전산실 분전반 구성 STS(Static Transfer Switch) UPS 이중화

안녕하세요

오늘은 데이터센터 전산실 전기공사 중 부하에 전원을 공급하기 위해 설치된 분전반 구성에 대해 말씀드리겠습니다

대략적인 분전반 구성은 주전원을 공급하기 위한 Main 분전반, 2st 분전반, sub 분 전반, STS 등 전산실 규모 및 서버 구성 사양 등에 따라 설계가 진행됩니다.

STS(Static Transfer Switch) 일반개념

높은 안전 등급의 전원이 요구되는즉 순간전압 저하도 허락되지 않는 환경에서 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 반도체 소자를 적용하여 자동 혹은 수동으로 두개의 동기화된 3상 교류전원 사이의 부하 측에 영향 없이 무순단으로 4ms 이내에 절체되어 어떠한 경우에도 항상 부하 측에 전원이 중단되는 장애가 없도록 전산실 내에 STS(Ststic Transfer Switch)를 설치하여 Single Power Saver에 전원을 공급한다.

STS(Static Transfer Switch) 시스템 개요

◎ 입력 전원은 두개의 독립된 교류 전원이며, 일반적으로 동일한 전압 레벨, 위상, 주파수이다

​

◎ STS의 근본적인 목적은 하나의 입력 전원 고장시나 테스트나 유지 보수 시를 위하여 하나의 입력 전원에서 다른 하나의 입력 전원으로 무순단으로 절체시켜 부하에 순단없는 전원을 공급하는 데 있다.

​

◎ STS는 두개의 연결된 어떤 입력 전원이던지 주전원(preferred source)으로 선택할 수 있으며, 수동 조작이나 선택된 전원의 고장 발생 시 자동으로 나머지 하나의 보조전원(alternate source)로 1/4 cycle 이내에 순단 없이 절체되어야 한다

​

◎ STS는 주전원 쪽에 FUSE를 사용하지 않고 6쌍의 SCR로 구성되어, Brick형의 SCR은 100% STS 정격을 연속으로 하는 용량 이어야 하며 각각의 전원에 3쌍씩 연결된다.

​

◎ 모든 한쪽에서 다른 한쪽으로의 절체는 오버랩 없이 고속 Break-Before-Make 방식이어야 한다.

​

◎ STS의 Logic 전원은 입력 전원이 연결됨과 동시에 자동으로 전원이 공급되어야 하며, 컨트롤 패널은 한쪽의 STS 입력이 투입됨과 동시에 동작하여야 한다.

​

◎ STS는 각각의 전원 측의 유지 보수를 위한 순단 없는 수동 절체를 위하여 인터록 기능이 있는 스테틱 스위치와 바이패스 차단기가 장착되어 보수 및 점검 시에도 부하에 영향 없이 전원을 공급 함으로서 고 신뢰의 무정전 환경이 요구되는 사업장에서 이중화 전원 설비를 위해 적용된다.

STS(Static Transfer Switch) 동작 개요

정상 운영 상태(NORMAL MODE) STS는 두개의 입력 전원에 연결되고, 주요 부하는 출력 단자에 연결된다.

정상 운전 시에는 부하는 주전원의 모든 상이 허용범위일 경우 주전원에 연결되어 있어야 하며, 주전원이 허용범위를 벗어날 경우에는 다시 복원될 때까지 자동으로 보조전원으로 1/4 4사이클(4.17ms) 이내에 절체 되어 즉시 부하에 순단없이 전원을 공급할 수 있어야 한다.

​

STS는 2개의 동기화된 380 AC, 60Hz 3상 3선 전원과 접지된 중선선에 의해 동작되며, 절체 전압 범위는 정상 입력 전압의 ±10%이어야 한다.

​

STS는 출력부에 0에서 100%까지의 전원을 공급할 수 있어야 하며 이는 어떠한 역률 또는 비선형 부하 (non linearity)에도 부합해야 한다.

​

한 개의 전원이 주 전원이고 이는 정상적인 상태일 경우 계속적으로 부하에 전원을 공급한다. 다른 전원은 보조 전원으로 주 전원이 미리 세팅된 한계를 벗어날 경우 즉각적으로 부하에 끊김 없이 전원을 공급할 수 있어야 한다.

​

주전원에 문제가 생겼을 경우, STS는 자동적으로 전원을 보조 측으로 인가하며 이는 주전원을 차단하고 다음에 보조 전원을 연결하는 방식으로 이루어지고, 이때 걸리는 시간은 전원 이상 측정과 인가에 걸리는 시간을 포함하여 1/4 사이클 (4.17ms)이 하이어야 한다

STS(Static Transfer Switch) 설치 구성도

STS(Static Transfer Switch) Lay-Out

STS & Power Strip Unit Lay-Out

위와 같이 실질적으로 전원 이중화 구성은 되어있으나 Single Power는 전원 받을 수 있는 입력 POWER가 하나로 되어 있어 이중화로 연결되어 있지 않은 경우 STS 설치로 완전한 이중화 구성이 될 수 있습니다.

​

서버룸 운영 중 MAIN 서버 랙 장비는 STS 설치로 완전한 이중화 구성을 할 수 있습니다

출처: https://m.blog.naver.com/korea_multi/223505449111

​