KR100890028B1 - 통합시스템 신뢰성 시험 방법 - Google Patents

통합시스템 신뢰성 시험 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실제 운영시 건물 시스템의 정확한 가용 운용 능력을 파악하여, 신뢰성을 확증하고 이를 통해 운영시의 효율성을 증가시키는 한편, 운영시 운용 한계 하에서의 합리적인 운영을 통해 유지 보수 비용을 절감하도록 함과 아울러, 세팅, 설치, 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 상호간의 인터페이스 오류를 발견하고 수정하도록 한 통합시스템 신뢰성 시험방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법은 복수의 개별장치로 구성되는 전기설비 및 기계설비를 포함하는 중요건물에 대한 통합시스템 신뢰성 시험 방법에 있어서, 상기 중요건물의 설계를 검토하는 설계 검토단계: 상기 설계 검토에 따라 시험계획을 수립하는 시험계획 단계; 상기 시험계획에 따라 상기 전기설비를 구성하는 상기 개별장치 각각의 신뢰성을 시험하는 전기설비 시험단계; 상기 시험계획에 따라 상기 기계설비를 구성하는 상기 개별장치 각각의 신뢰성을 시험하는 기계설비 시험단계; 상기 전기설비 시험단계 및 상기 기계설비 시험단계에서 신뢰성이 검증된 상기 개별장치를 연동하여 시험하는 부분연동 시험단계; 상기 부분연동 시험에 의해 신뢰성이 검증되면, 상기 전기설비 및 상기 기계설비 전체를 연동하여 시험하는 전체연동시험 단계; 및 상기 전기설비 시험, 기계설비 시험, 부분연동 시험 및 상기 전체연동시험에 따른 결과를 이용하여 시험결과를 도출하는 시험결과 도출단계;를 포함하여 구성된다.
전기설비, 기계설비, 신뢰성, 시험

Description

통합시스템 신뢰성 시험 방법{Consolidated System Reliability Test (CSRT) Method}
본 발명은 중요건물에 설치되는 설비의 신뢰성 시험에 관한 것으로 특히, 실제 운영시 건물 시스템의 정확한 가용 운용 능력을 파악하여, 신뢰성을 확증하고 이를 통해 운영시의 효율성을 증가시키는 한편, 운영시 운용 한계 하에서의 합리적인 운영을 통해 유지 보수 비용을 절감하도록 함과 아울러, 세팅, 설치, 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 상호 간의 인터페이스 오류를 발견하고 수정하도록 한 통합시스템 신뢰성 시험방법에 관한 것이다.
최근에 건설, 개보수 되는 전산센터, 방송 및 통신센터, 공장, 병원, 생명공학 연구소 등은 복잡한 시스템이 적용된다. 이러한 최신 건물에는 전원 공급 시스템, 기계시스템 및 부가 시스템 복잡하게 설치되어 운영된다. 이들 시스템은 이와 같은 건물에 상주하는 사람들, 가동되는 장치들, 환자들의 생명, 업무를 어떠한 상황하에서도 유지하도록 하여 경제적, 인적 손실을 최소화하도록 구성된다.
이를 위해, 이와 같은 건물이 건축되면 건물에 설치되는 각종 시스템이 건물을 이용하는 과정에서 정상적으로 작동되는지 확인하는 시험과정이 선행된다. 구 체적으로 시험과정은 전기적 시험, 기계적 시험, 환경적 시험 및 이들에 대한 복합 시험 등을 일련의 과정을 따라 수행하게 된다. 그리고, 수행 결과에 따라 시험 결과를 도출하고, 도출된 결과를 검토하여 오류를 확인하는 한편, 오류에 따른 조치를 취하여 실제 가동시 발생할 수 있는 시스템 고장과 실패를 최소화하게 된다.
