데이터센터 기본용어-3

ATS (Automatic Transfer Switch)

자동 절체 스위치, 전원 소스(전력회사~발전기) 간을 기계적인 방식으로 절체 하는 전기 스위치로, 보통 100ms 미만에서 기계적인 방식으로 절체를 합니다. 

 

ATS의 메인 측은 주로 상시 전력회사 측에 연결되어 부하 설비에 전력을 공급하다가 전력회사 측이 정전되어 비상발전기가 가동되면 ATS는 발전기 측으로 자동절체되어 발전기 전력을 공급하게 됩니다.

 

이와 비슷하게 차단기 또는 개폐기 두 개를 기계적인 방식으로 Interock 하여 운영자가 전원 소스 간을 수동 절체하는 방식을 MTS(Manual Transfer Switch)라고도 합니다. 

 

데이터센터와 같이 주요 장비에 상시/예비전원을 공급할 때 흔히 적용되는 전원 절체 스위치이지만, 기계적인 절체방식의 특성상 다른 설비에 비해 상대적으로 고장 나는 사례가 많아 유지보수 및 교체를 고려한 설계 및 설치가 반드시 필요합니다.

 

그 외에 Rack 전원용 ATS는 입력 S1, S2 그리고 출력선으로 구성되며 상시 선택된 소스를 통해 메인 전원을 공급하다가 해당 소스에 이상이 생기면 다른 소스로 4~8ms의 짧은 시간 내에 전원을 절체함으로써 서버에 연속적인 전원을 공급할 수 있게 합니다. 

 

CTTS (Closed Transition Transfer Switch)

기계식 무정전 전원 절체 스위치, 일반적인 ATS는 절체 시 정전 절체인 반면, CTTS는 CTTS 양 입력에 전원을 공급하는 상태에선 전원 소스 간 무정전 절체가 가능한 스위치이다. CTTS의 양 전원의 동기가 (양 전원의 위상사 5도, 전압차 5%, 주파수 0.2Hz 이내) 맞으면 Off 되어 있는 차단기를 통해 투입하고 100ms 이내에 On 되어 있던 차단기를 Off 하여 전원 소스 간을 절체 하게 됩니다.

 

또한 CTTS는 SCR (Silicon Controlled Rectifier) 소자를 사용하는 STS (Static Transfer Switch)와 달리 속도가 느리고 양 소스 간 차단기나 스위치로 절체 하기 때문에 절체동작 시 양 전원 소스의 급작스런 변동이 발생하면 출력에 영향을 줄 수도 있습니다.

 

CTTS를 적용하면 정기적인 발전기 부하 테스트 시 데이터센터 내 전기/기계 설비 운영에 주는 영향을 최소화하면서 테스트를 수행할 수 있는 장점이 있습니다. 그리고 상용전원이 정전되어 발전기로 전원을 백업하는 상태에서 다시 상용전원이 복전되면 모든 설비가 정전 없이 CTTS를 통해 전력회사 전원으로 절체가 가능한 장점이 있습니다.

 

그 외에 다른 기능적인 측면에서의 설치 목적은 ATS와 같습니다. 상용전원이 정전되어 비상발전기가 가동되고 발전기의 전압과 주파수가 확립되면 발전기의 출력 차단기가 투입되고 이를 감지해서 ATS나 CTTS가 발전기 측으로 절체 하여 부하 측에 전원을 공급합니다.

 

비상발전기 가동 신호는 일반적으로 전력회사 (22.9kV) 전원 인입단에 설치된 저전압 계전기 (Undervoltage Relay, UVR)에서 발전기 제어 패널로 전달하게 됩니다. 비상 발전기는 보통 고압 (3.3kV 또는 6.6kV) 계통이나 저압단 (380V)에 직접 연계되므로 전원 인입 지점으로부터 변압기, 스위치기어의 차단기 등을 거쳐 부하단에 가깝게 연결됩니다.

 

전원 인입단의 저전압 감지지점을 지나 그 하단 어딘가에 장애가 생겨 정전이 발생하는 경우 별도로 계전기를 설치해서 발전기에 기동 신호를 주지 않는 한 발전기가 자동 기동되어 백업할 수 없게 됩니다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 ATS나 CTTS에서 제공하는 발전기 기동신호를 활용함이 바람직합니다.