Modeling and Fault Current Characteristics of 30kW UPS Test Device Based on PSCAD/EMTDC

최근, 빅데이터, 자율주행차 등의 상용화로 데이터 센터의 수요가 급증하고 있으며, 이에 따라 전압 강하, 주파수 변동, 정전 등의 전력 품질 문제를 개선할 수 있는 대용량 UPS의 도입이 증가하고 있는 실정이다. 하지만, 2022년 10월에 발생한 성남 데이터 센터 화재를 포함하여 최근 5년간 국내에서 총 59건의 UPS 화재 사고가 지속적으로 발생하여, UPS의 전기적 위해요인에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 ESS의 화재사고 사례를 바탕으로 UPS의 주요 사고유형을 AC/DC 컨버터의 AC측 3상 단락, LC 필터측 지락, 배터리 모듈 및 랙 단락으로 분류하고, 전력계통 과도해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 AC 전원부, UPS부, 사고 발생장치부, 수용가 부하부로 구성된 30kW급 UPS 시험장치의 모델링을 수행한다. 상기에서 제시한 UPS의 사고유형과 모델링을 바탕으로 30kW급 UPS 시험장치의 사고전류 특성을 분석한 결과, 배터리 랙에서 단락이 발생하는 경우 배터리 측에서 공급되는 사고전류가 가장 높게 산정되어, 4가지의 사고유형 가운데 배터리 랙 단락이 UPS의 안전에 가장 심각한 악영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다.