ESS ,UPS 배터리에 서지(과전압)을 일으킬 수 있는 요인

ESS ,UPS 배터리에 과전압을 일으킬 수 있는 요인은 단순 충전기 문제뿐 아니라,

• 외부 서지유입(낙뢰·전력계통 서지)

• 개폐서지(전동기·변압기·콘덴서·메인차단기 개폐)등으로 인한 전압 증가도 포함됩니다.

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1. 과전압 발생 원인별 구분

외부 서지·개폐서지는 ESS/UPS/전기설비의 전압·전류 상승을 가져와,

• 인입 전압 과도

• ESS, UPS 내부 보호장치 과부하·과열

• 배터리 충전회로 일시 고전압 등으로 이어져 간접적으로 배터리 과전압·과열 위험을 높일 수 있습니다.

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2. 과전압 발생 시 즉시 실행 조치

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다음 절차는 외부 서지·개폐서지 영향이 의심되는 경우까지 포함한 대응입니다.

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1. 전원·충전 차단 및 배터리 분리

• UPS를 정지 또는 Bypass/Eco 모드로 전환해 배터리 충전 전원을 차단합니다.

• 가능하면 배터리 뱅크 분리 또는 전기적으로 단절합니다(전기안전복·장비 착용 필수).

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2.과전압·서지 발생 이벤트 확인

• UPS/전기실 계측기·SPD/SBB·전력계량기·모니터링 장치에서 전압·전류 트랜지언트 파형,

• SurgeBlackBox 서지모니터링 : 서지 유입시각, 유입방향, 서지 크기, 누설전류 확인

• 정전·전압 낙하·전압 상승 이벤트를 확인·기록합니다.

• 낙뢰·갑작스러운 정전·전동기·변압기 개폐가 있었는지 운전 기록을 확인합니다.

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3.전기실·배터리실 현장 안전 점검

• 전기실·배터리실에서 가스 발생, 냄새, 발열, 변형, 누액 여부를 점검합니다.

• SBB(Surge Black Box) SPD 상태(불량 여부, 동작 표시, 서지 감지 기록)를 점검합니다.

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3. 과전압 (서지) 원인 분석 및 점검

1. UPS·배터리 측 원인 점검

• 충전기 출력 전압이 **제조사 기준(부동 전압·균등 전압 범위)**을 초과하지 않는지 확인.

• 셀 단위 전압 측정으로 전압 불균형(cel voltage imbalance) 여부를 확인하고, 전압이 비정상적으로 높은 셀은 과충전·손상 후보로 판단.

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2.전기설비·전력계통 측 원인 점검

• 전기실에서 전압·전류·파형 왜곡(THD, 서지 파형) 확인.

• 전동기·변압기·콘덴서·메인차단기의 개폐 시 전압 트랜지언트 영향 분석(일시적인 과전압이 UPS 쪽으로 전달되었는지 확인).

• 전력계통 측 서지(낙뢰·계통 개폐)로 인한 전압 급상승이 있는지, 아니면 설비 내부 개폐서지가 원인인지 구분합니다.

• SurgeBlackBox 서지모니터링 : 서지 유입시각, 유입방향, 서지 크기, 누설전류 확인

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3.보호장치 동작 확인

• SPD가 정상 동작했는지,과전압 릴레이·전압 감시계전기·전압 변환기가 트립했는지,

• UPS 내부 과전압 보호(BMS, 인버터, 충전기 보호)가 동작했는지 로그·기록을 통해 확인합니다.

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4. 과전압 대책 및 예방 조치

1) 전기설비 측 대책 (외부 서지·개폐서지)

전기실·전원인입부에 SPD 적용 및 운전상태 확인

• 전력선·전기실·전기실 MSB·전기실 UPS 인입 전에 *SBB/ SPD(서지보호장치)*를 설치해, 낙뢰·전력계통 서지로 인한 과전압을 차단·분산.

• SPD 등급(전류 용량, 전압 보호 수준 Up)은 전기설비 규모·지역에 맞게 설계합니다.

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전기실·전동기·변압기 측 과전압·전류 모니터링

• 전기실에서 전압·전류 파형을 측정해, 개폐서지·서지를 모니터링 하고,반복적인 과전압 발생 시 전기설비 설계 개선·서지대책을 검토.

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전기설비 설계·운전 개선

• 전동기·변압기·콘덴서의 점검·운전 프로토콜을 강화해,서지 전압·전류 급변을 최소화하고,전기설비 설계 기준(IEC, KS, 내부 기준)을 준수해 개폐서지 영향을 줄입니다.

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2) ESS, UPS·배터리 측 대책

UPS 과전압 보호 기능 강화

• UPS 내부 과전압 보호(SPD BMS, 전압 감시, 전류 보호) 기능을 활성화하고,

• 과전압·전압 상승이 감지되면 즉시 충전 차단·인버터 차단·Bypass 전환이 되도록 설정합니다.

• 전압·전류·온도 감시를 실시간 모니터링하고, 과도한 전압·전류가 발생하면 알람·자동 정지 기능을 사용합니다.

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배터리 과전압·과충전 방지

• 전압 상한·전류 상한·SOC 범위를 설정하고,BMS·충전기에서 과전압·전류 한계치를 설정해, 한계를 초과하면 자동 충전 차단이 되도록 합니다.

• SurgeBlackBox 서지모니터링 : 서지 유입시각, 유입방향, 서지 크기, 누설전류 확인합니다.

• 감시 기능을 이용해, 셀 전압이 비정상적으로 높은 셀에 대해서는 즉시 충전 차단·알람을 발생합니다.

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정기 점검 및 예방 유지보수

• 주기적으로 전압·전류·온도·전해액·전기적 접속을 점검하고,셀 전압 불균형·전기적 접속 문제를 조기 발견·제거합니다.

• 낙뢰·전력계통 서지·전기적 설비 개폐에 따른 전기실·전기설비 점검을 병행합니다.

• SurgeBlackBox 서지모니터링 : 서지 유입시각, 유입방향, 서지 크기, 누설전류 확인합니다.

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5. 주의사항 및 안전 수칙

• 전기 전문가가 아닌 경우

전압·전류·전기설비 조정은 전기 전문가 또는 제조사·서비스 업체에 요청합니다.

• 서지보호기 작동작태 확인 및 재사용 판단

과전압·전기적 과도로 인한 배터리 손상 여부를 전기 전문가 또는 제조사가 점검한 후 재사용 여부를 판단합니다.

• 전기안전 수칙

과전압·전기적 과도로 인한 사고를 방지하기 위해, 작업 전에는 전원 차단·전기안전 복장·전기안전 허가를 받는 것이 안전합니다.

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