전력 분배 시스템 유지보수의 필요성

고장 현상

고객의 서버룸에서 전력 배전 시스템 고장이 발생하여 일부 IT 장비와 기기들이 손상을 입었습니다. 피드백을 받자마자 저희 회사의 엔지니어들은 즉시 현장으로 달려가 전력 배전 시스템을 점검하고 고장 원인을 분석하였습니다.

고장 점검

서버룸은 3상 5선 전력 공급 시스템을 사용하고 있습니다. 두 대의 3상 입력, 3상 출력 UPS 장치(출력 격리 변압기를 사용하지 않음)가 병렬로 연결되어 서버룸의 IT 장비에 전력을 공급하고 있습니다. UPS 입력 및 출력 차단기는 4극(4P) 차단기를 사용하여 제어됩니다.

손상된 IT 장비를 점검한 결과, 모든 영향을 받은 장비와 기기는 UPS 출력 C 상의 부하 측에 연결되어 있었으며, A 상과 B 상에 연결된 장비는 정상적으로 작동하고 있었습니다. 추가 점검 결과, UPS 입력 차단기의 중성선(영선)이 느슨하게 되어, UPS 하류 측에서 중성선이 끊어진(부유 상태) 것으로 확인되었습니다.

고장 분석

3상 5선 전력 공급 시스템에서 중성선이 끊어지면, 단상 부하가 반환 경로를 잃게 되어 고장 지점에서 위상 전압이 발생하여 개인 안전에 위험을 초래합니다. 3상 부하가 불균형하면 중성점이 이동하여 각 위상의 전압이 증가하거나 감소할 수 있습니다. 직렬 회로의 전압 분배 원칙에 따르면, C 상의 부하가 가벼워 가장 높은 전압을 얻게 되며, 이는 380V 선 전압에 가까워져 해당 위상의 장비가 파괴되었습니다.

심각한 3상 부하 불균형, 배전 시스템 차단기의 과열, 그리고 단자 연결부의 느슨함이 잠재적인 고장을 만들었으며, 이를 신속히 제거하지 않아 중성선 접촉이 나빠져 스파크, 발열, 산화, 그리고 결국 완전히 끊어지는 상황이 발생했습니다.

또한, UPS 입력 및 출력 모두 4P 차단기를 사용하는 경우, UPS 입력 차단기가 열릴 때(예: 배터리 방전 유지 보수 중) 중성선도 함께 끊어져 장비 고장이 유발될 수 있습니다.

요약

서버룸의 전력 배전 시스템은 자격 있는 인원이 다음과 같은 측면에서 정기적인 점검 및 유지 관리를 수행해야 합니다:

• 차단기, 케이블, 단자 연결부가 과열되는지 측정합니다.
• 계측기 표시가 정상적으로 작동하는지 확인합니다.
• UPS 3상 출력 전력 공급의 경우, 각 위상의 부하를 가능한 한 균등하게 분배하여 3상 부하 균형을 유지해야 합니다. 3상 전류를 강화 모니터링하고 불균형을 감지하면 즉시 조정해야 합니다.
• 라인 전류가 차단기의 안전 운전 범위 내에 있는지 측정합니다.
• 중성선과 접지선의 단면적이 국가 표준에서 규정한 최소값보다 적지 않아야 하며, 연결이 안정적이고 신뢰성이 있어야 합니다.
• 중성선에는 퓨즈나 개별 스위칭 장치를 설치해서는 안 됩니다.
• 3상 4선 회로를 차단할 때는 먼저 위상(라이브) 도체를 차단한 후 중성 도체를 차단해야 합니다. 재연결할 때는 반대 순서로 진행해야 합니다.
• 모든 구성 요소의 기능 라벨은 정확하고 명확해야 합니다.