PSD 무정전전원장치

PSD 무정전전원장치
Uninterruptible Power System for PSD)

 

1. 적용범위 및 분류
1.1 적용범위
(1) 이 규격은 철도시설에 이용 승객의 편의와 안전을 위해 설치하는 승강장안전문 설치
시 기계실에 설치되는 무정전전원장치(UPS)에 적용한다. (2) 이 규격에 명시되지 않은 사항은 “철도건설공사 전문시방서, 물품구매계약 일반조건, 물품구매계약 특수조건” 등 계약조건에 따른다.
1.2 분 류
승강장안전문 전용 무정전전원장치(UPS)

 

2. 인용표준
2.1 한국산업규격(KS : Korea Industrial Standards)
(1) KS C 4310 무정전전원장치
(2) KS C IEC 62040-1-1 무정전전원장치 안전요구사항
(3) KS C IEC 62040-3 무정전전원장치 성능 및 시험방법
(4) KS C IEC 60947(자동절체스위치)
(5) KS C IEC 60255-27 (전기 계전기-제27부:제품 안전 요구사항)

2.2 적용기술규격
(1) 한국전기설비규정(KEC)
(2) 한국철도표준규격(KRS) 및 철도공단 표준규격(KRSA)
(3) International Electro Technical Commission(IEC)
(4) Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEE)
(5) 가스 분말 자동소화장치의 형식승인 및 제품검사의 기술기준

 

 

3. 필요조건
3.1 적용환경
무정전전원장치의 사용조건에 대한 적용 환경은 다음과 같다.
가. 표 고 : 해발 1,000M 이하
나. 사용장소 : 옥내 및 옥외용
다. 주위온도 : -25℃～ 40℃
라. 상대습도 : 최대 80%(32℃에서)

3.2 외 함
가. 각 외함은 옥내용 단위 폐쇄 수직 자립형으로 한다.
나. 함은 금속제 철판 및 보강 후레임을 사용 제작해야 하며 외함의 전후면을 설치하고 철판의 두께는 3.2mm 이상으로 한다.(IP 4X)
다. 반의 전면에 조작 및 감시를 할 수 있도록 계기, 제어 스위치, 표시장치 경보 장치 등을 취부 한다.
라. 철판은 부식 방지 처리를 하고 내식성 및 내구성이 좋은 페인트로 분체도장하며 도장색은 Munsell No. 5Y 7/1로 한다.
마. 자연 통풍 냉각 및 강제통풍이 되는 구조이어야 하되 낙진, 낙수 등으로부터 정류기함 내부를 보호할 수 있는 구조로 한다.
바. 바닥에 함을 설치하는데 필요한 철제 기초가대를 공급한다.
사. 내부 조명등 및 콘센트를 설치하고 조명등을 문과 연동하여 점ㆍ소등 한다.
아. 자동 온도 조절기부 실내 난방기(Space Heater)를 설치한다.
자. 외함 명판에는 제조자, 공급자 및 구매자 명 또는 약호를 표시하여야 한다.

3.3 재 료
가. 본 장치에 사용되는 전기용품 재료는 품질이 우수하고 절연도가 높은 제품 또는 동등 이상의 제품을 사용한다.
나. 입력. 출력 단자는 해당용량에 충분히 견딜 수 있는 용량으로 함체의 전면 하부에 견고히 설치한다.
다. 각종 주회로 및 제어회로 배선은 충분한 절연과 용량을 갖는 것으로 사용되어야 하며 접속 부위는 압착터미널을 사용 접속한다.
라. 순변환부 및 역변환부의 주제어 소자는 충분한 용량의 전력용 반도체를 사용한 정지형으로 한다.

