웨스코 | 순간정전보상장치 TSP

FAQ

“WESCO – 웨스코”는 무슨 회사인가요?

WESCO – 웨스코는 “Worldwide Energy Saving Corporation”의 약자로, 2001년 1월 국내에서는 최초로 설립된 순간정전보상솔루션 전문기업입니다.

2001년 국내에서는 전혀 생소한 불모지 영역의 요소기술을 개발 보급한 회사입니다.

반도체, 디스플레이, 자동차, 화학, 제철, 타이어, PCB, 태양광 등의 대형첨단정밀 산업분야 및 공항, 항만 등의 SOC 분야에서 발생하는 “자동화 장비 순간전압강하(Voltage Sag) 정지 사고”의 사전예방을 목적으로 하는 "스마트파워백신 - Smart POWER Vaccine^®" 솔루션을 공급합니다. TSP^®는 웨스코의 자체 기술력으로 개발한 "스마트파워백신"의 순간정전보상장치 입니다.

"스마트파워백신 - Smart POWER Vaccine^®"이 뭔가요?

"스마트파워백신 - Smart POWER Vaccine^®"은 해당 순간정전 혹은 순간전압강하 (Voltage Sag) 사고 와 같은 전기적인 Virus 발생 시, 해당 장비가 정상 가동을 유지 할 수 있게 전기적인 내성을 내부에 탑재하도록 전기적인 백신 (Power Vaccine)을 주사함으로써 원천적으로 사고를 예방하고자 하는 사상으로 다양한 스마트 정보를 제공하는 국내 유일의 순간정전사고예방 솔루션 대책입니다.

TSP^®가 뭔가요?

TSP^®는 순간전압강하 (Voltage Sag) 혹은 순간정전 발생 시 표준 1초 동안 정상의 전압을 보상, 출력하는 “순간정전보상장치”입니다.

즉, 사고발생 시, 초고속 절체스위치 동작으로 배터리 대신 장착된 Ultra-Capacitor의 축전 정상전압을 보상 출력하여 해당 장비의 정상 가동을 유지시켜주는 제품입니다.

국내 345kV, 154kV 한전 송∙변전망에서 발생하는 대부분의 전압불안정 사고는 1초 이내의 순간전압강하 (Voltage Sag) 입니다. 하지만 1초도 채 되지 않는 정전으로 인해 생산, 제조 장비는 가동을 멈추게 됩니다. “순간정전보상장치”는 최소 15%의 순간전압강하뿐 아니라 최대 100%의 정전 시에도 2ms이내 초고속 Switching 방식으로 전원을 안전하게 공급하여 설비를 보호합니다. 웨스코에서 제공하는 Sag-VIEWER™는 TSP^®제품에 장착된 모니터를 제반 사고내역 및 가동이력 등의 다양한 정보를 언제든 확인 가능하게 하며 Ethernet, USB, RS485 등 여러 가지 방식의 통신기능으로 원격 검침도 가능합니다. 또한 배터리가 아닌 Ultra-capacitor를 사용함으로써 Cooling Fan이 필요 없고 유지 보수 및 관리 비용을 줄일 수 있습니다.

Voltage Sag가 뭔가요?

Voltage Sag는 Voltage dip과 동일한 의미입니다.

Voltage Sag(전압 강하)는 시스템의 결함, 단락, 변압기가 작동 중 또는 과부하에 의해 발생할 수 있는 일정 시간 동안의 전압 크기의 짧은 감소를 의미하며, 가장 중요하고 일반적으로 발생하는 전력 품질 문제입니다.

IEEE 표준 (IEEE Std. 1159, 1995)에 따르면, Voltage Sag(전압 강하)는 0.5 사이클에서 1분의 지속기간 동안 단위(pu) 당 rms 전압이 0.1에서 0.9로 감소하는 것으로 정의됩니다.

Sag-VIEWER^TM가 뭔가요?

Sag-VIEWER™는 “스마트파워백신 – Smart Power Vaccine^®” 을 가능케 하는 TSP^®의 원천 성능으로서 실제 순간전압강하 사고 (Voltage Sag) 상세 내역 (사고전압파형, 보상전압파형, 사고발생시간, 사고전압, 사고지속시간, 사고이력정보 등)과 TSP^®의 가동 이력, 사용 전력량 등의 다양한 정보를 제공합니다. Sag-VIEWER™는 이러한 사고감시모니터링을 지원하는 Application S/W입니다.

