전기공사기사 - 부하 설비(4)

예비 전원 설비

1. 자가 발전 설비

# 단순 부하인 경우, 발전기의 용량

= 정상상태 부하운용에 필요한 용량

 

# 기동 용량이 큰 전동기 부하인 경우, 발전기 용량

= 부하중 최대 기동 값을 갖는 전동기 기동 시 순시 허용 전압강하 대비용량

 

# 발전기를 기동하여 부하에 사용 중 최대 기동 값을 갖는 전동기를 마지막으로 기동할 때 필요한 용량

 

# 발전기와 부하 사이 설치하는 기기

각 극의 개폐기 및 과전류 차단기를 설치할 것

전압계는 각 상의 전압을 측정할 수 있도록 설치할 것

전류계는 각 선의 전류를 측정할 수 있도록 설치할 것

 

 

 

2. 무정전 전원 공급 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)

# UPS의 역할

선로의 정전이나 입력 전원에 이상 상태가 발생하여도 정상적으로 전력을 부하 측에 공급하는 무정전 전원 공급장치 

 

# UPS의 구성(UPS의 중심 부분을 구성하는 CVCF의 기본 회로)

 

 

# 비상 전원으로 사용되는 UPS의 블록 다이어그램

 

 

 

3. 축전지

# 축전지 설비의 구성 요소

축전지, 충전 장치, 보안 장치, 제어 장치

 

# 연 축전지

공칭 전압 : 2.0 [V/cell]

공칭 용량 : 10시간율 [Ah]

 

HS형 : 급방전형으로 일시적인 대전류 부하용으로 적합(UPS 공급용, 비상 발전기, 엘리베이터 비상 전원 등)

CS형 : 완방전형으로 일반적인 부하용으로 적합

 

납 축전지의 기전력은 황산의 농도(비중)의 증가에 따라 비례해서 증가한다.

전해액의 비중에 의해 충,방전 상태를 추정할 수 있다. 

전해액으로 묽은 황산을 사용한다.

주요 구성 부분은 극판, 격리판, 전해액, 케이스로 이루어져 있다.

알칼리 축전지에 비해 충전 용량이 크고 cell당 공칭 전압이 높다.

효율이 좋고 단시간 대전류 공급이 가능하다.

 

# 알칼리 축전지

공칭 전압 : 1.2 [V/cell]

공칭 용량 : 5시간율 [Ah]

 

AM형 : 포켓식 표준형(일반 방전용)

AL형 : 포켓식 완방전형(표준 방전용)

AMH형 : 포켓식 급방전형(준고율 방전용)

AH-P형 : 포켓식 초급방전형(고율 방전용)

AH-S형 : 소결식 초급방전형(고율 방전용)

AHH형 : 소결식 초초급방전형(초고율 방전용)

 

장점	단점
수명이 길다.	연 축전지보다 공칭 전압이 낮다.
진동과 충격에 강하다.	가격이 고가이다.
충전 및 방전 특성이 양호하다.	-
방전 시 전압 변동이 적다.	-
사용 온도 범위가 넓다.	-

 

# 축전지 충전 방식

초기 충전 방식 : 축전지 제작 후 처음으로 충전하는 방식, 미충전 축전지에 전해액을 주입하여 행하는 충전 방식

보통 충전 방식 : 일반적인 충전 방식, 필요할 때마다 표준 시간율로 소정의 전류를 충전하는 방식

부동 충전 방식 : 축전지가 자기 방전을 보충하는 충전 방식, 상용 부하에 대한 전력 공급은 충전기가 부담하고 충전기가 부담하기 어려운 일시적인 대전류 부하에 대해서는 축전지로 하여금 부담하게 하는 충전 방식

 

세류 충전 방식 : 자기 방전량만을 상시 충전시키는 방식, 부동 충전 방식의 일종

균등 충전 방식 : 각 전해조에 일어나는 전위차를 보정하기 위해 충전하는 방식, 1 ~ 3개월 마다 1회 정전압으로 10 ~ 12 시간씩 충전

급속 충전 방식 : 비교적 단시간에 보통 전류의 2 ~ 3배의 전류를 충전시키는 방식

회복 충전 방식 : 축전지의 가벼운 설페이션 현상 등이 발생하였을 때 기능 회복을 위하여 실시하는 충전 방식

 

# 축전지의 설페이션 현상

축전지 극판이 황산납의 결정체가 되는 것으로 축전지를 방전 상태로 장기간 방치하면 극판이 회백색의 불활성 물질로 덮이는 현상을 말한다. 

 

# 설페이션의 원인

방전 전류가 큰 경우

축전지를 장시간 방전 상태로 방치하였을 경우

전해액의 비중이 낮은 경우

전해액의 부족으로 극판이 노출되었을 경우

전해액에 불순물이 혼입되었을 경우

불충분한 충전을 반복하였을 경우

 

# 설페이션으로 인한 현상

극판이 회색으로 변하고 극판이 휘어진다.

충전 시 전해액의 온도 상승이 크고 비중 상승이 낮으며 가스의 발생이 심하다.