무정전 전원 장치

Uninterruptible Power Supply, UPS

상용 전원이 끊겨도 축전지에 저장해 둔 전력을 공급해 시스템이 멈추지 않게 하는 장치

정전뿐 아니라 순간 전압 강하, 서지, 주파수 변동 같은 전원 이상으로부터 장비를 지킨다. 서버·네트워크 장비·의료 장비처럼 갑작스러운 정지가 곧 손실이 되는 곳에 반드시 둔다. 축전지로 버티는 시간은 보통 수 분~수십 분이며, 그 사이에 작업을 저장하고 정상적으로 시스템을 내리거나 비상 발전기로 넘기는 것이 목적이다.

구성

• 정류기·충전기 : 들어온 교류를 직류로 바꾸어 축전지를 충전한다.
• 축전지 : 전력을 저장한다. 납축전지나 리튬이온을 쓴다.
• 인버터 : 축전지의 직류를 다시 교류로 바꾸어 부하에 보낸다.
• 전환 스위치 : 상용 전원과 축전지 전원을 바꾼다. 고장 시 상용 전원으로 우회하는 바이패스 경로도 둔다.

방식

• 상시 상용 방식(Off-line, Standby)
  • 평소에는 상용 전원을 그대로 부하에 보내고, 정전이 나면 인버터로 전환한다.
  • 값이 싸고 효율이 높지만 전환에 수 ms~수십 ms 가 걸리고 전원 품질을 보정하지 않는다.
  • 개인용 컴퓨터, 소규모 장비에 쓴다.
• 라인 인터랙티브 방식
  • 평소에 전압 변동을 보정하면서 상용 전원을 보낸다. 정전 시에는 인버터로 전환한다.
  • 상시 상용 방식보다 전원 품질이 좋고 상시 인버터 방식보다 싸다.
• 상시 인버터 방식(On-line)
  • 상용 전원을 언제나 정류·인버터를 거쳐 다시 만들어 부하에 보낸다.
  • 전환 시간이 없고 전압·주파수를 일정하게 유지한다.
  • 값이 비싸고 변환 손실 때문에 효율이 낮다. 전산실·데이터센터에 쓴다.

용량

• 용량은 W 가 아니라 VA(피상전력)로 표기한다. 실제 쓸 수 있는 전력은 VA × 역률이다.
• 부하 용량의 1.3~1.5배 정도로 여유를 두어 고른다.
• 필요한 유지 시간(백업 시간)을 함께 따져야 한다. 용량이 같아도 축전지 수에 따라 버티는 시간이 다르다.

비슷한 장치와의 구분

• AVR(자동 전압 조절기) : 들어온 전압의 변동을 정격으로 보정한다. 정전이 나면 전력을 공급하지 못한다. UPS 와 가장 많이 혼동한다.
• 서지 보호기(SPD) : 낙뢰 등으로 순간 유입되는 과전압만 흘려 보낸다. 저장 기능이 없다.
• 비상 발전기 : 연료로 전력을 만든다. 시동에 수십 초가 걸리므로 그 사이를 UPS 가 메운다. 장시간 정전에는 발전기가 필요하다.

관리

• 축전지 수명은 보통 3~5년이다. 수명이 지나면 정전 때 제 역할을 못 하므로 주기적으로 교체한다.
• 정기적으로 방전 시험을 해 실제 유지 시간을 확인한다.
• 온도가 높으면 축전지 수명이 급격히 줄어든다. 설치 장소의 온도를 관리한다.
• 과부하로 UPS 가 정지하지 않도록 접속 부하를 정기적으로 점검한다.

같이 보기

• 고가용성