화학·소재 공장에 추천하는 UPS(무정전 전원 장치)란?

다른 업종의 공장에 비해 매우 광대한 면적을 필요로 하는 화학·소재 공장에서는 많은 정밀한 기기나 시스템이 끊임없이 가동하고 있습니다. 이들을 안정 가동시키고 생산성과 안전성을 유지 하기 위해서는 UPS(무정전 전원 장치)에 의한 전력의 안정적인 공급이 매우 중요한 역할을 합니다.

이 기사에서는 화학·소재 공장에 있어서의 대표적인 백업 대상으로서 계장 시스템, 중앙 감시 시스템을 채택해, 각각에 적합한 UPS나 요구되는 성능·기능에 대해 상세히 설명합니다.

화학·소재공장에서의 UPS의 대표적인 백업장치 ①: 계장시스템

계장 시스템이란?

계장 시스템은 온도 센서나 압력 센서 등의 정보를 모아 감시하는 장치입니다. 여기에는 온도, 압력, 유량 등을 측정기로 측정하고, 데이터에 기초하여 위험을 회피하거나 기기를 자동으로 제어하는 기능이 포함됩니다.

화학·소재 공장과 같은 대규모 공장에서는, 생산 설비가 단시간 정지하는 것만으로도, 생산성 및 안전성에의 큰 영향이 나오기 때문에, 배관마다, 특정의 거리(예를 들면 50m)마다 등, 매우 많은 계측 장비가 설치되어 있습니다.

계장 시스템에 UPS가 필요한 이유

정전 등의 전원 트러블에 의한 계장 시스템의 정지는, 생산 프로세스의 불안정화나 제품의 품질 저하는 물론, 안전성에 중대한 영향을 미칠 위험이 있습니다. 예를 들어 압력관리센서가 정상적으로 움직이지 않게 되면 폭발사고가 발생하여 인적물적 손해뿐만 아니라 유해물질을 주위로 방출해 버릴 위험도 생각할 수 있습니다.

계측 시스템에서 항상 안정적인 제어를 하기 위해서는 UPS에 의한 백업이 필수적입니다.

계장 시스템을 백업하는 UPS란?

계측 시스템의 종류와 규모에 따라 적절한 사이즈의 UPS를 선택해야 합니다만, 1kVA~3kVA, 크더라도 5kVA로 충분한 경우가 많습니다.

백업 시간은 비상용 발전기와 병용하고 있는 경우는 발전기가 기동하는 1분 정도를 보충하기 위해 5분 정도. 발전기를 병용하지 않는 경우는 정전 등의 정전 트러블이 복구되기까지 수십분에서 수시간의 백업이 필요합니다.

계측 시스템을 백업하는 UPS에 필요한 기능

계측 시스템을 백업하는 UPS는 유지 보수의 용이성이 매우 중요합니다. 광대한 면적을 가지는 화학·소재 공장에서는 배관마다, 특정 거리(예를 들면 50m)마다 등 매우 많은 계측·제어 기기가 설치되어 있습니다. 그리고 UPS의 대수는 큰 공장이면 수천대에 이릅니다.

각 공장에서는 UPS의 메인터넌스 관리를 스프레드 시트 소프트웨어 등으로 실시하는 경우가 많고, 배터리 교환 등의 메인터넌스에는 매우 많은 노력이 필요합니다. 납 축전지 배터리 UPS의 경우, 배터리 수명은 2~5년이라고 하는 반면, 리튬 이온 배터리는 수명이 약 10년 ※2입니다. 10년이라고 하는 것은 UPS의 장치 기대 수명과 동등​
이쪽의 기사도 추천：UPS의 리튬 이온 전지와 납 축전지를 철저 비교!

또 계측·제어 기기용의 UPS에서는 높은 신뢰성과 무순단으로 전원 공급을 실시하는 능력이 요구됩니다.

>

※1 주위 온도가 25℃인 경우.
※2 SANUPS A11K 시리즈의 경우.

화학·소재 공장에서의 UPS의 대표적인 백업 장치②: 중앙 감시 시스템

중앙 감시 시스템이란?

계측·제어기기를 포함한 공장내의 다양한 설비를 묶어 감시·제어를 하고 있는 설비입니다. 공장 전체의 설비를 하나의 감시실에서 모니터링하고 있습니다.

중앙 모니터링 시스템에 UPS가 필요한 이유

화학·소재공장은 사고가 심한 피해로 이어질 수 있다는 성질에서 끊임없는 감시·제어가 필요합니다. 정전 등의 전원 트러블로 감시·제어를 할 수 없게 되지 않도록 UPS의 설치가 중요해집니다.

중앙 모니터링 시스템을 백업하는 UPS란?

중앙 감시 시스템의 규모에 따라 적절한 크기의 UPS를 선택해야 하지만 20kVA~50kVA의 경우가 많습니다.

