UPS(무정전전원장치)의 필요성이나 비용효과의 이미지란? 공장을 예로 해설!

우리의 생활에 필요한 모든 제품을 국내외에서 생산하는 공장. 최근 기계화와 자동화가 진행되는 공장에서는 안정된 전원 공급의 중요성이 증가하여 공장에서의 생명선이라고도 할 수 있게 되었습니다.

이 기사에서는 UPS가 필요한 이유와 목적별로 필요한 UPS, 비용 대비 효과에 대해 공장을 예로 설명합니다.

1. UPS(무정전 전원장치)가 필요한 이유란?

UPS는 아시다시피, 「만약」의 정전이나, 전원 트러블시에 안정된 전원 공급을 실시하는 「보험의 역할」을 완수하는 장치입니다. 그러나 현대의 일본에서 생활을 하고 있고, 장시간의 정전에 조우하는 등 드물게 느껴질지도 모릅니다.

그렇다면 왜 비용을 들여 UPS를 설치해야 합니까?

일년에 수십 번 발생! 정전의 일종, 순저와는

순저와는

사실 정전이란 여러분이 상상하는 '장시간 전기가 공급되지 않는다'는 상태만을 가리키는 것은 아닙니다. 정전 중에는 '순저(순시전압 저하)'라고 불리는 0.02초~2초의 단시간 전압 저하가 발생하는 것과, '순간정전(순시정전)'이라 불리는 1분 미만의 전력정지도 포함됩니다. 그리고 정밀한 장치나 데이터를 취급하는 공장에서는 약간의 순저로도 매우 큰 영향을 받게 됩니다.

정전과 순저 빈도

2021년도의 도쿄전력의 1채당의 정전 회수는 0.1회 ^※1 이었습니다. 한편 순저에 대해서는, 많은 지역에서는 월에 1회도 발생하고 있다고 알려져 있습니다. 즉, 장시간의 정전은 10년에 1회 정도밖에 조우하지 않아도, 순저이면 지역에 따라서는 꽤 자주 조우하고 있는 것입니다.

※1 출처 1채당 정전 횟수 | 몇 표로 보는 도쿄 전력

공장에서는… 순저로도 큰 영향을 받는, 데이터나 생산품

평상시의 생활에서는 눈치채지 못하는 「순저」에서도, 정밀한 장치나 데이터를 취급하는 공장에서는, 매우 큰 영향이 나와 버립니다. 예를 들면 순저에 의해 1초 미만 전압이 저하한 것만으로, 생산품에 큰 영향이 나 버려, 억엔 단위의 손해가 발생하는 경우도 있습니다. 또한, 마찬가지로 검사장치가 멈추어 버려, 검사의 재시도 등의 수고와 비용이 발생하는 경우도 있습니다.

이상과 같이, 장시간의 정전은 물론, 빈번하게 발생하는 순저에 대비하기 위해서도, 공장에의 UPS의 설치는 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다.

2. 필요한 UPS(무정전 전원 장치)를 선택하는 방법? 선택 방법의 기본이란?

세상에는 많은 종류의 UPS가 있습니다만, 여러분의 공장에 필요한 UPS는 어떤 것일까요? UPS를 선정할 때 가장 중요한 3가지 절차에 대해 설명합니다.

절차 1. 백업 대상 장치 결정

UPS를 설치함으로써 무엇을 정전 등의 전원 트러블로부터 지키고 싶은지, 그 목적을 명확하게 합니다. 그 목적에 따라 UPS로 백업할 대상 장치를 결정합니다.

예를 들면 공장에서 취급하는 「데이터」를 정전에 의한 상실로부터 지키고 싶다면, PC나 서버, 네트워크 기기나 검사 장치등을 백업할 필요가 있습니다. 한편, 공장에서 생산된 「제품」을 전원 트러블에 의한 「불량」등으로부터 지키고 싶은 경우에는, 생산 설비나 제조 라인등을 백업할 필요가 있습니다.

순서 2. 용량에서의 선택 방법

UPS로 백업(전력을 공급하는) 대상 장치를 결정한 후 UPS의 용량을 선택합니다. 백업 대상 장치의 「소비 전력」을 견딜 수 있는 「정격 출력 용량」을 가지는 UPS를 선정할 필요가 있습니다.