 

3.4 구성 및 기능
본 제품은 다음과 같은 부분으로 구성되어 있다.
가. 순변환부 및 충전부 (RECTIFIER/CHARGER)
나. 역변환부 (INVERTER)
다. 동기절체 스위치부 (STATIC TRANSFER SWITCH)
라. 입력리액터 (INPUT REACTOR) Surge Protector포함
마. 출력리액터 (OUTPUT REACTOR) Surge Protector포함
바. DC 직렬 리액터 (DC SEIRES REACTOR)
사. 직류 여과부 (DC FILTER)
아. 출력 여과부 (OUTPUT FILTER)
자. 제어 회로부 (CONTROL PART)
차. 디지털 디스플레이부 (DIGITAL DISPLAY)
카. RS-485 또는 TCP/IP의 통신포트(3개 이상)

3.5 구 조
가. 본 장치는 자립형으로 내부회로 점검 및 보수가 용이하고 방열과 통풍이 잘 되도록 하며, 모듈형이 아닌 순수자립형으로 제작한다.
나. 운용상태 및 경보표시 장치는 단일 유니트로 제작하여 전면 상단에 견고히 부착시켜 조작과 판독이 용이하도록 한다.
다. 본 장치의 상태를 원격에서 감시 및 관리가 가능하도록 제작 되어야 하고, 장비가 건물 외부에 설치 운용되므로 장비 발열이 적은 고효율에너지기자재 기준 이상의 성능의 제품이어야 한다.
라. 본 장치의 전력 스위칭회로는 시스템의 유지보수와 고장복구 시간을 단축시키기 위해 일체화 한다.
마. 본 장치의 논리제어부 인쇄회로기판은 에폭시 기판을 사용하여 제작하며 별도 준비된 다른 기판으로 쉽게 교체할 수 있도록 하고 콤포넌트, 시험단자 및 터미날 등은 어떤 인접 유니트나 일체의 장비를 이동시키지 않고 회로를 점검, 조정하며 유지 보수할
수 있는 위치에 설치한다.
바. 각 변환부 유니트 기기에는 냉각용 환풍기를 부착하여야 한다.

3.6 동작 개요
가. 정상 운전은 교류입력전원을 수전하는 순변환부를 통하여 교류를 직류로 변환시켜 정전류 정전압으로 축전지를 충전시킴과 동시에 역변환부에 직류를 공급하며, 역변환부를 통하여 부하에 정전압, 정주파수의 전력을 공급한다.

나. 정전 운전은 상용전원 또는 예비전원이 차단되면 평상시 충전장치에 의해 충전되었던 축전지를 통하여 무순단으로 역변환부에 전원을 공급하여 부하에 정전압, 정주파수의 전원을 공급하고 주어진 방전시간 동안 계속 운전한다.
다. 정전 회복 운전은 상용전원 또는 예비전원이 다시 공급되면 순변환부/충전부는 자동으로 기동되고 역변환부에 전원을 공급하여 부하에 전력을 공급하는 동시에 방전된 축전지를 자동으로 충전시킨다.
라. 하이브리드형 동기 절환은 역변환부가 입력전원과 자동 동기시키는 방식으로 자동 및 수동 절체에서 절체시간이 제로가 되도록 설계하며 기기 자체의 유지보수와 인버터부의 고장을 대비하여 부하상태에서 BYPASS전원으로 자동 또는 수동으로 무순단
절환할 수 있다.
마. 충전은 규정된 축전지를 충전할 수 있는 충분한 전류 및 전압 용량을 가지며 축전지 용량에 따라서 충전전류를 설정할 수 있다.
바. 축전지 외함 내부의 온도를 감시하여, 온도에 따라 축전지 충전전압을 자동으로 보상하는 기능 (자동 온도보상 충전기능)을 가지고 있어야 한다.
사. 무정전전원장치(UPS) 화재 발생시 역무실에 위치한 종합제어반에 실시간 모니터링이 가능하도록 하여야 한다.
아. 무정전전원장치(UPS) 화재 발생시 기기의 온도 상승방지를 위하여 동작중인 FAN을 정지시키는 기능이 있어야 하며, 이를 PSD 종합제어반에 현시되도록 하여야 한다.
자. 무정전전원장치(UPS)는 종합제어반과 1:1로 대응 되나 향후를 고려하여 1:N(1:2 이상)으로 대응 가능토록 구성되어야 한다.

