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전기기사 실기 · 예비전원설비 운용

Backup Power Operation

예비 전원 운용은 상용 전원이 끊겼을 때 발전기 · ATS · UPS 가 차례로 이어받아 부하에 전기를 대는 과정을 다루는 실기 단원이다. 정전 감지, 발전기 기동, ATS 절체, 복전과 역절체가 시간축 위에서 어떤 순서로 일어나는지가 운용 절차의 뼈대다. 일반 부하는 발전기가 들어올 때까지 몇 초 동안 끊기고, UPS 에 물린 부하는 그 틈 없이 이어져요. 발전기 기동 시간 · ATS 절체 시간 · UPS 모드 슬라이더를 움직이면 위쪽 전원 계통도의 공급 흐름과 아래쪽 타임차트의 일반 부하 정전 구간이 함께 바뀌어요.

정전, 발전기는 몇 초 만에 들어오나

상용 전원이 끊겼다고 하자. 비상 발전기가 기동해 ATS(자동 절체 스위치)로 전원을 넘겨받기까지의 전체 순서와,UPS가 그 사이를 메우는 과정을 알아야 한다. 정전부터 복전까지를 시간 순서대로 정확히 쓰는 것이 이 단원의 중심이에요.

🔴 정전 때 전원 절체 순서(전체 흐름)
① 정전 감지: UVR(부족 전압 계전기)이 동작한다(0.5 ~ 2초)
② 발전기 기동 명령 → 엔진 크랭킹 → 전압 확립(5 ~ 15초)
③ ATS 절체: 상용 측에서 발전기 측으로 넘긴다(2 ~ 5초)
④ 일반 부하 복전: 정전 시간 =
② +
③(7 ~ 20초)
⑤ UPS: 정전 순간부터 축전지가 방전해 무정전 부하는 끊기지 않아요

전원 계통도와 정전 → 복전 타임차트

위는 전원 계통도(상용 · 발전기 · ATS · UPS · 부하), 아래는 신호 일곱 개의 타임차트다. 발전기 기동 시간과 ATS 절체 시간을 바꾸면 일반 부하의 정전 구간이 늘거나 줄어요.

10 초
3 초
1
🔑 타임차트에서 읽을 것
① 일반 부하 정전 시간 = 발전기 기동(10s) + ATS 절체(3s) = 13초
② 무정전 부하는 UPS 덕분에 끊기지 않고, 축전지가 버티는 동안 발전기가 들어온다
③ 발전기의 「기동 중(0.5)」 높이는 크랭킹 → 전압 확립 → 주파수 안정 구간이다
④ 복전 뒤 역절체는 상용 전압이 안정된 것을 확인한 다음 ATS 를 상용 측으로 돌리고 발전기를 세운다
⑤ UPS 모드 0 = 인버터(정상), 1 = 축전지(정전), 2 = 바이패스(UPS 고장)예요

운전 절차와 점검

발전기 기동 순서
UVR 동작 → 기동 명령 → 크랭킹(3회) → 전압 확립 → ATS 절체
크랭킹을 3회 해도 기동하지 않으면 기동 실패 경보를 내고 수동 기동으로 넘긴다
ATS 절체 조건
전압 ≥ 정격의 90% + 주파수 ≥ 정격의 95% → 절체 허용
발전기 전압과 주파수가 모두 안정된 뒤 절체해 과도 현상을 막아요
🔧 기동에서 운전 모드로
①발전기 기동과 ATS 절체가 비상 전원의 시작이고
②UPS 운전 모드는 평소 전원 품질을 지키는 방법이다
UPS 세 가지 운전 모드
① 인버터(정상) ② 축전지(정전) ③ 바이패스(UPS 고장)
정상: 늘 인버터로 급전, 정전: 축전지 → 인버터, 바이패스: 상용 전원을 직접
발전기 정기 점검 항목
연료량 | 냉각수 | 오일 | 축전지 | 히터 | 무부하 시운전(월 1회)
무부하 시운전은 30분 이상, 전압 · 주파수 · 유온 · 수온을 확인해요
🔧 운전에서 유지 보수로
①운전 방법 다음은 유지 보수다
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 쓰는 꼴
정전 → UVR(0.5s) → 기동(10s) → ATS(3s) → 복전 = 총 13.5초
단계마다 걸리는 시간을 밝히며 순서대로 적어요

함정과 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 자리
① 발전기 기동 시간은 크랭킹과 전압 확립까지라 ATS 절체 시간은 따로 더한다
② UPS 축전지 방전 시간이 발전기 기동 + ATS 절체 시간보다 길어야 한다
③ ATS 는 상용 측 · 발전기 측 두 위치라 복전 때 역절체 과정도 써야 한다
④ 소방 기준은 비상 발전기가 기동 뒤 40초 안에 정격 출력에 이르도록 요구한다
⑤ 발전기 무부하 시운전(월 1회)과 부하 시운전(연 1회)을 구분해요
ATS 종류
CB 인터록형(일반) | CTTS(폐로 전환형)
CTTS 는 두 전원을 0.1초 안쪽으로 잠깐 겹쳐 이은 뒤 넘겨서 끊김이 거의 없다
🔄 변형 문제 유형
① 「정전 때 전원 절체 순서를 시간과 함께 쓰시오」: 타임라인으로 적는다
② 「비상 발전기 정기 점검 항목과 시운전 절차」: 항목 나열과 30분 기준
③ 「UPS 운전 모드별 전류 경로」: 인버터 · 축전지 · 바이패스 세 경로를 그린다
④ 「축전지 용량 시험 방법」: 10시간율 방전, 종지 전압 1.8 V/셀
⑤ 「ATS 의 종류와 동작 원리」: CB 인터록형 · CTTS · STS 를 비교해요

답안 점검

📋 비상 전원 답안 점검
①발전기 기동 → ATS 절체 → UPS 전환 순서가 답안의 뼈대이고
②단계마다 판정 기준과 점검 주기를 함께 적는다
발전기 기동
UVR → 크랭킹 → 전압 확립
10 ~ 15초
ATS 절체
전압 · 주파수 확인 → 절체
2 ~ 5초
🔑 순서 · 모드 · 시간
기동 순서와 UPS 모드를 먼저 정리하고, 단계마다 걸리는 시간을 밝혀 적어요
UPS
인버터 · 축전지 · 바이패스
세 모드
정전 시간
기동 + ATS = 총 ○○초
시간을 밝혀 적음
🎯 시험에서 볼 자리
① 절체 순서는 단계마다 걸리는 시간을 초 단위로 밝히며 쓴다
② 발전기 점검은 연료 · 냉각수 · 오일 · 축전지 · 히터 다섯 항목과 시운전(월 1회)이다
③ UPS 세 모드는 모드마다 전류 경로(정류기 → 인버터 → 부하 등)를 그림으로 보인다
④ 복전 역절체는 「상용 전압 안정 확인(3 ~ 5분) → ATS 역절체 → 발전기 정지」 순서다
⑤ 비상 발전기가 기동 뒤 40초 안에 정격 출력에 이르러야 한다는 소방 기준을 함께 적어요
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 비상 발전기의 기동 순서를 쓰시오. (답: UVR 감지 → 크랭킹 → 전압 확립 → ATS 절체)
②[기출유형] UPS 의 세 가지 운전 모드를 쓰고 각각 설명하시오. (답: 인버터, 축전지, 바이패스)
③[기출유형] 비상 전원 설비의 정기 점검 항목 5가지를 쓰시오. (답: 연료 · 냉각수 · 오일 · 축전지 · 히터)
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