순서 3. 백업 시간(유지 시간)에서의 선택 방법

정전이나 순저시에, 「얼마의 시간, 전력을 공급할 필요가 있는가? 전력을 공급하고 있는 동안에 무엇을 행하고 싶은 것인가?」라고 하는 관점에서, 백업 시간을 선택합니다.

그 외 +α의 선정 요소로서, 「급전 방식」이나 「배터리의 종류」등으로, 자사 공장에 가장 적합한 UPS를 선정합니다.

상세 페이지：UPS(무정전 전원 장치)의 선택 방법을 해설! 용량이나 백업 시간 등

3. 공장에 필요한 UPS(무정전 전원장치)란?

“용량”과 “백업 시간”을 근거로, 여러분의 공장에 필요한 UPS는 어떤 것이 됩니까? 반복이 되어 버립니다만, UPS를 설치하는 것으로 무엇을 정전등의 전원 트러블로부터 지키고 싶은지, 그 목적에 따라서, 필요한 UPS는 크게 다릅니다.

아래의 예에서 「정전이나 순저로부터 무엇을 지키고 싶습니까?」의 용도마다 필요한 UPS의 이미지를 몇 가지 소개합니다. 또 UPS의 비용이나 효과를 이미지 주시면서, 봐 주세요.

4. 용도 1 : 정전, 순저로부터 "생산 설비, 생산품"을 지키기 위해 필요한 UPS로, 상정되는 피해 예

정전이나 순저에 의해 공장의 생산 설비의 가동에 영향이 나왔을 경우, 생산품에의 영향이나 피해 등은, 어떠한 것이 상정됩니까? 또한 그것을 막기 위해 어떤 UPS가 필요한가?

3D 프린터가 순간적으로 정지한 예

피해 예

• ・차량 부품의 제조 공장에서 순저가 발생.
• ・시제품 조형을 위해서 야간 가동하고 있던 3D 프린터가, 10시간 정지했다.
• ・단기 납기 안건에도 불구하고 납기가 지연.
• ・후의 행정에 관련되는 다수의 회사에 영향을 주어 버려, 큰 클레임으로 이어졌다.

필요한 UPS 이미지

• ・UPS의 용량：5～10kVA
• ・정밀한 기계를 위해, 순저가 있어도 무순단으로 품질의 좋은 전력을 공급해, 장치에 악영향을 미치지 않는 「상시 인버터 급전 방식」의 UPS.
• ＊비용감에 대해서는, 부담없이 당사에 문의해 주십시오.

생산설비가 순저에 의해 정지한 예

피해 예

• ・통신 기기의 공장에서 순저가 발생.
• ・생산기기가 정지했다.
• ・이 생산 기기는 재시작에 최대 24시간 걸린다.
• ・납기 지연과 함께 생산량에도 영향이 나왔다.

필요한 UPS 이미지

• · UPS 용량 : 50kVA
• ・급전 품질을 고집하면서 비용도 최대한 억제할 수 있는 「패러렐 프로세싱 급전방식」의 UPS.
• ＊비용감에 대해서는, 부담없이 당사에 문의해 주십시오.

제조 라인에서 순저가 발생한 예

피해 예

• ・정밀 기기의 제조 공장에서 순저가 발생.
• ・라인 자체의 운전에 지장이 나왔다.
• ・제조공정에 있던 장치품을 모두 파기해야 했다.
• ・억엔 단위의 손해가 발생했다.

필요한 UPS 이미지

• · UPS 용량 : 100kVA
• ・생산품이 매우 고가이므로, 절대적인 급전 품질과 신뢰성이 요구되기 때문에, 급전 품질을 고집한 「상시 인버터 급전 방식」이나, 만일 UPS에 고장이 일어나도 안심인 「병렬 중복 구성의 UPS」를 추천.
• ＊비용감에 대해서는, 부담없이 당사에 문의해 주십시오.

필요한 백업 시간 정보

필요한 백업 시간은 다음과 같은 관점에서 고려해야합니다.

• ・빈번하게 발생하는 순저나 순간 정전의 사이만, 전력을 공급할 수 있으면 좋다 ^※2 … 3분
• ・비상용 발전기도 겸용하고 있어, 비상용 발전기가 기동하는 동안만, 전력을 공급할 수 있으면 좋다… 10분
• ・장시간 전력을 공급하고 싶다 … 180분

※2 전압 강하 보상 장치도 준비하고 있습니다. 백업 시간이 1초로 짧은 대신 UPS에 비해 비용과 공간을 줄일 수 있습니다.