그러나, 실제로 이러한 복잡하고 다양한 시험이 인력에 의해 시행됨으로 인해 시행되는 업자에 따라 결과에 대한 편차가 크고, 반드시 필요한 시험임에도 불구하고 시행되지 않는 등 다양한 문제점이 드러나고 있다. 또한, 전기분야, 기계분야 및 부가분야를 개별적으로 시험함과 아울러, 이들의 종합적인 운영을 시험해야함에도 불구하고 이에 대한 전문적인 시험방법 및 과정이 부재하여 선행시험의 공신력을 저하시키는 문제점도 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 실제 운영시 건물 시스템의 정확한 가용 운용 능력을 파악하여, 신뢰성을 확증하고 이를 통해 운영시의 효율성을 증가시키는 한편, 운영시 운용 한계 하에서의 합리적인 운영을 통해 유지 보수 비용을 절감하도록 함과 아울러, 세팅, 설치, 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 상호간의 인터페이스 오류를 발견하고 수정하도록 한 통합시스템 신뢰성 시험방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 합리적인 신뢰성 확인을 통해 설계상의 취약점, 오류 및 발전사항을 파악함과 아울러, 운영을 위한 실무진의 훈련을 겸함으로써 실무진에 의한 비상대처 및 상시운영능력을 향상시키도록 하는 통합시스템 신뢰성 시험방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법은 복수의 개별장치로 구성되는 전기설비 및 기계설비를 포함하는 중요건물에 대한 통합시스템 신뢰성 시험 방법에 있어서, 상기 중요건물의 설계를 검토하는 설계 검토단계: 상기 설계 검토에 따라 시험계획을 수립하는 시험계획 단계; 상기 시험계획에 따라 상기 전기설비를 구성하는 상기 개별장치 각각의 신뢰성을 시험하는 전기설비 시험단계; 상기 시험계획에 따라 상기 기계설비를 구성하는 상기 개별장치 각각의 신뢰성을 시험하는 기계설비 시험단계; 상기 전기설비 시험단계 및 상기 기계설비 시험단계에서 신뢰성이 검증된 상기 개별장치를 연동하여 시험하는 부분연동 시험단계; 상기 부분연동 시험에 의해 신뢰성이 검증되면, 상기 전기설비 및 상기 기계설비 전체를 연동하여 시험하는 전체연동시험 단계; 및 상기 전기설비 시험, 기계설비 시험, 부분연동 시험 및 상기 전체연동시험에 따른 결과를 이용하여 시험결과를 도출하는 시험결과 도출단계;를 포함하여 구성된다.
상기 전체연동시험 단계에 따라 신뢰성이 검증되면, 상기 중요건물에 대한 병행시험을 수행하는 병행시험 단계;를 더 포함하여 구성된다.
상기 전기설비 시험단계, 기계설비 시험단계, 부분연동 시험단계, 전체연동 시험단계 및 상기 병행시험 단계 중 어느 한 단계는, 상기 시험결과 검출된 오류를 수정 및 정정하는 보완단계; 및 상기 보완된 설비에 대해 재시험을 수행하는 재시험 수행단계;를 더 포함하여 구성된다.
상기 전기설비 시험단계는, 수배전반 신뢰성 시험, 무정전 전원공급 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply) 신뢰성 시험, 발전기(Generator) 신뢰성 시험 및 무정전 전원 자동절체 스위치(STS : Static Transfer Switch) 신뢰성 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성된다.
상기 기계설비 시험단계는, 전산실 컴퓨터 공조 시뮬레이션(CFD : Computational Fluid Dynamics) 신뢰성 시험, 자동제어 연동확인 시험, 냉수(또는 냉각수) 유량분배 확인 및 측정 시험, 이중배관 절체시험, 이중마루 풍량 식별시험, 전산실 부하시험 및 전산실 연속운전 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성된다.
상기 부분연동 시험단계는 무정전 전원공급 장치의 부하시험시 발전기를 연동하는 전원연동 시험, 발전기에 대한 시뮬레이션과 이에 따른 전원공급을 검사하 는 발전기 시뮬레이션 시험, 전산실 부하시험시 냉수(또는 냉각수) 시스템을 절체하는 전산실 냉수 절체시험 및 전산실 부하시험시 항온항습기를 절체하는 전산실 항온항습 정전 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성된다.
상기 전체연동 시험단계는 상기 기계설비 및 상기 전기설비에 대해 무부하 상태에서의 정전 시험을 실시하는 무부하 정전시험 및 상기 기계설비 및 상기 전기설비에 대해 임의부하 상태에서 정전 시험을 실시하는 부하 정전시험 중 어느 하나를 포함하여 구성된다.
상기 병행시험 단계는, 가스기밀도 시험, 수질분석, 실내공기질 측정, 전자기파 측정 및 누전차단기 차단 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법은 실제 운영시 건물 시스템의 정확한 가용 운용 능력을 파악하여, 신뢰성을 확증하고 이를 통해 운영시의 효율성을 증가시키는 한편, 운영시 운용 한계 하에서의 합리적인 운영을 통해 유지 보수 비용을 절감하도록 함과 아울러, 세팅, 설치, 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 상호간의 인터페이스 오류를 발견하고 수정하도록 하여 안정적인 건물 운영 및 사용이 가능하도록 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법은 합리적인 신뢰성 확인을 통해 설계상의 취약점, 오류 및 발전사항을 파악함과 아울러, 운영을 위한 실무진의 훈련을 겸함으로써 실무진에 의한 비상대처 및 상시운영능력을 향상시키도록 하는 것이 가능해진다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다.
첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또는 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다.
도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법은 설계검토 단계(S100), 시험 계획단계(S200), 전기설비 시험단계(S300), 기계설비 시험단계(S400), 부분연동 시험단계(S500), 전체연동 시험단계(S600), 재시험 및 보완시험단계(S350, S450, S550) 및 시험결과 도출단계(S700)를 포함하여 구성된다. 또한, 전체연동 시험단계(S600)과 시험결과 도출단계(S700)의 사이에 병행시험단계(S800)가 더 포함되어 구성될 수 있다.
