UPS는 전기 수요자 측에서 순간 전압 강하 대책으로 가장 효과적이고 폭넓게 사용하는 장치다. 그러나 UPS는 제조사마다 다소 차이가 있어 용도에 맞게 필요한 양식과 향후 증설 계획까지 꼼꼼히 따져 선정하지 않으면 안 된다. 특히 요즘엔 경제성은 물론, 고효율과 에너지 절약까지 강조되는 만큼 UPS 역시 이러한 부분을 고려해 제조사와 상담, 협의를 거쳐 선정하는 것이 중요하다.

UPS를 도입할 때는 용도에 맞춘 적절한 기기선정이 필수다. 용량, 백업 시간(정전 보상 시간)뿐만 아니라 UPS의 급전 방식, 시스템 구성과 경제성까지 모두 고려하지 않으면 안 된다. 본고에서 UPS 선정 시 주의할 점과 검토가 필요한 사항에 대해 설명한다.

용량 선정
먼저 사용할 기기(이하, 부하 설비)의 합계 전력용량으로부터 UPS 용량을 결정해야 한다. 그러나 UPS 출력 용량 확인만으로 용량을 선정하기에 불충분하므로, 부하 설비에 필요한 양식을 충족하는 UPS를 선정해야 한다.

1. 출력 용량에 대해
부하 용량과 UPS 정격 출력 용량이 같을 경우
①부하 증강의 여유가 없고, ②부하 설비 시동 등으로 출력 전류가 맥동했을 때 과부하를 검출해 고장 신호를 보내는 등의 문제가 생긴다. 일본전기공업회 기술자료 · JEM-TR185(1993)에는 다음과 같은 UPS 정격 출력 용량 산정식이 기술돼 있다.

UPS 정격 출력 용량 = (합계 부하 용량) × a (여유율)

여기서 a는 1.1~1.3으로 한다. 각 UPS 제조사는 이를 바탕으로 부하 용량에 대해 여유가 있는 정격 출력 용량의 UPS를 권한다. 또한, 향후 부하설비 용량을 늘릴 계획이 있을 때는 그 증가분도 포함한 최대 부하 용량을 고려해야 한다.

2. 파고율
UPS 출력에서 콘덴서 인풋Input형 정류기 시동의 돌입 전류나 변압기의 여자 돌입 전류 등 과대한 피크 전류가 흐르는 경우가 있다. UPS는 이 피크 전류의 허용값을 나타내는 파고율(Crest Factor)을 양식의 일부로 명시한다. UPS의 파고율을 넘는 피크 전류가 흐르면 UPS는 과전류 보호가 동작하고 직송 회로에서 바이패스 급전으로 변환한다. 이때 UPS 출력이 상용 전원과 비동기 상태일 경우 출력단이 발생해 부하 운용에 영향을 미칠 우려가 있다.
따라서 부하기기의 파고율을 확인하고 UPS 파고율을 만족하는지 확인해야 한다. 부하기기의 파고율이 큰 것 같으면 UPS의 정격 출력 용량을 높일 필요가 있다.

3. 부하 역률에 관한 주의
UPS의 출력 용량은 피상 전력[㎸A]과 유효 전력[㎾](혹은 정격 부하 역률로 표기) 두 개의 정격을 가지며 그 양쪽을 모두 만족해야 한다. 예를 들어 정격 용량 200㎸A의 UPS에서 정격 부하 역률이 0.9인 경우 정격 유효 전력은 180㎾가 된다.
부하기기에 따라서 유효 전력[㎾]만 명시된 경우도 있다. 이때는 유효 전력에 추정 역률을 나눗셈한 값을 부하의 피상 전력으로 볼 수 있다. 정류기 부하의 경우, 역률을 0.6~0.7 정도로 보고 필요한 피상 전력을 생각해야 한다. 각 부하기기 용량을 서로 더한 합계 부하 용량에서 피상 전력과 유효전력 양쪽 모두를 확인한다.
근래에는 서버 등 주요 부하의 역률을 1.0에 가깝게 개선하도록 하고 있다. 이에 따라 최근 UPS에서는 높은 역률 부하에 대응 가능한 정격 부하 역률(0.95) 제품을 판매한다.

4. 백업 시간(정전 보상 시간)
필요한 백업 시간은 사용자에 따라 다양하다. UPS 제조사가 제시하는 백업 시간은 부하 용량이 정격 출력 용량(유효 전력)인 경우의 시간이다. 명시된 백업 시간이 필요 시간을 충족하지 못하면 중용량~대용량 UPS의 경우, 각 제조사는 요구 백업시간을 만족하는 축전지 용량을 산출해 선정한다. 따라서 부하 용량과 요구하는 백업 시간을 제조사에 제시해 확인하도록 한다.
소용량~중용량의 범용형 UPS에는 옵션 대응으로 용량이 큰 축전지를 판매한다. 옵션인 축전지장치는 일반적으로 카탈로그에 기재돼 있다.
다만, 제조사가 제시한 백업 시간은 납품 시 권장 주위 온도(예를 들어 25℃)에 맞춰진 것이다. 백업시간은 주위 온도가 낮거나 납품 이후 수년이 경과하면 점점 짧아지므로 주의해야 한다.

5. 부하 설비 증설을 계획한 경우
UPS 도입 계획을 세울 때는 향후 부하 설비를 증설할 것인가, 증설한다면 부하 용량을 얼마나 증가시킬 것인가 등을 명확히 해야 한다. 만약 사용할 UPS가 단기單機시스템이면 단순하게 향후 증가분을 포함한 부하 용량으로 UPS를 선정하면 된다.
<그림 1>과 같이 여러 대의 UPS 유닛을 병렬 접속한 시스템(이하, 병렬 시스템)인 경우, 일반적으로 UPS 납품 후에도 UPS 유닛을 증설해 시스템 출력 용량을 증가시키는 것이 가능하다. 이것은 부하 설비를 추가할 필요가 있을 때 UPS 유닛을 추가하면 되므로 UPS 도입 시 초기 비용을 절약하는 이점이 있다. 제조사나 도입 시 계획에 따르겠지만, 부하 설비 운전을 계속하는 상태에서도 UPS 유닛을 추가할 수 있다.
그러나 증설 가능한 UPS 유닛 수에 한계가 있다. 게다가 설치 공간 문제나 주변 설비 제약 등이 있어 UPS 유닛 증설이 가능한 병렬 시스템이라도 증가할 부하 용량(증설 UPS 유닛 수)을 UPS 도입 시 명확히 해야 한다.

<Energy News>