전기기사 실기 · 비상전원 산정

Emergency Power Sizing

비상 전원 산정은 정전 때도 살려 두어야 할 소방 · 승강기 · IT 부하로 비상 발전기와 UPS 용량을 정하는 단원이다. 발전기는 몇십 초 뒤에 들어와 비상 부하 전체를 맡고, UPS 는 끊김 없이 IT · 통신 부하만 맡아 계통을 나눠 본다. 부하를 잘못 나누면 용량이 한쪽으로 치우쳐요. 그림은 비상 부하 세 갈래가 합쳐져 발전기로 가고, 그 가운데 IT 부하만 따로 UPS 로 가는 계통도예요.

정전 때 어떤 설비가 돌아가야 하나

건물에 정전이 났다. 소방 설비, 비상 승강기,IT · 통신 장비는 전원이 끊기면 안 된다. 비상 발전기와 UPS 용량을 각각 몇 kVA 로 설계해야 할까?

⚡ 비상 전원과 무정전 전원

① 비상 전원(발전기): 정전 뒤 10 ~ 40초 안에 들어와 소방 · 승강기 · IT 를 모두 맡는다

② 무정전 전원(UPS): 끊김 0초로 IT · 통신처럼 순간 정전도 안 되는 부하만 맡는다

③ 발전기가 기동할 때까지의 빈틈을 UPS 와 축전지가 메워요

비상 부하 구성과 용량 산정 흐름

소방 부하80 kW

비상 승강기60 kW

IT · 통신40 kW

🔑 산정의 핵심 흐름

① 비상 부하 목록을 만든다(소방 · 건축 법령이 정한 부하)

② 각 부하의 kW 를 더해 비상 부하 합계를 낸다

③ 발전기: 합계 ÷ 역률 ÷ 여유율 → kVA

④ UPS: IT 부하만 ÷ UPS 효율 → kVA

• 발전기가 UPS 에도 전기를 보내므로 발전기 용량 ≥ UPS 용량이에요

핵심 식과 풀이

발전기 용량

G [kVA] = P_비상합계cos θ × η

cos θ: 역률(0.8), η: 여유율(0.8, 정격의 80% 로 돌리도록) → 결국 0.64 로 나눈다

UPS 용량

UPS [kVA] = P_{무정전부하}η_UPS

η_UPS: UPS 효율(보통 0.85 ~ 0.95)

🔧 식에서 풀이로

①발전기(kVA)와 UPS(kVA)를 따로 산정하고

②실제 부하를 넣어 용량을 정해요

풀이 예제

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

소방 80 + 승강기 60 + IT 40 = 비상 부하 합계 180 kW

최종 답안

발전기: 300 kVA(표준 용량으로 올림), UPS: 45 kVA

발전기는 표준 용량(200 · 300 · 500 …) 가운데 바로 위 값을 고른다

함정과 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 자리

① 발전기 용량을 kW 로 답하면 틀린다. 반드시 kVA 로 바꿔요

② 전동기 기동 전류를 생각해 가장 큰 전동기의 기동 kVA 를 따로 확인한다

③ 발전기 표준 용량: 100 · 150 · 200 · 300 · 500 · 750 · 1,000 kVA

④ UPS 용량에 소방 부하를 넣으면 과잉 설계다. UPS 는 무정전 부하만 맡아요

전동기 기동 검증

G_기동 = P_M × K_scos θ × η_M

K_s: 기동 계수(직입 기동 6 ~ 8배), 가장 큰 전동기 한 대로 검증해요

🔄 변형 문제 유형

① 소방 법령의 비상 부하 목록: 스프링클러 펌프 · 제연 팬 · 비상 조명 등

② 발전기 기동 시간(10초 · 40초) 구분: 소방 40초, 비상 승강기 40초

③ 발전기 · UPS · 축전지 셋을 함께 산정하는 종합 문제

실전 답안 체크리스트

발전기

G = ΣPPF × η

kVA, 표준 용량으로 올림

UPS

UPS = P_ITη

kVA, 무정전 부하만

🎯 시험 포인트

① 비상 부하 목록을 표로 먼저 정리한 뒤 더하면 답안이 읽기 쉽다

② 발전기 kW 를 kVA 로 바꿀 때 역률을 꼭 적는다

③ 가장 큰 전동기 한 대의 기동 검증을 빠뜨리지 않는다

④ 표준 용량으로 올려 고르고 「선정 근거」를 한 줄 적는다

⑤ UPS 는 무정전 부하만, 발전기는 비상 부하 전체라는 범위를 헷갈리지 않아요

📝 대표 기출 유형

①[기출유형] 비상 부하 합계 250 kW, 역률 0.8 일 때 발전기 용량(kVA)은? (여유율 0.8) (답: 250/(0.8×0.8) = 391 → 500 kVA 선정)

②[기출유형] 소방 펌프 45 kW(기동 계수 6), 역률 0.85 일 때 발전기 기동 용량은? (답: 45×6/0.85 = 318 kVA)

③[기출유형] IT 부하 60 kW, UPS 효율 0.9 일 때 UPS 용량은? (답: 60/0.9 = 67 → 75 kVA 선정)

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마지막 수정 2026-10-20

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