통합시스템 신뢰성 시험방법(CSRT : Consolidated System Reliability Test)은 전산센터, 방송 및 통신센터, 공장, 병원, 생명공학 연구소와 같은 중요시설(Critical Facility)이 일상적인 운전환경 하 및 긴급 운전환경 하에서 정상적인 운용이 가능한지 사전에 검증하는 실제적인 시험이다. 이 통합시스템 신뢰성 시험은 정상적인 운전, 일상적인 보수유지, 위험 및 긴급 상황에서 제반기능이 정상적이고 안정적으로 작동하는지를 개별적인 설비별, 개별적인 설비 상호 간의 연동을 시험하는 것이다. 이를 통해, 통합시스템 신뢰성 시험은 기본적인 시스템의 가동 및 기본적인 시스템 기능의 확인을 통해, 개별, 부분 및 전체시스템 순으로 시험을 실시하여 전체 시스템이 유기적으로 성능을 발휘하는지 검증하게 된다. 좀더 상세히 설명하면, 통합시스템 신뢰성 시험은 제조, 시공사가 수행한 기능 및 조작 시험을 본 시험 수행 전에 검증 차원에서 다시 수행하고, 이후 개별 기기 단위별 시험을 수행하며, 개별기기가 그룹화되어 병렬운전되는 경우 이에 대해 다시 병렬 특성에 맞는 시험과 전체적인 안정성을 시험하게 된다. 이후 통합시스템 신뢰성 시험은 검증된 시스템 간의 부분 연동 시험을 수행하며 이를 통해 전반적인 안정 운전여부, 신뢰 수준을 시험하게 된다. 또한, 부분적인 연동 시험을 통해 검증이 이루어지면, 전체 연동 시험을 실시하고, 이와 함께 가용한 모든 악조건을 고려하여 위험상황에서의 위험 요소 발생에 따른 시스템들의 유기적인 동작 여부를 결정하게 된다.
이러한 통합시스템 신뢰성 시험은 통합시험, 통합시스템시험, 통합시운전, 종합시험, 종합시운전 등으로도 지칭될 수 있으며, 상세한 과정은 도 1에 도시된 바와 같다.
설계검토 단계(S100)는 중요시설의 시스템 구성을 확인하고 이에 따라 시험을 진행하기 위해 시설의 설계 및 시방서를 검토하는 단계이다.
시험 계획단계(S200)는 설계검토 단계(S100)를 통해 확인된 설계 및 시방서를 토대로 중요시설의 시험 진행과정을 계획하는 단계이다. 이 시험 계획단계(S200)에서 중요시설에 설치된 전기설비, 기계설비 및 부가설비의 시험계획이 확정되고, 이후의 단계를 통해 시험이 진행된다.
전기설비 시험단계(S300)는 시험 계획단계(S200)에서 계획된 시험계획에 따라 실제 시험이 진행되는 단계이다. 특히, 전기설비 시험단계(S300)는 시험 대상이 되는 중요시설의 동력원으로써 중요한 비중을 차지하며, 다른 시스템의 동작을 위한 필수요소이기 때문에 우선적으로 신뢰성을 시험하게 된다. 이를 위해 전기설비 시험단계(S300)에서는 전기설비를 구성하는 수배전반, 무정전 전원공급장치(UPS : Uninterruptible Power Supply), 발전기, 자동절체 스위치(STS : Static Transfer Switch) 중요 장치들을 시험하게 된다.
기계설비 시험단계(S400)는 시험 계획단계(S200)에서 계획된 시험계획에 따라 전기설비 시험단계(S300)의 진행 이후에 실시된다. 이 기계설비 시험단계(S400)에서는 전산실 공조, 자동제어 연동확인, 냉수/냉각수 확인, 이중배관 절체시험, 이중마루 풍량 및 데드존(Dead Zone) 식별시험 및 전산실 부하시험을 진행하게 되며, 이를 통해 각 장치 및 부분 시스템의 신뢰성을 검증하게 된다.
부분연동 시험단계(S500)에서는 전기설비 시험단계(S300) 및 기계설비 시험 단계(S400)를 통해 개별적으로 신뢰성이 입증된 각각의 시스템에 대해 연계 동작을 시험하게 된다. 즉, 부분연동 시험단계(S500)에서 전기계통의 부분연동을 시험하는 경우 상술한 무정전 전원공급 장치와 발전기를 연동하여 시험하거나, 발전기와 한국전력 전원 절체에 관한 연동을 시험하게 된다. 또한, 부분연동 시험단계(S500)에서 기계계통의 부분연동을 시험하는 경우, 전산실과 냉각수 시스템 간의 연동을 시험하거나, 전산실과 공조시스템의 연동을 시험하게 된다.
