비상전원

비상전원(非常電源, emergency power source)은 상용전원(常用電源)이 정전되었을 경우에 사용하는 전원이다.

전지식과 디젤기관 등으로 구동하는 발전기식이 있다. 전지식의 경우는 항상 대기의 형태를 취하고, 평상시에도 주전원(主電源)과 병렬로 연결되어 있어 충전하면서 사용하는 방식과, 정전이 되면 순식간에 전환되는 방식이 있다.

실용상 이것들은 무정전(無停電)전원이라고 볼 수 있다. 디젤기관의 경우는 보통 때에는 회전하지 않고, 정전된 후에 기동하는 것이 보통인데, 그 중에는 보통 때는 교류전동기로 회전시켜 놓고 정전 때는 내연기관 또는 전지를 전원으로 하는 직류전동기에 의해서 회전하는 것도 있다.

개요

비상전원(Emergency Power)이란 정전이나 단전ㆍ단락 등의 전기적 사고 등으로 인하여 상용전원의 공급이 중단되었을 경우 소방대상물에서 소방시설을 일정시간 사용하기 위한 별도의 전원공급장치이다.

현재 비상전원설비의 정의에 대해 국외의 IEC, NEC 규격, 일본 소방법과 국내의 KS C IEC 60364-1 부속서 B의 규정에서는 비상전원설비와 예비전원설비를 다르게 정의하고 있음에도 불구하고 국내의 소방법에서는 비상전원설비, 건축법에서는 예비전원설비, 전기사업법에서는 비상용예비전원설비라는 용어로 혼용되고 있으며 정전 시 최소한의 설비운용을 위한 보안적인 측면에서의 예비전원설비와 공용화되는 추세를 보인다.

종류 및 특징

자가발전설비

• 건물 내 자가용발전기를 설치하는 것으로 일반적으로 자가용발전기는 경유나 LNG를 연료로 하여 정전시 소방설비에 전원을 공급하는 것으로 주로 소화설비 및 소화활동 설비의 펌프나 제연설비의 송풍기용 비상전원에 사용한다. 일반적으로 소방시설용 비상발전기는 경유를 사용하는 디젤엔진을 가장 많이 사용하고 있다.

• 장점

- 신뢰성이 높다(동작 확실)

- 자동 운전이 용이하다(ATS 설치)

- 시동이 빠르고 효율이 높다.

- 대용량 부하에 적응성이 높다.

- 취급, 유지보수가 비교적 용이히다.

• 단점

- 설비비, 공사비가 많이 소요

- 전문기술자가 필요

- 운전 시 소움 및 유해가스 발생

축전지설비

• 발전기가 주로 펌프와 같은 동력용 부하의 비상전원이라면 이에 반해 축전지는 용량이 적기 때문에 경보설비나 유도등설비 등과 같은 장치류에 대한 비상전원으로 적용한다. 엔진펌프는 화재안전기준에서 기동용 축전지를 비상전원으로 적용하게 된다.

• 축전지를 사용하는 비상전원으로서 UPS(무정전 전원장치: uninterrupted power supply)가 있으며, 이것이 밀폐형 축전지설비를 이용한 무정전 타입의 전원장치이다.

• 전기에너지를 화학에너지로 축적시켜 놓고 필요시 화학에너지를 전기에너지로 바꾸어 쓰는 설비로 축전지, 충전장치, 보안장치, 제어장치 등으로 구성된다. 축전지설비는 상용전원이 정전되었을때 자가용 발전설비가 시동하여 정격전압을 확보할 때까지 중간전원으로 사용될 경우가 많으며, 소방시설 중 경보설비의 비상전원은 축전지설비 만을 인정하고 있다. 축전지설비는 독립된 전원으로 순수한 직류전원이고 경제적이며 유지보수가 용이한 특징이 있다.

비상전원 수전설비(NFPA 602)

• 상용전원을 이용하여 화재시 안전도를 보강한 다음, 이를 소규모의 특정 건물에 국한하여 비상전원으로 인정하는 설비이다. 즉, 정전시 비상전원 수전설비는 단전되므로 비상전원으로서 기능을 수행할 수 없지만, 화재 초기에는 정전이 없다고 가정하고 초기 화재시 사용에 지장이 없도록 한 제한적인 기능의 비상전원이다.

무정전전원공급장치

배터리에 저장되어 있던 DC 전력을 교류로 변환하여 부하에 깨끗한 전기를 공급하므로써 계속적으로 안정된 운전을 보장해 주는 장치이다. 상용전원 정전 시 전기를 공급할 때까지 걸리는 시간이 없고, 또는 있어도 수 밀리초 정도이다. 병원의 수술실이나 전산센터 등에 사용된다. 안정적인 외부전원이 필요한 컴퓨터나 통신장비에 사용되고, 최적의 전압 및 주파수를 확보해야 하는 곳에 무정전전원장치가 사용된다.

비상전원의 면제

• 2개 이상의 변전소에서 전기를 공급 받다가 한 변전소에서 급전이 중단될 경우, 자동으로 다른 변전소에서 전기를 공급받는 경우에는 비상전원설비가 면제되며, 이러한 시설은 비상전원수전설비의 기준과 무관하다. 일본에서는 이러한 시스템을 '비상전원 전용수전설비'라고 칭하고 있으나 현재 화재안전기준에서는 이러한 표현을 사용하지 않고 있다. 또한 한 변전소의 급전이 중단될 경우, 다른 변전소로부터 자동으로 절체(切替)되어야 이를 인정하고 수동으로 절체될 경우에는 이를 인정할 수 없다.

