자동전환개폐기(ATS)의 설치 목적 및 내부구조

자동전환개폐기(ATS)의 설치 목적 및 내부구조

 

 

1. 자동전환개폐기(ATS)의 개요

 

< Fig01. ATS(Automatic Transfer Switch, 자동전환개폐기) >

 

ATS(Automatic Transfer Switch, 자동전환개폐기)는 두 개의 전원(보통 상용전원과 비상전원) 사이에서 전원이 끊기거나 이상이 발생했을 때 자동으로 전원을 전환해 주는 장치입니다. 주로 정전 시에도 전력 공급을 끊기지 않게 유지하기 위해 사용됩니다.

 

 

2. 자동전환개폐기(ATS)의 사용목적

1) 정전 시 전원 자동 전환

가장 큰 목적은 전원 공급의 연속성 확보입니다.

평상시에는 상용전원(한전 전원)을 사용하다가 정전이 발생하면 비상 발전기 또는 예비 전원으로 자동 전환됩니다.

※ 예시 흐름

① 평상시 → 상용전원 사용

② 정전 발생 → ATS가 정전 감지

③ 발전기 기동 → 발전기 전원 안정

④ ATS가 발전기 전원으로 절체

 

정전 시 사람이 직접 차단기를 조작하지 않아도 되므로 즉각적인 전원 복구가 가능합니다.

 

2) 중요한 설비의 정지 방지

다음과 같은 시설에서는 정전이 발생하면 큰 피해가 발생할 수 있습니다.

※ 대표적인 설치 장소

· 병원 의료 장비

· 데이터센터 서버

· 공장 생산라인

· 통신시설

· 소방설비

· 엘리베이터

· 공항 및 철도 시설

 

이런 곳에서는 전원이 몇 초만 끊겨도 큰 손실이 발생하기 때문에 ATS를 설치합니다.

 

3) 무정전 또는 최소 정전 운전

ATS는 정전이 발생해도 짧은 시간 내에 전원을 복구합니다.

※ 일반적인 절체 시간

· 발전기 ATS : 약 5~15초

· UPS 연동 ATS : 순간 절체(거의 무정전)

 

4) 안전한 전원 절체

ATS는 두 전원이 동시에 연결되지 않도록 인터록(Interlock) 구조가 되어 있습니다.

즉

· 한전 전원 ON → 발전기 OFF

· 발전기 ON → 한전 OFF

두 전원이 동시에 연결되면 역전력, 단락, 설비 손상이 발생할 수 있는데 ATS가 이를 방지합니다.

 

5) 자동 복귀 기능

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상용전원이 정상으로 복구되면 ATS는 다시 상용전원으로 자동 복귀합니다.

※ 절체 순서

① 정전 → 발전기 전원 절체

② 상용전원 복구 확인

③ 일정 시간 안정 확인

④ 다시 상용전원으로 절체

 

 

3. 자동전환개폐기(ATS) 설치 목적 정리

목적	설명
전원 연속성 확보	정전 시 자동으로 예비 전원 공급
설비 보호	중요한 설비 정지 방지
무인 자동 운전	사람이 직접 조작할 필요 없음
전원 역송 방지	두 전원 동시 투입 방지
신속한 복구	정전 후 빠른 전력 공급

 

 

4. 자동전환개폐기(ATS) 결선도

< Fig02. 자동전환개폐기(ATS) 개념 >

 

< Fig03. 자동전환개폐기(ATS) 회로도 >

 

 

5. 자동전환개폐기(ATS) 내부 구조

ATS 내부는 크게 5가지 핵심 구성요소로 이루어져 있습니다.

1) 전원 입력부 (Source Input)

두 개의 전원이 ATS로 들어옵니다.

· 상용전원 (Normal Source / Utility)

· 비상전원 (Emergency Source / Generator)

보통 3상 4선식 (R, S, T, N) 구조입니다.

 

2) 전환 스위치 (Transfer Mechanism)

ATS의 핵심 부품입니다.

종류

· 전자식 접촉기 방식 (Contactor Type)

· 차단기 방식 (Circuit Breaker Type)

· 모터구동 방식 (Motorized Type)

전환 방식은 인터록(Interlock) 구조로 되어 있어

두 전원이 동시에 연결되는 것을 방지합니다.

 

3) 제어부 (Controller)

ATS 내부에 있는 전자 제어 장치입니다.

주요 기능

· 전압 감시

· 정전 감지

· 발전기 기동 신호

· 절체 타이머 제어

· 복전 감지

즉 ATS의 두뇌 역할을 합니다.

 

4) 인터록 장치 (Mechanical / Electrical Interlock)

ATS에서 가장 중요한 안전장치입니다.

목적

· 상용전원 + 발전기 동시 투입 방지

· 역전력 방지

· 단락 사고 방지

예 : 둘이 동시에 닫히는 구조 자체가 기계적으로 불가능합니다.

 

5) 상태 감지 센서

ATS는 항상 전원 상태를 감시합니다.

감시 항목

· 전압 (Voltage)

· 주파수 (Hz)

· 상 결상 (Phase Loss)

· 역상 (Phase Reverse)

이상 발생 시 자동 절체 동작이 시작됩니다.