전체연동 시험단계(S600)는 부분연동 시험을 통해 시스템의 신뢰성이 인정된 경우 기계설비와 전기설비 간의 복합적인 연동을 시험하게 된다. 이 전체연동 시험단계(S600)에서는 안정적인 운행에 따른 연동뿐만이 아니라 정전과 같은 특이사항에서의 전기설비와 기계설비의 연계 및 정상운전으로의 복귀를 시험하게 된다.
재시험 및 보완시험단계(S350, S450, S550)는 전기설비 시험단계(S300), 기계설비 시험단계(S400), 부분연동 시험단계(S500) 및 전체연동 시험단계(S600) 각각의 단계에서, 신뢰성이 확보되지 않는 경우 실패의 원인을 찾아 해결하고 동일한 시험을 수행하여 신뢰성을 확증하는 단계이다. 즉, 재시험 및 보완시험단계(S350, S450, S550)는 전기설비 시험단계(S300), 기계설비 시험단계(S400), 부분연동 시험단계(S500) 및 전체연동 시험단계(S600) 중 어느 한 단계에서 설비의 동작상태가 신뢰할만한 수준에 못 미치는 경우 언제든지 시행될 수 있다. 예를 들어 전기설비 시험단계(S300)에서 무정전 전원 공급장치의 신뢰성 시험 중 무정전 전원 공급이 이루어지지 않는 경우 재시험 및 보완시험단계(S350)를 수행하게 된다. 이를 통해 무정전 전원 공급이 이루어지지 않은 이유를 찾아 조치하고 재시험을 수행함으로써 신뢰성을 확보하게 된다.
시험결과 도출단계(S700)는 전술한 전기설비 시험단계(S300), 기계설비 시험단계(400), 부분연동 시험단계(500) 및 전체연동 시험단계(S600)에 따른 결과를 도출하여 설비의 신뢰성 정도를 파악하는 단계이다. 이 시험결과 도출단계(S700)는 전술한 각종 시험들을 통해 설비의 운용가능 범위, 운영시 제한사항, 운영안정성 및 설계의 취약점과 같은 다양한 정보를 시험결과를 통해 도출하여 운영 및 유지보수에 반영할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법은 전체연동 시험단계(S600)와 시험결과 도출단계(S700) 사이에 병행시험 단계(S800)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
병행시험 단계(S800)은 전체연동 시험단계(S600)의 완료 시점에 시행하는 시험으로 운영시 유지관리 및 안전확보 차원에서 시행하는 시험 단계이다. 이를 위해 병행시험 단계(S800)에서는 가스기밀도 시험(Door Fan Test), 수질분석, 실내공기질 측정(IAQ), 전자기파 측정 및 누전차단기 차단시험과 같은 각종 시험을 수행하여 설비에 대한 화재시 소화가능정도, 정상 가동시 수질 오염 정도, 생활환경 하의 대기 수준 정도와 같은 다양한 상태를 분석하여 파악하게 된다. 이 병행시험 단계(S800)에서 도출된 결과는 시험결과 도출단계(S700)에 반영된다.
도 2는 전기설비 계통의 예를 도시한 회로 예시도이다.
도 2를 참조하면, 중요설비의 수전, 무정전 전원 공급 및 자가발전을 위한 전기 설비는 대략 도 2에 도시된 바와 유사하게 구성될 수 있다. 한국전력으로부터 전력을 공급받거나 차단하여 절체하는 자동부하 절체개폐기(ALTS), 이 자동부하 절체개폐기와 연결되는 변압기(TR), 변압기(TR)와 무정전 전원공급장치(UPS) 사이에 배치되는 자동 절체 개폐기(ATS), 자동 절체 개폐기(ATS)와 연결되는 발전기 제어반(GCP), 발전기 제어반(GCP)을 통해 제어되는 복수의 발전기(G), 부하(L)와 무정전 전원공급장치(UPS)를 연결하는 무정전 자동 절체 스위치(STS)에 의해 전기 설비 계통이 구성될 수 있다. 하지만, 이로써 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 도 2는 일례로써 제시된 것이다.
이와 같이 구성된 전기설비의 신뢰도 확인을 위해 전기설비 시험 단계(S300)에서 다양한 시험이 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이 전기설비 시험단계(S300)에서 수행되는 시험은 수배전반, 무정전 전원 공급장치, 발전기 및 무정전 자동 절체 스위치(STS)와 같은 중요 장치에 대한 신뢰성을 확인하는 것을 주요 목적으로 한다. 이외에도 부가적인 장치에 대한 시험이 수행될 수 있으나, 가장 중요한 구성인 위의 설비에 대한 시험을 주로 하여 신뢰성 시험이 수행된다.