• 변전소란 변전실과는 다른 개념으로 이는 구외(構\外)로부터 전송되는 전기를 구내에 시설한 변압기·전동발전기·회전변류기·정류기 기타의 기계·기구에 의하여 변성(變成)하는 곳으로서 변성한 전기를 다시 구외로 전송하는 곳을 말한다. 이에 비해 변전실이란 구외로부터 전송받은 전기를 구내에서 사용하기 위하여 일반적으로 강압(降壓)시켜 구내의 부하에 공급하는 장소를 말한다. 따라서 변전소란 한전에서 수용가에 전기를 공급하기 위한 경우가 해당되나 변전실은 대

형건축물이나 산업시설 등과 같은 소방대상물에 있는 자체적으로 설치한 변압기가 있는 전기실을 의미한다.

제연설비의 화재안전기준

제연설비의 제어반의 비상용 축전지는 제어반의 기능을 1시간 이상 유지할 수 있는 용량을 내장하여야 한다.

• 점검에 편리하다는 의미는 추상적이고 주관적 표현이나 비상전원을 설치한 장소인 발전실이나 축전지실 등이 관계인이 출입하여 비상전원 시설에 대한 유지관리, 보수, 점검 등이 용이한 위치, 설치조건 및 구조를 말한다.
• 화재 및 침수 등의 재해로부터 피해를 받을 우려가 없어야 하므로 비상전원을 설치한 장소는 장마철에 상시 침수가 되는 장소에 설치해서는 안 되며, 또한 보일러 등 화기시설과 일정한 거리를 이격시켜 화재시 피해의 우려가 없도록 하여야 한다.

유효작동시간

• 소화설비 및 소화활동 설비의 비상전원 용량은 최소 20분 이상이다. 이는 소화설비 등의 유효수량에 대한 적용시간과 동일하게 정전시 자체에서 비상전원을 사용하여 제연설비 등 소방시설을 가동할 경우 최소한 20분의 작동시간을 요구한 것이다. 또한 20분 이후에는 소방대가 출동한다는 개념과 소화설비의 유효수량이 20분인 것과 같이 초기 소화에 요구되는 최소시간을 기준으로 비상전원의 최소 용량을 규정한 것이다.
• 각 소방시설별로 적용되는 비상전원에 대한 시간은 다음과 같다.

<표> 제연설비의 비상전원에 따른 용량

소방 시설	비상전원 대상 구분	비상 전원			용 량
		발전	축전	수전
제연 설비	대상 건물 전체	○	○		20 분

비상전원 자동 전환

• 상용전원이 정전 등으로 급전이 중단되었을 경우 전기적으로 이를 감지하여 비상전원이 자동으로 공급되도록 요구하고 있다. 발전기의 경우는 정전이 되면 변전실의 저전압계전기(under voltage relay)가 이를 감지하여 무전압을 확인하면 A.T.S(auto transfer switch)가 자동으로 절체되어 발전기측으로 접속되고 발전기는 자동으로 동작을 개시하여 전기를 공급하게 된다.

비상전원의 설치장소

• 화재안전기준상 방화구획

1) 발전실 등과 같은 비상전원이 설치된 장소는 타부분과 방화구획을 하여야 한다. 이는 비상전원의 경우, 화재시 정전이 된 경우에 작동이 되어야 하는 전원부이므로 화재로부터 최소 20분 간은 화열로부터 보호하여 작동에 지장이 없어야 하기 때문이다. 이 경우 방화구획은 건축법과 무관하게 화재안전기준에서 규정한 개별사항으로 이를 건축법에서 규정하고 있는 용도별 방화구획이라는 표현을 사용하여서는 아니 된다.

2) 발전기 및 축전지를 비상전원으로 하는 경우에는 별도로 방화구획을 필요로 하나, 엔진펌프와 같이 내연기관을 사용하는 경우에는 내연기관의 기동용 축전지가 비상전원인 관계로 방화구획을 제외하고 있다. 아울러 비상전원이외에도 화재안전기준에서는 건축법과 관련 없이 감시제어반에 대해서도 방화구획을 요구하고 있다.

• 방화구획의 구획 기준

방화구획에 대한 구획방법은 건축법상 방화구획 기준을 준용하여야 한다. 건축법시행령 제46조에 따르면 방화구획은 내화구조로 된 바닥·벽으로구획하고 개구부는 갑종방화문(자동방화샷다 포함)으로 구획하도록 하고 있다. 따라서 산업현장 등에서 공장 내부에 비상전원용 발전기를 설치할 경우 일반 칸막이를 사용하여 구획해서는 안 되며 반드시 내화구조의 벽 등으로 구획하고 출입문에는 갑종방화문을 설치하도록 한다.

• 비상전원 설치장소의 기준

아울러 비상전원이 설치된 장소는 공급에 필요한 기구나 설비를 제외하고 다른 시설물을 설치해서는 안 된다. 예를 들면, 발전실의 경우발전을 하기 위한 수배전반이나 발전용 연료 및 부대설비를 설치할수는 있으나 이와 무관한 다른 장비나 시설물을 설치해서는 안 된다.

참고자료

• 〈비상전원〉, 《두산백과》
• 〈비상 전원 장치〉, 《위키백과》
• 비상전원설비 - file:///C:/Users/sms/Downloads/%EB%B9%84%EC%83%81%EC%A0%84%EC%9B%90%EC%84%A4%EB%B9%84(20111030).pdf
• 바람처럼, 〈비상전원의 종류와 장,단점〉, maybugs, 2019-01-16
• 봉윤호, 〈비상전원 의미〉, 《네이버 블로그》, 2015-09-15

같이 보기

• 비상
• 전원
• 상용전원
• 예비전원

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