TSP^® 용량은 어디까지 공급가능한가요?

TSP^®는

AC 3상 208V, 220V, 380V, 440V 등의 3상 저압기준으로 최소 5kVA용량에서 최대 2400kVA용량을 제조, 공급합니다.

– TSP^®Large Capacity

AC 단상 110V, 208V, 220V 등의 단상기준으로 최소 0.5kVA용량에서 최대 20kVA용량을 제조, 공급합니다.

– TSP^®Small·Medium Capacity

(표준용량 외 보상용량의 공급은 특별 주문 사양입니다.)

TSP^®의 정전보상시간은?

TSP^®는 최소 1초의 순간전압강하 혹은 순간정전 보상사양이 표준입니다.

(표준 보상시간 외 연장 보상시간 사양 제품은 특별 주문 제품입니다.)

TSP^®의 1초 보상 성능사양은 충분한 근거가 있나요?

TSP^®의 표준 보상시간 1초 정전 보상성능은 전기적으로 충분합니다.

목표 대상 분야인, 반도체, 디스플레이, 자동차, 화학, 제철, 타이어, PCB, 태양광, 등의 대형첨단정밀 산산업분야 및 SOC 분야는 한전으로부터의 1차 주전원인입 전압사양이 154kV 이상인 현장입니다.

154kV 이상의 초, 특고압을 사용하는 해당 현장의 전압불안정 요인의 대부분은 “1초 이내의 순간전압강하 (Voltage Sag)”입니다.

따라서, 1초 이내의 순간전압강하 혹은 순간정전을 보상하는 대책, 즉 배터리 없이 1초를 보상하는 TSP^®를 활용한 “스마트파워백신 – Smart Power Vaccine^®”으로 기존 15분 이상의 정전을 보상하는 배터리 UPS를 대체 하는 것입니다.

TSP^®는 과거 단순한 예산수준에 의존하여 일괄적용한 배터리 UPS의 단점을 해소한 무배터리 순간정전보상장치로서 전체 정전보상프로젝트의 가성비 효율을 극대화하고자 하는 것입니다.

즉, 1초 이내의 보상 대상 부하와 평균 30분이상의 보상 대상을 분류하여 그에 상응한 무정전전원공급장치를 차별화 적용하고자 하는 것입니다.

15분 이상 혹은 무한정전보상이 요구되는 분야 (예: 병원의 응급실, 수술실, 반도체공장의 SCADA, 전산실, 급배기시스템, 소방, 안전, 비상등 등)에는 배터리UPS – 비상 발전기시스템 등으로 무한 정전보상방식을 적용하는 것입니다.

TSP^®는 기존 UPS와 무슨 차이가 있나요?

TSP^®는 기존에 전통적으로 사용해온 무정전전원공급장치 이른 바, UPS (Uninterruptible Power Supply)와 비교하여 아래의 주요한 특징의 차이점을 가집니다.

구분	TSP^®	UPS	비고
에너지 축전 매체	전기이중층캐페시터 EDLC: Electrical Double Layer Capacitor “Ultra-Capacitor”로 불림.	축전배터리 주로 납축전지 최근 리듐이온 전지로 바뀌는 추세임.	수명, 유지보수관리, 설치공간 등 및 가격면에서 차이가 있음.
에너지 생성 방식	물리적인 반응	화학적인 반응
수명	상온에서 15년	일반적으로 약 5년을 평균 수명으로 함.	주변 온도가 높을수록 수명이 단축되기 때문에 항온, 항습의 유지 여부가 관건 임.
보상 시간	1초 ~ 5초 이내	15분 ~ 60분 이상	보상하고자 하는 목표보상시간에 따라 선별 적용 함.
항온, 항습 설치	별도 필요 없음 Off-Line 방식으로 열 발생조건이 가장 적음.	On-Line 방식으로 상시 열 발생하여 절대 필요함.
정기 유지 보수 (소모품)	필요 없음	절대 필요함	배터리 수명 및 냉각 팬의 정기보수 및 주기 교체
설치공간	100을 기준	300	배터리 설치공간
의견	1초 이내의 순간정전 보상을 목적으로 하는 경우, TSP^® 5분 이상의 정전을 보상하고자 하는 경우, UPS가 합리적일 것으로 판단함.