전기설비 시험단계(S300)에서 수배전반에 관한 시험으로, 릴레이 보호협조, 변압기 절체 시험 및 한국전력 인입 라인 절체 시험이 수행될 수 있다. 릴레이 보호협조를 통해 전체 수변전 계통의 차단기와 같은 주요 구성요소들의 단락전류를 시뮬레이션하여 기기선정 이상유무 및 상호 보호협조에 대한 확인을 시행하고, 이를 통해 실제 시스템 시험에 따른 기기 및 인체보호를 위한 안정성을 확인 및 설정하게 된다. 변압기 절체 시험은 수변전 설비에 설치된 주 및 예비 변압기간에 상 호 절체를 수행하여 상호 인터록(Interlock), 절체 기기, 시스템간의 이상여부를 확인하는 시험이다. 한국전력 인입 라인 절체시험은 예비회선 수전방식의 주 및 예비 변전소간에 전원을 상호 절체(정전 수반)함으로써 상호 인터록, 경보 발생의 적정서, 보호체계 및 기기의 이상 여부를 확인하기 위해 수행된다. 이와 같이 전기설비 시험단계(S300)의 수배전반 관련 시험은 릴레이 보호협조의 확인, 변압기 절체시험 및 한국전력 인입라인 절체 시험을 통해 전원공급의 신뢰성을 확인하게 된다. 이를 통해 다양한 수배전설비들의 실제 가동 전 이상 여부를 확인, 수정할 수 있게 된다. 예를 들어 변압기의 경우 변압기 절체 시험시 부하운전 중 온도 상승 시험 및 연속 부하 운전과 주변압기 및 예비 변압기간 절체 시험을 시행함으로써 보호 계전기 설정의 이상 유무를 판별하고 인터록을 확인하여 신뢰성을 확증할 수 있게 된다. 이와 같은 시험을 위해 대략 50 내지 100% 부하 운전 중 변압기를 열화상 측정하고, 회로별 고조파를 진단하며, 부하별 전압 변동을 측정하여 실제 가동시 발생할 수 있는 문제점을 사전에 파악할 수 있게 된다.
그리고, 전기설비 시험단계(S300)에서 무정전 전원 공급 장치(UPS)에 대한 신뢰성 시험이 수행될 수 있다. 이 무정전 전원 공급 장치(UPS)는 발전기(G)와 함께 한국전력으로부터의 전력 공급이 중단되는 비상시에 시설의 주요설비를 가동 및 유지시키기 위한 중요한 장치이며, 이에 대한 신뢰성 확보는 반드시 수반되어야 한다. 이를 위해 무정전 전원 공급 장치(UPS)에 대해서 무부하 및 전부하에 대한 무정전 전원공급 장치(UPS) 간 상호 절체 시험, 부분 및 급변 부하시험, 외부 및 내부 바이패스 절체 시험, 입력 실패 급변시험, 개별 입력 실패 시험, 무배터리 운전 시험, 전부하 1시간 연속 운전, 배터리 전부하 방전 시험 및 이의 등가 시험을 수행하게 된다. 무정전 전원공급 장치(UPS)의 상호 절체 시험을 무부하에서 수행함으로써 무정전 전원공급 장치에 부하를 연결하기 전 물리적인 기능 및 동작상태를 확인할 수 있다. 그리고, 부분 및 급변 부하 시험을 통해 부하를 일정수준씩 증가시켜 장비의 이상여부, 동작 특성을 확인하여 신뢰성을 확인할 수 있게 된다. 또한, 전부하 하에서 무정전 전원 공급장치(UPS)의 상호 절체 시험을 수행함으로써 병렬운정되는 무정전 전원공급 장치(UPS) 그룹 내 개별 장치의 이상 발생시 타 장치의 부하 분담을 확인하여 동작 가용성을 확인할 수 있다. 그리고, 외부 및 내부 바이패스 절체 시험을 통해 무정전 전원공급 장치(UPS)가 자체 보호를 위해 바이패스 되는 경우 절체 시간, 성능 및 부하분담을 확인하여 적절한 동작 범위를 확인할 수 있게 된다. 또한, 입력실패 시험을 통해 무정전 전원공급 장치(UPS)에 공급되는 전원의 정전에 따른 대응 및 추종성을 확인할 수 있으며, 무배터리 운전 시험을 통해 무정전 전원 공급장치의 동작 기반인 배터리 전원의 공급정지에 따른 장치의 동작 특성을 확인하는 것이 가능하다. 