5. 용도 2：정전, 순저로부터 「데이터, 트레이서빌리티」를 지키기 위해서 필요한 UPS로, 상정되는 피해 예

정전이나 순저에 의해, 공장에서 취급하는 데이터나, 트레이서빌리티에 영향이 나왔을 경우, 제조 공정에의 영향이나 피해 등은, 어떠한 것이 상정됩니까? 또한 그것을 막기 위해 어떤 UPS가 필요한가?

검사장치에서 가동불량이 발생한 예

피해 예

• ・전자 부품 공장에서 순저가 발생.
• ・검사장치에 가동불량이 일어났다.
• ・검사 결과의 트레이서빌리티를 취할 수 없게 되었다.
• ・검사의 재실행에 방대한 시간과 비용이 들었다.

필요한 UPS 이미지

• ・UPS 용량：UPS 용량：1～3kVA
• ・전원의 상황에 맞추어, 효율적으로 모드를 전환 백업하는 「하이브릿트 방식」UPS.
• ＊비용감에 대해서는, 부담없이 당사에 문의해 주십시오.

반송 라인 제어용 PC가 정전으로 가동 불량을 일으킨 예

피해 예

• ・물류 창고에서 순저가 발생.
• ・반송 라인을 제어하고 있는 PC에 가동 불량이 일어났다.
• ・반송 라인의 제어를 할 수 없게 되었다.
• ・납기 지연이 발생. 클레임으로 이어져 복구 작업에도 시간이 걸렸다.

필요한 UPS 이미지

• · UPS 용량 : UPS 용량 : 1kVA 미만
• ・반송 라인마다 PC나 UPS를 설치하고 있는 경우, 관리의 용이성이나 메인터넌스의 부담 경감을 위해, 네트워크에 의한 일괄 감시가 유효.
• ・옵션의 LAN 카드도 세트로 도입을 추천.
• ＊비용감에 대해서는, 부담없이 당사에 문의해 주십시오.

필요한 백업 시간 정보

필요한 백업 시간은 다음과 같은 관점에서 고려해야합니다.

• ・PC를 안전하게 셧다운하는 동안만, 전력을 공급할 수 있으면 좋다… 5분
• ・비상용 발전기도 겸용하고 있어, 비상용 발전기가 기동하는 동안만, 전력을 공급할 수 있으면 좋다… 10분

6. 정말로 있었다!?공장에서 발생한, 순저에 의한 대손해

상기에서는 상정되는 피해의 일례를 소개해 왔습니다만, 지금까지 실제로 공장에서 일어난, 정전이나 순저로 큰 손해를 버린 사례를 소개합니다.

그것은 반도체 제조 공장에서 일어난 사례입니다. 이 공장이 있는 지역에서 순간적인 전압 저하가 발생했습니다. 이로 인해 일부 생산 라인이 중단되었으며 복구하는 데 며칠이 걸렸습니다. 당시 피해액은 억엔 단위가 예상되었다고 합니다.

이 지역에서의 순간적인 전압 저하는 이 반도체 공장뿐만 아니라 주변의 많은 제조 현장에 영향을 주었습니다. 1초 미만의 전압 저하가 큰 피해를 초래한다는 것을 제조업에 종사하는 사람들에게 인상한 사건이 되었습니다.

7. 공장의 정전, 순저 대책에! 어떤 장치에 어떤 UPS가 적합합니까? 산요전기에 상담해 주세요!

여기까지 UPS의 간단한 선택 방법과 백업 대상마다 최적의 UPS 이미지를 전해 왔습니다.

하지만 자사 공장에 최적인 UPS는 공장의 크기나 제조 라인, 생산품에 따라 천차만별입니다. 꼭 저희에게, 현재 공장에서 안고 있는 전원 트러블에 관한 리스크를 가르쳐 주세요! “자신의 공장은, 무엇을 정전이나 순저로부터 지켜야 하는 것일까?” “그것에는 어떤 UPS가 필요한 것일까?” “그 UPS는 얼마 정도 하는 것일까?”라고 하는 의문에, 폭넓게 대답하겠습니다.

감수：산요전기 주식회사 영업 본부 시니어 테크니컬 어드바이저 박사 이즈미야 키요타카

갱신일: 2023-06-07 00:00 /공개일: 2023-04-03 00:00