비상전원 산정

Emergency Power Sizing

비상전원 산정은 정전 시 살려야 할 소방·승강기·IT 부하로 발전기·UPS 용량을 정하는 단원이에요. 비상전원과 무정전전원의 역할이 달라 계통을 나누어 봐요. 부하 분류를 빼먹으면 용량이 한쪽으로 치우쳐요. 부하 슬라이더로 분류 계통도와 용량 산정을 살펴봐요.

정전 시 어떤 설비가 돌아가야 하나?

건물에 정전이 발생했습니다. 소방설비, 비상승강기,IT/통신장비는 반드시 전원이 유지되어야 합니다. 비상발전기와 UPS 용량을 각각 몇 kVA로 설계해야 할까요?

⚡ 비상전원 vs 무정전전원

① 비상전원(발전기): 정전 후 10~40초 내 투입, 소방+승강기+IT 전체 커버

② 무정전전원(UPS): 순간정전 0초, IT·통신 등 순단 불허 부하만 담당

③ 발전기가 기동할 때까지의 '공백'을 UPS+축전지가 메움

비상부하 구성과 용량 산정 흐름

소방부하80 kW

비상승강기60 kW

IT/통신40 kW

🔑 산정 핵심 흐름

① 비상부하 목록 작성 (소방법+건축법 의무 부하)

② 각 부하의 kW 합산 → 비상부하 합계

③ 발전기: 합계 ÷ 역률 ÷ 여유율 → kVA

④ UPS: IT부하만 ÷ UPS효율 → kVA

• 발전기 용량 ≥ UPS 용량 (발전기가 UPS도 급전)

핵심 공식과 풀이

발전기 용량

G [kVA] = P_비상합계cos θ × η

cos θ: 역률(0.8), η: 여유율(0.8) → 실질적으로 ÷ 0.64

UPS 용량

UPS [kVA] = P_{무정전부하}η_UPS

η_UPS: UPS 효율 (보통 0.85~0.95)

🔧 공식 → 풀이

①발전기(kVA)와 UPS(kVA)를 각각 산정하고

②실제 부하를 대입하여 용량을 결정한다

풀이 예제

G = 80+60+400.8×0.8 = 1800.64 = 281 kVA

소방 80 + 승강기 60 + IT 40 = 비상합계 180kW

최종 답안

발전기: 300 kVA (표준용량 올림), UPS: 45 kVA

발전기는 표준용량(200,300,500…)으로 올림 선정

함정 포인트 & 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 포인트

① 발전기 용량을 kW로 답하면 오답 → 반드시 kVA로 환산

② 전동기 기동전류 고려 → 최대 전동기 기동 kVA를 별도 체크

③ 발전기 표준용량: 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000 kVA

④ UPS 용량에 소방부하를 포함하면 과잉설계 (무정전 부하만!)

전동기 기동 검증

G_기동 = P_M × K_scos θ × η_M

K_s: 기동계수(직입 6~8배), 가장 큰 전동기 1대로 검증

🔄 변형 문제 패턴

① 소방법 기준 비상부하 목록 → 스프링클러 펌프, 제연팬, 비상조명 등

② 발전기 기동 시간(10초/40초) 구분 → 소방 40초, 비상승강기 40초

③ 발전기 + UPS + 축전지 3가지를 동시에 산정하는 종합 문제

실전 답안 체크리스트

발전기

G = ΣPPF × η

kVA, 표준용량 올림

UPS

UPS = P_ITη

kVA, 무정전부하만

🎯 시험 포인트

① 비상부하 목록을 먼저 표로 정리한 뒤 합산 → 답안 가독성 ↑

② 발전기 kW → kVA 변환 시 역률을 반드시 명시

③ 전동기 기동 검증을 빠뜨리지 않기: 최대 전동기 1대 별도 체크

④ 표준용량으로 올림 선정 + '선정 근거' 한 줄 기재

⑤ UPS는 무정전 부하만, 발전기는 전체 비상부하: 범위 혼동 금지

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 비상부하 합계 250kW, 역률 0.8일 때 발전기 용량(kVA)을 구하시오. (여유율 0.8) (답: 250/(0.8×0.8) = 391 → 500kVA 선정)

②[기출유형] 소방펌프 45kW(기동계수 6), 역률 0.85일 때 발전기 기동용량을 검증하시오. (답: 45×6/0.85 = 318kVA)

③[기출유형] IT부하 60kW, UPS 효율 0.9일 때 UPS 용량을 구하시오. (답: 60/0.9 = 67 → 75kVA 선정)