그리고, 연속운전 시험을 통해 소자, 회로기판의 이상 및 과열여부를 확인할 수 있으며, 이를 위해 6시간 내지 24시간 정도의 연속 운전을 수행할 수 있다. 마지막으로 배터리 전부하 방전 시험을 통해, 배터리 성능, 배터리 상태, 전기적 결합 및 백업시간의 이상유무를 검증하여 향후 운영에 대한 안정성 확보가 가능해진다. 또한, 이후의 부분연동 시험(S500)에서 부분 및 급변부하 시험 및 연속운전 시험을 발전기나 한국전력 인입전력과 함께 시험하여 연동정도를 확인하는 과정이 수행된다. 이외에도 무정전 전원공급 장치(UPS) 의 신뢰성 시험에는 조작, 동작, 표시 확인, 경보 및 트립 시험, 열화상 측정 시험이 수행될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
무정전 전원 공급장치(UPS)와 함께 발전기(G)도 정전과 같은 비상상황하에서 중요장치의 유지 및 운영을 위한 중요한 장치이다. 때문에 전기설비 시험단계(S300)에서는 비상발전기에 대한 신뢰성 시험이 수행될 수 있다. 비상발전기에 대한 대표적인 신뢰성 시험으로는 발전기 비상정지 시험, 발전기 병렬운전시험, 발전기 부분 및 급변 부하시험, 발전기 역률 특성 시험, 발전기 연속운전 시험 및 이의 등가시험이 실시될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
발전기 비상정지 시험시 개별 발전기 가동 및 비상차단을 실시함으로써 물리적인 손상여부 및 안정성을 타 시험전에 확인하는 것이 가능하다. 그리고, 발전기 병렬운전 시험을 통해 발전기간 통신, 부하분담, 자동병렬 동작 및 해제 시 이상여부를 확인할 수 있다. 또한, 부분 및 급변부하 시험을 통해 발전기 및 관련 장비의 이상여부를 확인할 수 있으며, 부분연동 시험시 무정전 전원공급 장치(UPS)의 연동여부 및 이상여부를 함께 확인하여 검증 또는 조치하는 것이 가능하다. 아울러, 연속 운전 시험에 따라 발전기를 전부하 하에서 6 내지 24시간 연속운전 함으로써 발전기의 안정적인 동력 공급 능력을 확인하고, 이상과열, 이상동작과 같은 문제요인을 사전에 발견하여 조치하는 것이 가능하다.
그리고 전기설비 시험단계(S300)에서 부하와 전원간의 연결을 자동으로 절체하는 무정전 자동절체 스위치(STS)의 신뢰성 확인이 중요한 부분을 차지한다. 때문에, 무정전 자동절체 스위치(STS)가 정상동작이 가능한지 여부를 확인하기 위한 전원소스간 절체시험을 무부하 상태에서 수회에 걸쳐 반복하여 수행할 수 있다. 또한, 부하 연결에 따른 무정전 자동절체 스위치(STS)의 동작 및 이상여부를 확인하기 위한 부분 및 급변 부하시험을 실시할 수 있다. 그리고, 전부하 상태에서 정상동작이 이루어지는지 여부를 확인하기 위한 전부하 절체시험, 주요 기능을 확인하기 위한 절체시간 측정 및 연속운전 시험을 수행할 수 있다.
도 3은 기계설비를 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 기계설비는 기계설비 제어기와 소방설비 제어를 포함하여 구성되는 빌딩자동화 시스템이 운영 및 유지되는 전산실과 빌딩자동화 시스템에 의해 운영되는 냉각탑, 항온항습기, 냉동기, 냉수 순환펌프와 같은 기계장치를 포함하여 구성된다.
이러한 기계설비의 신뢰성을 확인하기 위해 기계설비 시험단계(S400)에서는 전산실 컴퓨터 공조 시뮬레이션(CFD) 수행, 자동제어 연동확인, 냉각수 유량분배 확인 및 측정, 이중배관 절체, 이중마루 풍량 및 데드존 식별시험, 전산실 부하시험, 전산실 연속 운전 시험과 같은 다양한 시험이 수행된다.
