정전 시 비상 전원으로 자동 전환되는 ATS 분전반 결선 및 시공 시 유의사항

정전 시 비상 전원으로 자동 전환되는 ATS 분전반 결선 및 시공 시 유의사항

 

 

1. 비상발전기 연동 ATS(자동전환스위치) 동작 순서

ATS(자동전환스위치, Automatic Transfer Switch)는 상용전원(한전) 차단 시 비상발전기로 전원 공급 경로를 자동으로 전환하여 중요 부하에 끊김 없는 전력을 공급하는 수배전반 핵심 제어 장치입니다.

< Fig01. 비상발전기 및 ATS 연동 계통 구조 >

 

① 정전 감지 및 발전기 기동 명령:상용전원 전압 감지 리레이(27/UVR) 동작.한전 전원 전압이 설정치 이하로 떨어지면 UVR(부족전압리레이)이 정전을 감지하고, 발전기 제어반(CP)으로 무전압 접점(Dry Contact) 기동 신호를 보냅니다.

② 발전기 전압/주파수 안정화:안정화 타이머 작동 (약 5~15초).엔진이 기동하여 정격 회전수에 도달하고 전압과 주파수가 정상 범위(예: 380V / 60Hz)로 안정될 때까지 대기합니다.

③ ATS 비상측(GEN) 전환 및 전력 공급:기계적/전기적 인터록 상태 전환.발전 전원이 정상 출력되면 ATS 투입 코일이 동작하여 한전(Normal) 단자를 개로(Off)하고 발전기(Emergency) 단자를 폐로(On)하여 부하에 비상 전원을 공급합니다.

④ 복전 감지 및 재전환(Cooling Stop):복전 지연 타이머 후 발전기 정지.한전 전원이 복구되면 복전 타이머(복전 순간의 수배전 서지 방지) 작동 후 ATS가 다시 한전측으로 복귀합니다. 발전기는 일정 시간 무부하 운전(Cooling Down)을 거친 뒤 자동 정지합니다.

 

 

2. ATS 분전반 주요 결선 방식

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ATS 분전반의 결선은 대전류가 이동하는 주회로(Power Circuit)와 전원 감지·스위칭 조작을 담당하는 제어회로(Control Circuit)로 명확히 구분됩니다.

< Fig02. 3P 및 4P ATS 주회로 구성 방식 >

 

1) 주회로(Power Circuit) 결선 방식

주회로는 한전(Normal), 비상발전기(Emergency), 2차측 부하(Load) 단자를 메인 동스바(Busbar)나 대용량 케이블로 연결합니다.

• 상용전원(N측) 단자 : 한전 메인 차단기(MCCB/ACB) 2차측에서 ATS의 N(Normal) 단자(L1, L2, L3, N)로 입선합니다.
• 비상전원(E측) 단자 : 발전기 메인 차단기 2차측에서 ATS의 E(Emergency) 단자로 입선합니다.
• 부하(L측) 단자 : ATS 2차측 출력을 비상 부하 분전반의 메인 버스바에 연결합니다.
• 극수(Pole)에 따른 결선 특성 : 3P ATS: R, S, T 3상만 절체하며 N상(중성선)은 공통 모선으로 직접 결선합니다. (N상 순환전류 및 누전차단기 오동작 가능성 검토 필요)
• 4P ATS : R, S, T, N 4극을 모두 절체합니다. 한전 N상과 발전기 N상이 완전 분리되어 지락 보호계전기 오동작을 방지합니다.

< Fig03. ATS 제어 단자대 결선 구조 >

 

< Fig04. ATS 조작스위치 >

 

2) 제어회로(Control Circuit) 결선 방식

제어회로는 ATS 자체의 전환 코일/모터 구동 전원과 발전기 기동 접점, 상태 표시 신호선으로 구성됩니다.

제어 회로 구문	단자대 구성 및 결선 상세
전원 감지 회로	한전 R-S상(또는 R-N상) 전원을 감시 리레이(UVR/27) 입력 단자(A1-A2)에 연결하여 정전 및 전압 강하를 감지합니다.
발전기 기동 회로	ATS 제어반의 무전압 접점(Dry Contact: C-NO 접점)을 발전기 제어반(CP)의 기동 입력 단자(Remote Start)와 2선식으로 연결합니다.
ATS 조작 전원 (Coil/Motor)	N측 투입 코일(A1, A2): 한전 전원 살아있을 때 N측 투입 명령 전달 E측 투입 코일(B1, B2): 발전 전원 정상 출력 시 E측 투입 명령 전달
전기적 인터록 (Interlock)	N측 보조 b접점을 E측 코일 회로에 직렬 결선하고, E측 보조 b접점을 N측 코일 회로에 직렬 결선하여 동시 투입을 전기적으로 차단합니다.
상태 표시 (Auxiliary Contact)	N측 투입(a접점) → 한전 전원 공급 등(Green) E측 투입(a접점) → 비상 전원 공급 등(Red) TRIP/OFF 위치(b접점) → 전원 차단 상태 표시

 

3) 현장 결선 작업 시 유의사항

• 상회전(Phase Sequence) 측정 : 한전 전원(R-S-T)과 발전기 전원(R-S-T)의 상회전이 상회전계(Phase Tester) 기준으로 반드시 동일해야 합니다.
• 제어선 차폐 처리 : 발전기 기동 신호선(Dry Contact)은 동력선과의 유도장애 방지를 위해 CVV-SB(차폐제어케이블)를 사용하고 1점 접지를 시행합니다.
• 중성선(N상) 중복 접지 방지 : 계통 전원과 비상 전원의 N상이 다중 접지되어 중성선 전류 분배 사고가 나지 않도록 계통 설계에 맞춰 4P ATS 채택 여부를 검토합니다.

 

 

3. 시공 및 결선 시 필수 유의사항

구분	주요 검토 및 시공 유의사항
상회전(Phase) 일치	한전 전원과 발전기 전원의 상순(R-S-T / A-B-C)이 완전히 일치해야 합니다. 상회전이 다르면 모터 역전 및 단락 사고가 발생하므로 투입 전 반드시 상회전계로 측정합니다.
이중 인터록(Interlock)	한전과 발전기 전원이 동시에 투입(역송전)되지 않도록 전기적 인터록(보조접점)과 기계적 인터록(Latch mechanism)이 모두 정상 작동하는지 확인합니다.
중성선(N상) 처리	3상 4선식 채택 시 4극(4P) ATS 사용을 권장합니다. N상 혼용으로 인한 누전차단기(ELB) 오동작이나 불평형 전류 환류 문제를 방지해야 합니다.
신호선 차폐 및 서지	기동 신호용 제어선은 동력선과의 간섭을 피하기 위해 차폐케이블(Shield Cable)을 사용하고, 제어 전원 라인에 SPD(서지보호장치)를 설치합니다.