예비전원설비 운용

Backup Power Operation

예비전원 운용은 정전 시 발전기·ATS·UPS가 어떻게 이어져 부하를 살리는지를 다루는 실기 단원이에요. 기동·절체·복전 타임차트로 전원 경로가 시간축 위에서 바뀌는 모습을 읽어요. 운전 모드와 점검 포인트가 합격 운용 절차의 뼈대예요. 기동·ATS 절체 시간 슬라이더로 타임라인과 공급 흐름을 확인해 봐요.

정전! 발전기는 몇 초 만에 가동되나?

한전 정전이 발생했습니다. 비상발전기가 기동하여 ATS(자동절체스위치)로 전원을 공급하기까지의 전체 시퀀스와,UPS가 그 사이를 메우는 과정을 이해해야 합니다. 정전부터 복전까지의 타임라인을 정확히 서술하는 것이 핵심입니다.

🔴 정전 시 전원 절체 시퀀스 (전체 흐름)

① 정전 감지: UVR(부족전압계전기) 동작 (0.5~2초)

② 발전기 기동 명령 → 엔진 크랭킹 → 전압 확립 (5~15초)

③ ATS 절체: 한전측→발전기측 전환 (2~5초)

④ 일반부하 복전: 정전 시간 =

②+

③ (7~20초)

⑤ UPS: 정전 순간부터 축전지 방전 → 무정전부하는 0초 정전

전원 계통도 + 정전→복전 타임차트

상단은 전원 계통도(한전/발전기/ATS/UPS/부하), 하단은 7개 신호의 타임차트입니다. 발전기 기동시간과 ATS 절체시간을 조절하면 일반부하의 정전 구간이 변합니다.

발전기 기동시간10 초

ATS 절체시간3 초

UPS 모드1

🔑 타임차트 핵심 포인트

① 일반부하 정전시간 = 발전기기동(10s) + ATS절체(3s) = 13초

② 무정전부하: UPS 덕분에 정전 0초 → 축전지 백업 시간 내 발전기 투입

③ 발전기 '기동 중(0.5)' 구간: 크랭킹→전압확립→주파수안정

④ 복전 후 역절체: 한전 전압 안정 확인 후 → ATS 한전측 복귀 → 발전기 정지

⑤ UPS 모드: 0=인버터(정상), 1=축전지(정전), 2=바이패스(UPS 고장)

핵심 운전 절차와 점검

발전기 기동 시퀀스

UVR동작 → 기동명령 → 크랭킹(3회) → 전압확립 → ATS절체

크랭킹 3회 실패 시 기동 실패 경보, 수동 기동 전환

ATS 절체 조건

전압 ≥ 90% 정격 + 주파수 ≥ 95% 정격 → 절체 허용

발전기 전압·주파수 모두 안정된 후 절체 (과도 방지)

🔧 기동 → 운전 모드

①발전기 기동 시퀀스와 ATS 절체가 비상전원의 "시작"이고

②UPS 운전 모드는 "평상시" 전원 품질을 유지하는 방법

UPS 3가지 운전 모드

① 인버터(정상) ② 축전지(정전) ③ 바이패스(UPS 고장)

정상: 상시 인버터 급전, 정전: 축전지→인버터, 바이패스: 한전 직접

발전기 정기점검 항목

연료량 | 냉각수 | 오일 | 축전지 | 히터 | 무부하 시운전(월1회)

무부하 시운전: 30분 이상, 전압·주파수·유온·수온 확인

🔧 운전 → 유지보수

①운전 방법을 알았으니 이제 "유지보수" 관점

②발전기·축전지 점검 주기와 항목이 시험에 자주 나온다

축전지 보수 (발전기용 + UPS용)

전해액 비중 1.215±0.01 | 셀 전압 ≥ 1.8V | 외관(팽창·누액)

월 1회 비중·전압 측정, 연 1회 용량 시험 (방전 시험)

답안 작성 형태

정전→UVR(0.5s)→기동(10s)→ATS(3s)→복전 = 총 13.5초

각 단계의 소요 시간을 명시하며 순서대로 기술

함정 포인트 & 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 포인트

① 발전기 '기동시간' = 크랭킹+전압확립 → ATS 절체시간은 별도 가산!

② UPS 축전지 방전시간 > 발전기 기동+ATS 절체 시간이어야 함

③ ATS는 '한전측/발전기측' 2위치 → 복전 시 역절체 과정도 서술

④ 소방법: 비상발전기 기동 후 40초 이내 정격 출력 도달 요구

⑤ 발전기 무부하 시운전과 부하 시운전(연 1회)을 구분

ATS 종류

CB 인터록형(일반) | CTTS(폐회로전환, 순단 0.1초)

CTTS: 한전↔발전기 동시 병렬 순간 → 순단 거의 없음

🔄 변형 문제 패턴

① '정전 시 전원 절체 순서를 시간 포함하여 서술하시오' → 타임라인 기술

② '비상발전기 정기점검 항목과 시운전 절차' → 항목 나열 + 30분 기준

③ 'UPS 운전 모드별 전류 경로' → 인버터/축전지/바이패스 3경로 도면

④ '축전지 용량 시험 방법' → 10시간율 방전, 종지전압 1.8V/셀

⑤ 'ATS의 종류와 동작 원리' → CB 인터록형, CTTS, STS 비교

실전 답안 체크리스트

📋 비상전원 실전 체크리스트

①발전기 기동→ATS 절체→UPS 전환 순서가 답안의 골격

②각 단계별 판정 기준과 점검 주기를 함께 기재

발전기 기동

UVR→크랭킹→전압확립

10~15초

ATS 절체

전압·주파수 확인→절체

2~5초

🔑 시퀀스 → 모드 → 시간

기동 순서와 UPS 모드를 먼저 정리하고, 각 단계의 소요 시간을 명시

UPS

인버터/축전지/바이패스

3모드

정전시간

기동+ATS=총○○초

시간 명시

🎯 시험 포인트

① 절체 시퀀스: 각 단계별 소요 시간을 초 단위로 명시하며 순서 기술

② 발전기 점검: 연료·냉각수·오일·축전지·히터 5항목 + 시운전(월1)

③ UPS 3모드: 각 모드의 전류 경로(정류기→인버터→부하 등)를 그림으로

④ 복전 역절체: '한전 전압 안정 확인(3~5분) → ATS 역절체 → 발전기 정지'

⑤ 소방법 40초 규정: 비상발전기는 기동 후 40초 이내 정격 출력. 명시 필수

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 비상발전기의 기동 순서를 쓰시오. (답: UVR 감지→크랭킹→전압확립→ATS 절체)

②[기출유형] UPS의 3가지 운전 모드를 쓰고 각각 설명하시오. (답: 인버터, 축전지, 바이패스)

③[기출유형] 비상전원설비의 정기 점검 항목 5가지를 쓰시오.