전산실 컴퓨터 공조 시뮬레이션(CFD : Computational Fluid Dynamics) 시험은 전산실의 적절한 운영을 확인하기 위한 시험으로, 전산실의 기류 및 냉방에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 설계상의 냉방기 위치, 냉방용량, 서버랙 위치, 발열량과 같은 환경변수를 입력하고 이에 따라 기기배치 및 설계적정여부를 확인 및 판단한다. 그리고 판단 결과에 따라 기존 설치를 유지하거나, 재배치하고 필요에 따 라 용량을 증설하는 등의 조치를 수행하게 된다. 자동제어 연동확인은 부하시험 전 항온항습기, 냉동기계 설비의 자동운전, 지시값 정상여부, 자동제어 연동여부 확인, 화재발생시 청정소화가스구역의 항온항습 정지 확인과 같이 다양한 상태에서 소방 및 기계설비의 연동을 시험 및 확인하게 된다. 냉수 또는 냉각수 유량분배 확인 및 측정 시험은 기계설비 및 시설의 온도 유지의 적정성을 살피기 위해 냉각수의 순환, 압력의 변화, 유량분배의 적정성과 같은 다양한 요인을 측정하여 신뢰성을 확인, 유지하게 된다. 이중배관 절체시험은 냉각스가 정상적으로 순환하는 상태에서 이중화된 배관을 절체하여 편중되는 유량, 압력의 변화, 자동제어의 동작성과 같은 다양한 특성 및 이상여부를 확인하고 이를 조치하여 냉각수 순환시스템의 신뢰성을 확보하게 된다. 이중마루 풍량 및 데드존 식별시험은 이중마루 개구부의 풍량을 실측하여 전산실 컴퓨터 공조 시뮬레이션 값에 상응하는지 확인하고, 개별 항온항습기 정지시 풍량저하에 따른 핫스팟(Hotspot) 발생 여부를 확인하고 이에 따른 조치를 수행하기 위해 시행된다. 전산실 부하시험은 전산실에 발열 부하량을 설계치 대비 25%씩 증가시켜, 각 부하별 전산실의 온도/습도를 복수의 곳에서 측정하고, 이에 따라 항온항습기의 냉방성능을 확인함과 아울러 실제 수용가능한 발열량을 확인하기 위해 수행된다. 전산실 연속운전 시험은 전산실의 발열 부하량을 설계치의 전부하 상태로 항온항습기를 2 내지 6시간 혹은 그 이상 운전하여 항온항습기의 냉수 유량, 입출구 온도, 공기 입출구 온도와 같은 환경변수 및 기기의 내구성을 측정 및 확인하기 위해 수행된다. 또한, 이외에도 부분연동시험(S500)시 전산실 부하시험시 냉각수 절체시험 및 전산실 부하시험시 정전시험을 진행하여 연동상태 및 운행을 확인할 수 있다.
한편, 부분연동 시험단계(S500)에서 전기계통 부분연동 시험을 실시하여 전술한 바와 같이 무정전 전원공급 장치(UPS)의 부분 및 급변 부하시험과 함께 발전기와의 연동부하를 인가하여 연동 운전시 계통이상 발생여부 확인, 이 기종간의 영향, 기기 이상여부를 확인할 수 있다. 또한, 부분연동 시험단계(S500)에서 발전기 운전조건에 따른 다양한 시뮬레이션 운전을 통해 이상여부를 확인하고 한국전력 시스템과의 연동성을 확인하게 된다.
이와 같은 부분연동 시험단계(S500) 후에는 무부하 및 부하 정전 시뮬레이션 시험을 진행하여 전체적인 연동 상태를 확인하게 된다. 무부하 정전 시뮬레이션 시험은 기계설비, 전기설비의 무부하 가동상태에서 정전시험을 실시하여 발전기 동작, 한국전력으로부터의 복전에 따른 이상을 검출하여 조치하게 된다.
또한, 부하 정전 시뮬레이션을 통해 향 후 예상되는 임의부하 조건을 만들어 정전 조건을 실시함으로써 이상여부를 확인함과 아울러 건물설비의 가용능력을 판단하게 된다.
도 4는 실내공기 측정을 설명하기 위한 개념도, 도 5는 전자기파 측정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6은 누전차단기(RCD: Residual Current Device) 차단 시험을 설명하기 위한 개념도를 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 병행시험 단계(S800)에서는 운영시 유지관리 및 안전확보에 관련된 검사가 시행된다. 병행시험 단계(S800)에서 진행되는 시험으로는 가스기밀도 시험(Door Fan test), 수질분석, 실내공기질 측정(IAQ), 전자기파 측정, 누전차단기 차단 시험 및 이의 등가 시험이 진행될 수 있다.
가스기밀도 시험은 청정 소화 가스 분사 구역의 기밀도를 검사하여 화재시 소화에 필요한 가스 농도를 유지할 수 있는지 검증하기 위해 시행된다. 수질분석은 냉수, 냉각수와 같은 각종 수질을 분석하여 사용가능한 수준인지 검증하고, 약품처리, 부식방지 및 스케일 침착방지의 필요여부를 확인하기 위해 시행된다. 실내공기질 측정은 건물 내의 미세먼지, 온도, 습도, 이산화탄소 농도가 기준 이내인지 검증하고, 전산장비와 같은 중요장비에 영향을 미칠 수 있는 미세먼지 수준을 사전 검증하여 서버 이전 가능 여부와 시설의 재설치 및 유지, 보수를 진행하기 위해 시행된다. 이를 위해 도 4와 같이 실내 공기질 측정은 일정 구간, 블럭, 층 단위로 진행될 수 있다. 전자기파 측정은 도 5와 같이 주요 전기, 전자 제품 운용시 방출되는 전자기파를 측정하여 운영자의 안전 확보 및 기기간의 상호간섭 방지를 위해 시행된다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이 누전차단기 차단 시험을 진행할 수 있다. 누전차단기의 경우 일정한 누전에 대해 0.1초 내 차단기 차단이 이루어져야 하나, 실제로 차단이 지연되거나 하는 불량이 발생하여 기기 손상이나 인체 손상이 발생할 수 있어, 이에 대해 시험을 수행하고 불량을 조기 검출하기 위해 시행된다.