3.7 UPS 성능 및 특성
가. UPS 규격
1) UPS 용량 : 10~50kVA
2) 축전지 용량 및 셀수 (축전지는 지급자재 제외)
3) 정전보상시간 : 30분
4) 종합제어반과 통신이 가능하도록 RS-485 또는 TCP/IP 통신포트를 3개 이상 기능 내장하여야 한다.
5) LCD 표시 장치를 내장하여 동작 상태를 표출하며, DISPLAY창에서 축전지상태(전압, 전류, 정전보상 가능시간)를 확인이 가능하도록 제작하여야 한다.
나. 기술적 특성
1) 방식 : PWM제어, ALL IGBT 방식
2) 역률 : 입력 98 % 이상, 출력 80 %
3) 입력전류고조파 : 5% 이하

4) 전압안정도 : ± 2 % 이내
5) 정격주파수 : 60 Hz ± 0.5 %(인버터 Free Running시)
6) 효율 : 관련규정_고효율에너지기자재 해당 용량(kVA) 효율 기준값 적용.
부하율 50%, 100% ON-LINE상태에서 측정, 공인성적서 제출.
납품 후 현장 부하시험 실시(효율측정)
7) 소음 : 65 dBA 이하
8) RS-485 또는 TCP/IP 통신포트 설치는 배터리 저전압 경보 및 유지보수자의 정보 확인용으로 통신 포트 설치 (3개 이상)하여야 한다.
9) 변압기 방식 또는 무변압기 방식에 상관없이 산자부에서 고시한 해당용량에 대하여 효율값에 만족하여야 한다.
* 고효율에너지기자재 보급촉진에 관한 규정(산업통상자원부 고시 제2021-166호, ‘21.10.25)

<삼상 효율 기준값>

정격용량 (㎸A)	10이하		10초과 30이하		30초과 75이하		75초과 150이하		150초과 300이하
부하율(%)	100	50	100	50	100	50	100	50	100	50
효 율(%)	88	86	92	90	92.5	90.5	93	91.5	94	93

 

3.8 자동소화장치
가. 소방 관련 제 규정에 적합하거나 사용승인을 받은 자동식 소화장치를 사용해야 한다.
나. 함체 내부에 화재발생시 자동적으로 소화약재를 방출시킴으로써 초기에 화재를 진화 할 수 있어야 한다.
다. 동작상태 감시 수용을 위해 기존 시스템과 호환이 되는 통신 기능이 있어야 한다.

 

4. 검사 및 시험
4.1 검사의 분류
(1) 구조검사
(2) 외관검사

4.2 시험방법
검수 및 현장시험의 세부내용은 공단 표준 ITP/ITC에서 따로 정한다.

4.2.1 구조 및 외관검사
각 부의 구조 및 치수의 승인도면과 일치여부를 검사하고, 본체의 외부 도장상태 및 명판 등의 부착물 상태를 육안 검사한다.
4.2.2 절연저항시험
KS C IEC60255-27의 10.6.4.4 (절연 저항) 을 따른다.
4.2.3 상용주파 내전압시험
KS C 60255-27의 10.6.4.3 (교류/직류 절연전압 시험)을 따른다.
4.2.4 과부하시험
정격전류의 125[%]로 10분을 인가하여 무정전 전원장치에 이상이 없어야 한다.
4.2.5 상용전원 절체시험
정격 교류입력전압범위와 직류입력전압범위에서 UPS에서 상용전원으로 절체시키며 이때 동기절체시간이 4[ms] 이내이어야 한다.
4.2.6 출력전압 안정도 측정
(1) 정격 교류입력전압, 정격 교류출력전압 및 주파수를 설정한 다음 100[%] 부하를 인가 한다.
(2) 안정된 출력 부하변동(0-50-100[%]), 규정된 교류입력전압 변동 범위 내에서 출력전압을 측정 기록한다.
(3) 출력전압 안정도[%] = [출력전압(측정) - 출력전압(설정)] / [출력전압(설정)] × 100
(4) 출력전압 안정도가 ± 2[%] 이내이어야 한다.
4.2.7 출력주파수 안정도 측정
(1) 정격 교류입력전압, 정격 교류출력전압 및 주파수를 설정한 다음 100[%] 부하를 인가한다.
(2) 상기 조건 하의 정전상태에서 출력주파수를 측정 기록한다.
(3) 출력주파수 안정도[%] = [출력주파수(측정) - 출력주파수(설정)] / [출력주파수(설정)] × 100
(4) 출력주파수 안정도가 ± 0.5[%] 이내이어야 한다.
4.2.8 출력전압 가변범위 시험

