이나 아닌 경우가 있을 수 있기 때문에 확인을 꼭 하자.
• 발전기의 컨트롤 신호를 UPS 의 입력 단자에, UVR 의 신호는 ATS와 UPS 에 동시 공급한다.
• 유틸리티 전원을 ATS 의 primary 에 연결하고, 발전기의 출력전원을 ATS 의 secondary 에 연결한다. 이후 ATS 의 output 을 UPS 의 유틸리티 전원 input 단자에 연결한다.
• UPS 의 설정에서 단자 1을 출력으로 설정하고 유형을 발전기로 설정한다. 그러면 트리거 조건이 나올 것인데, 트리거 조건에서 원하는 파라메터들을 골라 트리거조건을 설정한다.
• UPS 의 설정에서 단자 2를 입력으로 설정하고 유형을 유틸리티 전원으로 설정한다. 그리고 나오는 트리거 조건에서 " 복귀 신호" 로 이 신호를 사용하도록 한다.

이렇게 할 경우 최초 정전시 발전기는 ups 가 기동하고, 이후 복전시 ATS는 UVR 신호에 의해 유틸리티로 넘어가며 UPS는 UVR 복귀신호를 받아 통상모드로 빠지며 발전기를 끌 것이다. 물론 쿨다운 그런 건 발전기가 알아서 할 일.(...)

5.1.6.2. InfiniSolar 나 Xtender, Axpert 등 광범위 전원안정화를 위한 ESS 시스템[편집]

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중대형 UPS와 같이 발전기 입력단이 따로 나와 있는 경우 이 부분을 참고해서 설정하도록 한다.

• 먼저 ESS 상단에 다른 전자장치가 물려있는지 확인한다. ESS 는 입출력단에 전류센서와 전압센서, 위상센서, 오실로스코프가 장착되어 있으며 이 정보를 토대로 ESS 가 상용전원에서 어느정도의 전력을 공급받고 있는지, 부하에서 어느 정도의 전력을 사용중인지, 배터리에서 얼마나 전원을 끌어다오는지, 자가소모되는 전력은 어느정도인지 등 다양한 전력 상황을 모니터링한다. 만약 ESS 의 센서가 주변 전류들을 감지해서 뭔가 애매하다 싶은, 또는 이상하다 싶은 그런 전력 조류가 약간이라도 생기면 그날로 알람과의 전쟁을 해야한다. 그러므로 ESS 의 상단엔 되도록 다른 부하장치를 설정하는 일이 없어야한다. 물론, UPS 는 해당되지 않는다.

• ESS 입력단에 보이는 발전기 단자와 유틸리티 전원 단자에 알맞게 유틸리티 전원선과 발전기 출력선을 물린다.

• ESS 의 Dry contact 단자를 발전기 기동신호에 물린다.

• ESS 설정에서 해당 단자의 목적을 발전기로 설정하고 기동 파라메터를 잡는다. 파라메터의 설정은 다양한데, 배터리 백업모드에서 일정 용량 이하에서 발전기를 가동시킨 뒤 만충전 상태에선 발전기를 끄고, 다시 배터리 용량이 일정 이하로 떨어지면 가동하는 그런 방식[34]
  보통 발전기는 전부하 연료소비와 부분부하 연료소비가 비슷하다. 생산 전력 대비 연료 투입량. 즉 연비를 최대한 올리기 위해선 발전기를 전부하 상태로 돌릴 필요가 있는데 이 때 유리하다. 인버터 발전기의 경우 전부하 효율보다 부분부하 효율이 더 좋으므로 각자 가지고 있는 발전기의 출력 전력 대비 연료 소비 그래프를 참고해 얼마나 많은 전력을 발전기로부터 공급받을것인지를 설정한다.
  부터, 발전기를 우선 주구장창 돌리거나, 일단 배터리로 백업하다가 외부 신호 또는 내부의 배터리용량이 얼마 남지 않았을 때 부터 발전기를 가동하는 등 꼴리는대로 입맞에 맞게 발전기 가동 조건과 ESS 가동 조건을 선택할 수 있다. 이는 UPS 도 비슷하게 구현이 되니 자세한 사항은 각자 사용하는 UPS의 매뉴얼을 참고하도록 한다.

5.2. Dynamic UPS[편집]

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5.2.1. 일단 가정에서 돌릴 생각은 별로 안 하는 게 좋다[편집]

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일단 엔진이 달린 모델은 크기가 어마어마하다. 위에 Dynamic UPS 문단에 나온, 이제는 생산하지 않는 최저용량, 최소크기의 모델마저도 자동차만한 사이즈인데다 가정용으로 쓰기에는 너무 과도한 발전량이다.[35] 물론 UPS 자체의 가격만 단독주택 한두 채를 새로 짓는 만큼 드는 것은 덤이다.