도 1은 본 발명에 따른 통합시스템 신뢰성 시험방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 전기설비 계통의 예를 도시한 회로 예시도.
도 3은 기계설비를 개략적으로 도시한 예시도.
도 4는 실내공기 측정을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 전자기파 측정을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 누전차단기 차단 시험을 설명하기 위한 개념도.

Claims (8)

  1. 복수의 개별장치로 구성되는 전기설비 및 기계설비를 포함하며 지속적인 전원공급이 필수적인 중요건물에 대하여 건물 이용에 선행하여 비상상황시 전원공급이 유지되어 각종 시스템이 정상적으로 작동되는지 사전 확인하는 통합시스템 신뢰성 시험 방법에 있어서,
    상기 전기설비를 구성하는 각각의 개별장치가 건물을 이용하는 과정에서 정상적으로 작동할 것인지에 대한 신뢰성을 개별장치 시험결과 오류의 검출여부로 판단하는 전기설비 시험단계;
    상기 기계설비를 구성하는 각각의 개별장치가 건물을 이용하는 과정에서 정상적으로 작동할 것인지에 대한 신뢰성을 개별장치 시험결과 오류의 검출여부로 판단하는 기계설비 시험단계;
    상기 전기설비 시험단계 및 상기 기계설비 시험단계에서 신뢰성이 검증된 상기 개별장치간에 충돌하여 문제가 발생되지 않는지 연계 동작을 시험하는 부분연동 시험단계;
    상기 부분연동 시험에 의해 신뢰성이 검증되면, 상기 전기설비 및 상기 기계설비 전체를 연동하여 시험하여 건물 전체적인 유기적 동작 여부를 확인하는 전체연동시험 단계;
    상기 전기설비 시험, 기계설비 시험, 부분연동 시험 및 상기 전체연동시험에 따른 결과를 이용하여 시험결과를 도출하는 시험결과 도출단계;를 포함하여 구성되어지되,
    상기 전기설비 시험단계에서는 비상상황시 전원공급에 필수적인 무정전 전원 공급 장치(UPS)와 발전기(G)와 무정전 자동절체 스위치(STS)에 최대부하를 인가하여 최대 악조건하에서의 정상작동 여부를 확인하는 전부하 시험절차와,
    상기 최대부하의 범위 이내에서 각 장치에 걸리는 부하를 일정수준 부분 변동하거나 급변 변동하여 이상여부와 동작 특성을 확인하는 변동 시험절차와,
    일정 시간 연속하여 동작을 시켜 이상여부나 과열여부를 확인하는 연속운전 시험절차를 더 포함함으로써,
    최대 악조건 하에서도 전원이 안정적으로 건물에 공급될 수 있도록 하여 각종 시스템이 정상적으로 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 통합시스템 신뢰성 시험 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기설비 시험단계, 기계설비 시험단계, 부분연동 시험단계 및 전체연동 시험단계 중 어느 한 단계는,
    상기 시험결과 검출된 오류를 수정 및 정정하는 보완단계; 및
    상기 보완된 설비에 대해 재시험을 수행하는 재시험 수행단계;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 통합시스템 신뢰성 시험 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기설비 시험단계는,
    수배전반 신뢰성시험, 무정전 전원공급 장치 신뢰성시험, 발전기 신뢰성 시험 및 무정전 전원 자동절체 스위치 신뢰성 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 통합시스템 신뢰성 시험 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 기계설비 시험단계는,
    전산실 컴퓨터 공조 시뮬레이션 신뢰성 시험, 자동제어 연동확인 시험, 냉수(또는 냉각수) 유량분배 확인 및 측정 시험, 이중배관 절체시험, 이중마루 풍량 식별시험, 전산실 부하시험 및 전산실 연속운전 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 통합시스템 신뢰성 시험 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 부분연동 시험단계는
    무정전 전원공급 장치의 부하시험시 발전기를 연동하는 전원연동 시험, 발전기에 대한 시뮬레이션과 이에 따른 전원공급을 검사하는 발전기 시뮬레이션 시험, 전산실 부하시험시 냉수(또는 냉각수) 시스템을 절체하는 전산실 냉수 절체시험 및 전산실 부하시험시 항온항습기를 절체하는 전산실 항온항습 정전 시험 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 통합시스템 신뢰성 시험 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 전체연동 시험단계는
    상기 기계설비 및 상기 전기설비에 대해 무부하 상태에서의 정전 시험을 실시하는 무부하 정전시험 및
    상기 기계설비 및 상기 전기설비에 대해 임의부하 상태에서 정전 시험을 실시하는 부하 정전시험 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 통합시스템 신뢰성 시험방법.
  8. 삭제
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