출력전압 설정용 가변저항기를 조작하여 출력전압이 정격전압의 ± 5[%] 범위에서 조정여부 확인
4.2.9 소음 측정
(1) 출력 100[%] 부하, 규정된 교류입력 전압범위, 규정된 직류출력 전압범위(부동 충전전압), 장비의 소음과 주위소음의 차가 10[dBA] 미만인 조건에서 실시한다.
(2) 장비로부터 규정된 거리 규정된 높이와 전면에서 측정 기록한다.
(거리 : 1.5[m] , 높이 : 1.5[m])
(3) 동일한 위치에서 장비의 운전을 정지하고 주위소음(암소음)을 측정한다.
(4) 산출 : 장비의 소음과 주위소음의 차가 10[dBA] 미만일 경우 아래 표와 같이 보정하여 기록한다.

장비의 소음과 암소음의 차이	3 4 5 6 7 8 9 10 이상
보정치	-3 -2 -2 -1 -1 -1 -1 0

 

(5) 산출된 측정치가 65[dBA] 이하이어야 한다.
4.2.10 효율 측정
100[%] 부하 인가 후 측정된 출력의 효율은 정류부는 92% 이상(단, SID 제외), 인버터부는 90% 이상이 되어야 한다.
4.2.11 파형왜율 측정
(1) 정격 교류입력전압, 정격 직류전압, 정격 교류출력전압 및 주파수를 설정하고 100[%] 부하를 연결한다.
(2) 다음의 안정된 조건에서 출력 파형왜율을 측정 기록한다.
(a) 안정된 출력 부하변동 (부하율 : 0-50-100[%])
(b) 정격 교류 입력전압 범위 내에서 변동
(3) 파형왜율이 3[%]이내 이어야 한다.
4.2.12 종합동작
50[%]의 부하에서 상태표시, 경보내용 등이 정상 동작여부 확인
4.2.13 출력전압 과도변동 및 회복속도
상용전원 정전 및 회복시 혹은 정격부하의 50[%] 부하급변시
(1) 과도변동 : ± 5[%]
(2) 회복속도 : 40[ms] 이내(± 2[%] 이내로 복귀 기준)

4.2.14 동작시험 및 방전시험
무정전 전원장치와 축전지간 접속하여 입력전원 OFF 시 무정전 전원장치 동작상태 유무 확인 및 축전지에 저항기 등을 연결하여 규정된 시간동안 동작여부 확인

 

5. 표시 및 포장
5.1 표시
(1) 내부표시 : 제품의 사용상 지장이 없는 곳에 쉽게 지워지지 않는 방법으로 품명, 제작년월, 제작자명 또는 그 약호 등을 표시하여야 한다.
(2) 외부표시 : 외부 표장 표면의 적당한 곳에 품명, 제작년월, 제작자명 또는 그 약호, 수량을 표시하여야 하며, 기타 필요한 추가사항은 인수⦁인도 당사자 간의 협의에 따라 별도로 정할 수 있다.
5.2 포장 및 운송
포장 방법은 KS T 1002에 의하며 운송 등 세부사항은 인수․인도 당사자 간의 협의에 따른다.

 

6. 예비품 및 보수용 공구
예비품 및 부속공구는 계약조건에 따라 공급함을 원칙으로 하되, 계약자는 제작에 들어간 품목에 대하여 언제든지 공급할 수 있도록 충분히 확보하여야 한다.

가. 예비품

품 명	규 격	단 위	수 량 (종류별)	비고
1. Fuse/Lamp	-	식	1	전체 수량 5%
2. IGBT 모듈	-	식	1	전체 수량 5%
3. Fan	-	식	1	전체 수량 5%
4. 제어용 PCB류	-	식	1	전체 수량 5%

 

나. 보수용 공구

품명	규 격	단위	수량	비 고
조립분해공구	-몽키스패너, 양구스패너 -뺀치,롱로즈플라이어,니퍼 -드라이버 +/- 대, 소 각2 -복스렌치 셋트, 공구통	세트	1	사업소

 

국가철도공단 표준규격 KRSA-7021-R0