그렇다고 엔진이 안 달린 다이나믹 UPS를 산다? 엔진이 없으면 거의 미미한 수준의 저부하를 감안해도 수십분에서 몇 시간이면 플라이휠이 느려지며 전력 공급이 멈추니 수억에서 수십억원을 들여 Dynamic UPS를 구축한 보람이 전혀 없다. 그럴거면 그냥 Static UPS를 쓰는게 훨씬 낫다. 그러니 굳이 Dynamic UPS를 가정에서 쓰겠다면 결국은 디젤 엔진이 딸린 제품으로 가긴 가야 하는데, 일단 엔진은 그렇다 치더라도, 3상 전력을 수전받는 것부터 난관이다. 정 원한다면 Phase Converter라는 기기를 사용해 단상을 3상으로 변환해 집어넣는 것도 가능하지만, 이는 배보다 배꼽이 더 큰 행위이다. 물론 이 정도 크기의 기기를 들이려면 어차피 단독주택일 것인데, 단독주택은 돈만 내면 3상 전원으로 인입이 가능하다.

2018년 이후부터 신축주택이나 리모델링 주택에서 가정용 삼상 전기를 신청할 수 있다. 지역에 따라 다르나 자기 집 앞에 있는 전신주에 주상변압기가 3개면 대부분 가능하다 보면 된다. 계약전력이 1kW 에서 3kW 수준까지 움직이는 일반 단상에 비해 가정용 저압 삼상은 기본 5kW 부터 시작하며 통상 10kW 를 계약, 실제 공급되는 전압은 상간전압 380V , 중성선간전압 220V 의 그냥 공장에 넣어도 될 전력을 보통 200A 를 버티게 세팅해서 가정집에다가 넣어주기 때문에[36] Dynamic UPS를 구동하는데 전혀 문제가 되지 않는다.

따라서 자신이 가정집에 어마어마한 양의 전기를 퍼먹는 시스템을 구축하였고, 정전이 아니라 전쟁이 나도 전체 시스템을 몇 달 이상 무중단으로 백업해야 할 필요가 있다면 기존엔 대량의 배터리뱅크와 발전기, SCR정류기 및 인버터라는 비효율적인 조합만이 해결책이었으나, 이제는 간편하게 3상 전기를 공급받아 다이나믹 UPS를 돌려 해결할 수 있게 된 것이다. 다만 이 3상 전력을 공급하는 이유는 단독주택에서 가정용 엘리베이터나 시스템 에어컨 따위를 구동하라는 목적이고 내부 배선도 정확히 그런 기기들에만 연결 가능하도록 전용 선로로 구성되어 있는(나머지 배선은 중성선 물려서 220V 공급) 특성 상 설치하기가 쉽지는 않을 것이다.

5.2.2. 배터리 관리[편집]

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Static UPS 와 달리 Dynamic UPS 는 엔진의 시동을 걸 때, 그리고 UPS 컨트롤러를 돌릴 때 배터리 전력을 이용하게 된다. 덤으로 이 배터리는 별도로 설치되는데, 컨트롤 패널 쪽에 24V 로 작은 용량의 배터리가 구성되고, UPS 동체 엔진쪽 하단에 보면 12V 배터리 2개 또는 4개를 엮어서 24V 200Ah 또는 400Ah 로 구성한다. 일반적인 납산 배터리만 사용 가능한데, 엔진의 시동을 걸 때 고전류가 흘러 이 때 폭발이 일어나는 경우가 좀 있다. 배터리 단자가 좀 녹이 슬거나 뭔가 불안하다 싶으면 갈아주는게 심신에 이롭다. 그 외에 딱히 static 처럼 방전이 잦은것도 아니고, 배터리 관리 프로그램이 ups 컨트롤러에 있는 경우도 별로 없어서 배터리 관리는 전적으로 육안, 그리고 감으로 하면 된다. 보수요율도 환경상 수명저하[37]로 인해 자주 교체하는 경향이 있는것이지, 설치 이후 배터리의 관리는 static 에 비해 크게 없다.

단, M/G 에 배터리 보조형일 경우 이야기가 달라진다. M/G 킷에 보조 전동기가 있어 이걸 구동하는데 필요한 배터리를 쌓아두는 놈들이 있는데 이 경우엔 배터리 관리를 static ups 배터리 관리하듯이 해야한다. 당연하지만, 그런 UPS 의 경우 배터리를 관리하는 기능도 같이 붙어있긴 하다. 정밀하진 않지만 말이다.