보상 출력파형은 사인파형이어야 하나요?

예, 입력Grid 파형과 가장 근접한 파형의 보상 출력이 안정적입니다. 일반적으로 구형파 보상 시 전압의 급격한 상승으로 전류가 일시적인 급 상승 반응에 따른 부하 측에 무리한 부담의 악 영향을 끼칠 수 있습니다. 따라서 부하에 부가적인 악 영향을 끼치지 않고 순간전압을 보상하기 위하여 사인정현파(Sinewave)로 보상 출력 하는 것이 효과적입니다.

적용 용도에 맞는 정확한 TSP^®의 규격을 어떻게 선정하는지요?

부합되는 규격을 선정하는 3가지 방법이 별도의 자료에 설명되어 있습니다. 안전한 운전상의 여유와 향후 부하에서의 컴포넌트의 증설을 고려하여 적어도 정격 용량의 20-30%를 Over-sizing 안전 설계로TSP^®를 선정하기를 권합니다. 때로는 부하의 특성 상, 실제 사용 부하 용량을 기준으로 하기도 합니다.

1초보다 더 긴 보상시간을 필요로 할 때는 어떻게 합니까?

두 가지 옵션이 가능합니다. 첫째는 1초 표준형 선정 모델의 다음 사이즈를 사용하는 것입니다. 예를 들면, 3KVA TSP^®는 3KVA부하에서 1초의 보상시간을 갖습니다. 반면, TSP^® 3kVA는 1KVA 부하에서는 3초의 보상시간을 갖습니다. 시간과 부하는 역비례 합니다. 둘째 방법은 추가의 축전 커패시터를 사용하는 것입니다. 이것은 고객의 별도의 요구에 따라 공급이 가능한 주문형 입니다.

MCC 및 배전반(Switchboards)에서의 일반적인 역률 보다 부하 역률이 높은 경우에는 어떻게 합니까?

일반적으로 이러한 부하들은 Contactors, Relays 및 Starters로 구성되므로 유도성 부하로서 역률은 0.15에서 0.3 정도로 비교적 낮습니다. 만일 컨트롤 회로가 PLC, 전원 공급장치 및 기타 유효전력(Real Power) 부하로 구성된다면, TSP^®의 싸이징을 결정할 때 고려되어야 합니다. 다시 말해, 두 가지 방법이 있는데 첫째는 표본형 그 다음의 큰 사이즈를 선정하든지, 둘째는 주문형의 추가의 축전 커패시터를 사용하는 방법이 있습니다. (3상의 경우에 해당함)

더 큰 용량의 TSP^®를 필요로 할 때는 어떻게 합니까?

이것은 별도의 주문에 의해 공급이 가능합니다. 대용량의 더 많은 수의 커패시터를 사용하고 반도체 및 Static Switch가 Upgrade되어야 합니다.

소용량 TSP^®를 여러 대 사용합니까? 아니면 한 대의 대용량을 사용해야 합니까?

그것은 컨트롤 회로의 구성에 따라 달라 집니다. 많은 수의 컨트롤 변압기들이 한 대의 Starter 또는 Contactor에 공급되면 소용량의 적절한 대수의 TSP^®가 필요합니다. 반면에 한 대의 대용량 컨트롤 변압기가 공용 컨트롤버스(Common Control Bus)상의 다양한 컨트롤 Items들을 공급하면 한 대의 대용량 TSP^®를 사용해야 합니다. 또한 설치 장소 및 유지보수를 위한 관리 관점을 고려해서도 결정합니다.

소용량 TSP^®를 여러 대 사용하면 비경제적이지 않을까요?

가능하면 컨트롤 회로를 통합해야(Consolidated) 하며 이를 위한 부분적인 재결선 비용을 검토해야 합니다. 이런 방법으로 중형 또는 대형 TSP^®가 몇 대 설치될 수 있을 것입니다. 그러나 서로 다른 부하들을 위한 상이한 Timer Setting이 필요하여 한 대로 통합하여 사용하는 것이 어려울 수도 있습니다. 최선의 방법은 유사한 부하에 맞도록 Setting이 조정될 수 있는 약간의 중형급 유니트를 사용하는 방법입니다.