백업 시간은 비상용 발전기와 병용하고 있는 경우는 발전기가 기동하는 1분 정도를 보충하기 위해 5분 정도. 발전기를 병용하지 않는 경우는 정전 등의 정전 트러블이 복구되기까지 수십분에서 수시간의 백업이 필요합니다.

중앙 모니터링 시스템을 백업하는 UPS에 필요한 성능

중앙 감시 시스템은 정전시 무순간으로 전력을 공급하는 것이 중요합니다. 예를 들어 정전 시에 전원 공급이 멈추어 중앙 감시 시스템이 멈추면 공장 내의 설비를 감시할 수 없는 시간이 발생합니다. 그 사이에 사고가 일어나 버렸을 경우, 심각한 피해 연결되어 버리는 리스크가 있기 때문에, 상시 인버터 급전 방식 · 패러렐 프로세싱 급전방식 등의, 무순단으로 전력 공급을 할 수 있는 UPS의 선정을 추천합니다.

또한 병렬 중복 타입의 UPS 라면, 만일 UPS에 고장이 발생했을 때에도 다른 UPS로부터 급전을 계속할 수 있어 안심입니다.

또한 용량이 큰 UPS는 그만큼 전력의 소비도 많아지므로 패러렐 프로세싱 급전방식의 UPS이면 변환 효율이 좋고 에너지 절약에도 기여합니다.

예를 들면 이하와 같은 100kVA의 UPS로 비교했을 경우, 패러렐 프로세싱 급전방식의 UPS에서는, 10년간에 300만엔 이상※3의 전기세를 절약할 수 있습니다. 또한 요즈음에는 전기 요금의 상승 뿐만 아니라, 2026년에 시작되는 배출량 거래도 주목받고 있기 때문에, 에너지 절약 UPS의 필요성은 앞으로 점점 커지고 있을지도 모릅니다.

※3 1kWh=15엔 부가세 포함으로 계산(2023년 4월 시점 당사 추정치)
특별 고압은 계약에 따라 단가가 다르므로 자세한 내용은 계약 내용을 확인하십시오.

이쪽의 기사도 추천：소비 전력 50% 이상, 10년간에 전기 요금 300만엔 이상 삭감!?

채용 사례：공장 내에 다수 있는 UPS의 메인터넌스가 대단히… 장수명 배터리의 UPS로, 메인터넌스 공수를 삭감!

화학 메이커 X사(종업원수 1,000~5,000명)

도전

• UPS 관리의 번거로움을 줄이고 싶습니다.
• 배터리 교체 횟수를 줄이고 싶습니다.

효과·결과

• 리튬 이온 배터리 UPS로 교체하면 UPS 장치 수명까지 배터리 교체가 필요하지 않습니다.

수백대에 이르는 UPS의 관리가 번거롭고…

화학 메이커의 X사에서는, 공장내의 각 행정에 있어서의 설비 각각에 계측·제어 기기를 설치하고 있어, 또 그것들을 UPS로 백업하는 것으로, 안전하고 안정적인 생산 활동을 실시하고 있습니다. 그러나 X사에서는 어떤 고민을 안고 있었습니다.

생산설의 관리·유지보수를 담당하는 S씨는 당시의 고민을 이렇게 말합니다.
“본 공장에서는 수백대의 UPS가 가동하고 있습니다. 자신은 그 관리·유지보수를 담당하고 있습니다만, 실은 이것을 스프레드시트 소프트웨어로 관리하고 있어 매우 힘든 것입니다.배터리 교환의 메인터넌스는, 각각의 UPS로 2~5년두고 발생합니다. 없기 때문에 매일 매일 할 일이 많아서…

리플레이스 시기를 계기로 리튬 이온 전지 UPS로 전환을 실시

UPS의 수명이 다가온 타이밍에 X씨는 다른 기종으로의 전환을 검토했습니다.
“인터넷으로 정보 수집을 하고 있으면, 리튬 이온 전지 UPS와 납 축전지 UPS의 차이의 기사를 발견했습니다. 산요전기로 UPS를 제조하고 있는 것은 알고 있었습니다만, 흥미 본위로 문의 를 해 본 곳, UPS 배터리의 메인터넌스의 과제를 해결할 수 있는 것을 알았습니다.

그 후, 리플레이스를 향한 회의를 거듭해, 순차 전환을 실시하고 있는 X사. S씨는 이렇게 소감을 말합니다.
“지금 도입하고 있는 UPS의 기대 수명은 10년으로, 배터리 수명도 10년※4입니다.즉 이론상, UPS의 수명까지 한 번도 배터리를 교환하지 않아도 된다고 합니다.지금까지 2 ~ 5년 만에 한 번 배터리 교체를 했던 것에 비해 매우 수고가 줄어들었습니다.

※4 주위 온도가 25℃인 경우.

감수：산요전기 주식회사 영업 본부 시니어 세일즈 엔지니어 니시자와 토시유키

게시일: 2024-02-22 00:00