무정전 전원 장치(UPS)의 사례｜116｜리튬 이온 전지 탑재 모델의 UPS로 원인 불명의 이상을 해결!

도전

UPS를 도입하고 있는데 제어 기기가 원인 불명의 재기동을 일으킨다.
UPS를 도입하고 있어 전원 트러블이라고는 생각하기 어렵기 때문에, 노이즈의 영향이라고 가정해 대책을 실시하지만 개선하지 않고.
조작 패널이 보이지 않고, 알람의 간과가 일어나고 있다.

효과

산요전기의 서포트에 의해 공장내의 전압을 측정해, 상시 상용 급전 방식 UPS의 순단이나 납 배터리 열화가 불량의 요인으로 특정.
급전 품질 우선 모드 탑재의 UPS로 전환 트러블을 해결.
리튬 이온 전지 탑재의 UPS에 의해, 메인터넌스의 빈도를 대폭 삭감.

연간 수천만 톤의 식품이 폐기되고 있는 일본. 정부는 식품 손실 감소 추진법을 제정하고 생활자, 식품 제조·소매업자, 외식업자 등 각각 식품 손실을 저감하는 대처를 요구하고 있습니다.

Problem

원인 불명의 제어기기 데이터 누락으로 몇 개월마다 식품 손실이 발생

식품 가공에 필수적인 정보 제어 시스템으로는 추적성, 품질 관리, 프로세스 관리가 있습니다.
식품의 제조·판매를 행하는 A사에서도, 이러한 정보 관리를 위해서, 장치중의 제어 기기를 UPS(무정전 전원 장치)로 백업해, 만일의 경우에 대비하고 있었습니다. 그런데, UPS를 도입하고 있었음에도 불구하고, 데이터의 누락이나 제어 불량에 의한 식품의 폐기(식품 로스)가 발생하고 있었습니다. 제조 기술 담당자인 K씨는 이렇게 설명합니다.
"식품 가공 공정에서 온도, 시간, 유량 등의 데이터가 일부라도 누락되면 품질에 영향을 미치므로 폐기하지 않을 수 없습니다. , 재기동이 일어나, 데이터가 누락되었기 때문에, 식품 폐기가 발생하고 있었습니다.」(K씨)
전원 트러블이 상정되는 사건이었지만 K씨는 벽에 닿는다.
“자주 발생하는 것은 아니기 때문에, 오랫동안 식품을 폐기하는 것으로 대응하고 있었습니다만, 해마다 그 빈도가 증가하고 있는 것과, 식품 손실 삭감 추진 법안에 의해, 대책의 우선도가 높아졌습니다 “우리는 정전의 영향이 없다고 생각했습니다. K씨)

Solution

원인은 「상시 상용 방식」의 UPS? 산요전기 청문회에서 가설을 제시

K씨는 안고 있는 문제를 대리점에 상담했더니 산요전기 소개하였습니다. 문제를 청취한 산요전기 담당자는 “상시 상용방식”의 UPS를 사용하고 있는 것이 원인이 아닐까 가설을 세웠습니다.

【산요전기가 세운 가설】

①전원 요인

・공장에서 동력 모터가 기동할 때, 전압이 일시적으로 저하되고, UPS가 배터리 운전으로 전환된다
・배터리 운전으로 전환할 때, 순단(5msec)이 발생한다

②장치 요인

・DC전원의 콘덴서의 경년 열화에 의해, 전해액이 휘발해, 전기를 버리는 기능이 저하
・장치 내의 DC 전원에도 전압 저하가 일어나, 제어 기기의 재기동이 일어난다

"이러한 요인으로 인해 UPS를 사용하고 있어도 데이터를 얻지 못한 사건이 발생하고 있는 것이 아닐까, 라고 했다. 또 납 배터리는 고온 하에서는 열화가 진행되기 때문에, 카탈로그 사양대로 백업 시간을 확보할 수 없는 일이 있다는 지적도 받았습니다.

급전 품질 우선 모드를 탑재한 UPS로 공정 트러블 개선

A사는 이러한 지적을 받아 산요전기의 서포트를 받으면서 공장내의 측정을 실시했습니다. 그 결과 이러한 가설이 입증되었습니다.
“우선, 10% 정도의 전압 강하가 자주 발생하고 있었습니다. 이것은 UPS가 배터리 급전으로 전환되는 빠듯한 전압 강하였습니다. 언제 배터리 운전 모드로 전환해도 이상하지 않은 상태였습니다. 부터 2년밖에 지나지 않았는데 배터리 알람이 나와 있는 UPS도 발견되었습니다. .」(K씨)
산요전기 담당자는, 리튬 이온 전지 탑재 모델의 무정전 전원 장치 「SANUPS E11A-Li」의 급전 품질 우선 모드(상시 인버터 운전)에서의 사용을 제안했습니다.

급전 품질 우선 모드란?

항상 인버터 통해 전기를 전기 기기에 공급하는 방식입니다. 정전시에도 인버터를 경유하여 전력을 공급하므로, 급전의 전환이 없고, 전압 변동이 일어나지 않고 무순단으로 급전할 수 있습니다. 항상 인버터를 경유하므로 신뢰성이 높은 급전 방식이라고 할 수 있습니다.

상시 인버터 급전 방식의 구조(통상시)

상시 인버터 급전 방식의 구조(정전시)

리튬 이온 전지 탑재 모델을 채용함으로써, 배터리 교환이 불필요하게

측정 결과를 받고 A사는 무정전 전원장치 「SANUPS E11A-Li」의 채용을 결정하고 공장 내 UPS를 교체했습니다. 도입 후의 효과에 대해 K씨는 이렇게 설명합니다.
「현행의 UPS보다 컴팩트하므로 배전반 내에 정리해 수납할 수 있었습니다. 또, 축전지가 리튬 이온 전지가 되어, 납 배터리와 같이 정기 점검이나 교환의 필요가 없어져, 수고나 코스트도 억제 통상보다 긴 3년간의 보증 ^※1이 있는 것도 안심에 묶여 있습니다. 뿐만 아니라 재가동에 따른 셋업이나 산요전기 에도 많은 시간을 필요로 합니다. 그렇다면 상담하고 싶습니다.”

※1 UPS의 3년 보증에 관한 자세한 것은 이쪽을 봐 주세요.

※리튬 이온 전지에 대해서 자세한 것은 UPS(무정전 전원 장치)의 배터리 수명을 비교! 또한 참조하십시오.