Timer Setting은 어떻게 하는 것이 바람직합니까?

이것은 아래의 두 가지에 따라 달라 집니다:

1) 고객이나 전력공급사에 의해 수행된 전력품질 모니터링 연구에 의해 측정된 최악의 상황을 대처하기 위해 Timer가 Setting됩니다.

2) 부하의 관성(Inertia)

컨베이어, 송풍기 및 팬과 같은 높은 관성의 부하들은 현저한 속도 저하 없이 수 초 동안 운전되어 장시간에 걸쳐 계속 연결되어 있을 수 있습니다. 펌프, 냉각장치(Chiller), 컴프레서와 같은 낮은 관성의 부하들은 단시간 내에(300-500 milliseconds) 현저히 속도가 감소하여 부하의 연결을 유지하는 것이 어려운 포인트까지 계속되어 전체 시스템의 동조 운전이 불가능한 지경에 이르게 됩니다. 대부분의 적용 사항이 서로 상이하므로 고객의 특별한 요구 사항에 대하여 저희들의 지원이 가능합니다.

주) 순간전압저하(Voltage Sag) 후에 떨어진 Motor Starter 또는 Contactor에 의해 즉시 모터를 재연결 가동하는 것은 다음의 이유로 매우 위험합니다.

전원 장애 후에 만일 모터의 속도가 현저히 감소하여 동조 속도를 이탈한 후 전원이 재공급 되면 모터 단자에 두 배의 전압이 생겨서 모터 축에 과도한 토크를 야기하고 또한 시스템에 과도한 전기적, 기계적 스트레스(Stress)를 주게 됩니다.

그러나 전체적인 전원 장애 (Total Interruption) 중에도 모터의 Connection이 유지되면 전류가 변압기의 2차측이나 다른 병렬 부하에서 흐르도록 허용되어 모터 단자에서의 전압이 더욱 허용할 만한 레벨 (예: Rapid Flux Decay)까지 감소하기 때문에 시스템 스트레스(Stress)는 감소합니다. 또한 시스템이 계속 연결을 유지하면 약간의 전압이 존재하여 전원 공급이 비동조가 되지 않으므로 전압 저하 조건 하에서 이것은 큰 문제가 되지 않습니다.

TSP^®는 얼마나 많은 열을 방출합니까?

외함(Housing)의 형상이나 냉각용 Fins의 존재에도 불구하고, TSP^®는 Off-Line 시스템이므로 거의 열발생이 없습니다. 순간전압저하가 발생할 때까지 TSP^®의 보상회로는 가동되지 않습니다. 오직 Static Switch만이 부하와 직렬로 위치하고 회로에 연속적으로 존재하므로 약간의 열을 방출합니다. 따라서 TSP^® 별도의 냉각팬이 없는 No Cooling FAN 방식으로 UPS에 비해 고장점 혹은 유지보수 요인이 없는 장점을 가집니다.

TSP^®가 동작하고 Ultra-Capacitor가 충전되기 위해서 얼마나 많은 양의 전력이 소모됩니까?

일반적인 운전조건 하에서 모든 유니트는 대략 10 watts를 소모합니다. 120V에서 이것은 +/- 200 mA와 동일합니다.

배터리가 없는 대신 에너지 축전매체로 어떤 종류의 커패시터가 사용되며 수명은 얼마나 됩니까?

저압, 장 수명의 전기이중층커페시터/Ultra-Capacitor (EDLC: Electrical Double Layer Capacitor) 제품을 사용합니다. 수명, 맥동전류 출력(Ripple Current Capability) 및 신뢰도를 기본으로 하여 우수한 제조업체의 모델이 선정됩니다.

모두 - 40°C에서 + 65°C의 동작 온도 정격을 갖고, 저압 운전 전압으로 충전되는 이상적인 조건 하에서 사용되고 실제로 맥동(Ripple) 전류는 갖고 있지 않습니다. 외기 온도 평균 25°C에서 대략 10년의 긴 수명을 갖습니다.

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