[소방기술사] 비상전원으로 축전지 적용시 종류선정 방법, 용량산출 순서

[소방기술사] 비상전원으로 축전지 적용시 종류선정 방법, 용량산출 순서

1. 비상전원 개념

 1) 정의: 상용전원 공급 중단시 전원을 공급하여 설비의 신뢰성 및 소화설비의 작동을 확보하는 장치

 2) 종류

  - 자가발전설비: 발전기를 통한 전력 생산 (디젤엔진, 가스터빈)

  - 축전지: 주로 설비 내부에 저장

  - 전지저장장치: 설비 외부에 전기에너지 별도 저장

  - 비상전원수전설비: 상용전원의 안전성 증가

 

2. 축전지 종류선정 방법

 1) 종류: 연축전지, 알칼리 축전지, 리튬이온전지

구분			방전특성	비고
연축전지	클래드식		완방전형	오래 방전할 수 있는 부하
	페이스트식		급방전형	단시간 대전류 부하
알칼리 축전지	포켓식	AL	완방전형	오래방전할 수 있는 부하
		AM	표준형	소전류 장시간 부하
		AMH	급방전형	장시간 단시간 대전류
		AH-P	초급방전형	비상전조명, 공장예비전원
	소켓식	AH-S	초급방전형	단시간 대전류
		AHH	초초급방전형	단시간 대전류

 

2) 종류별 특징

구분	연축전지	알칼리축전지	리튬이온전지
공칭전압	2V/Cell	1.2V/cell	3.7V/Cell
기전력	2.05~2.08V	1.32V	3.2~3.85V
공칭용량	10Ah	5Ah	3.52Ah
수명	짧음	길다	300~500회 충방전
종류	CS형 HS형	포켓식 소켓식	NCM LCM
방전특성	보통	과방전,과전류 강함	고속충전, 고율방전
특징	경제성 높음 셀수 적음 충방전전압 차이 적음 $H_2$ 발생	경제성 낮음 셀 수 많음 기계적 강도 큼 자기방전 적음	고가 에너지밀도 높음 자기방전 작음 사용온도 넓음 수명길고 내구성 우수

 

  - 알칼리 축전지는 연축전지에 비해 수명 길고 견고함

  - 단자전압이 낮고 비경제적

  - 산업용 축전지설비의 경우 대부분 연축전지 사용 (최근: 무보수 밀폐형 연축전지 사용)

 

3. 축전지 용량산출 순서

부하종류 결정 - 비상부하, 소방부하 ↓ 방전전류 산출 - 출력 ÷ 전압 ↓ 방전시간 결정 - 60분 감시 10분 경보 ↓ 부하특성 곡선 작성 ↓ 축전지 종류 결정: CS, HS ↓ 축전지 셀수 결정: 부하정격전압 ÷ 셀당공칭전압 ↓ 허용최저전압 결정: 부하허용최저전압(정격전압의 80%) + 선로전압강하 ↓ 방전종지전압 결정: 허용최저전압 ÷ 셀수 ↓ 용량환산계수 결정 - 표준방전특성으로 결정하는 환산계수 ↓ 축전지 용량계산 $C=\frac{1}{L}[K_1I_1+K_2(I_2-I_1)+]$