KR100907947B1 - 무정전 전원공급을 위한 서버구동용 전원시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서버 구동에 필수적으로 요구되는 전원을 무정전 상태를 유지하면서 안정적으로 공급할 수 있는 전원시스템에 관한 것으로, 전원(P)의 전기를 수전해 처리하는 다수 개의 무정전 전원장치(UPS); 무정전 전원장치(UPS)와의 일대일 연결을 위한 다수 개가 구비되고, 하기 서버(20, 20')로의 통전 여부를 제어하는 동기절체 스위치(STS); 둘 이상의 동기절체 스위치(STS)와 연결되어 해당 동기절체 스위치(STS)로부터 무정전 상태로 전기를 공급받는 서버(20, 20'); 전원(P')의 전기를 수전해 처리하는 다수 개의 예비전원장치(UPS Sn); 예비전원장치(UPS Sn)로부터 각각 유입된 전기를 수전해 메인라인(ML)으로 송전하는 출력배전반(30); 및 동기절체 스위치(STS)마다 무정전 전원장치(UPS)와 각각 분전선(DL)을 매개로 병렬 연결되고, 메인라인(ML)의 전기를 분기해서 무정전 전원장치(UPS)로부터 송전된 전기에 상응하게 처리하며, 메인라인(ML)을 따라 다수 개가 병렬 연결되는 분기반(40)을 포함하는 것이다.

Description

무정전 전원공급을 위한 서버구동용 전원시스템{Uninterruptable power supply for Server}
본 발명은 서버 구동에 필수적으로 요구되는 전원을 무정전 상태를 유지하면서 안정적으로 공급할 수 있는 전원시스템에 관한 것이다.
각종 온라인서비스를 제공하는 사이트 운영 서버는 데이터 보호는 물론 클라이언트와의 안정된 접속상태 유지를 위해 정전없는 전원공급환경을 보장받아야 한다.
이를 위해 종래에는 무정전 전원장치(UPS; Uninterruptable Power Supply) 및 동기절체 스위치(STS; Static Transfer Switch)를 포함하는 전원시스템을 이용해 서버에 공급되는 전원의 무정전 환경을 보장하였다.
도 1은 종래 전원시스템의 모습을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 전기의 흐름을 순서로 설명한다.
전원(P)으로부터 최초 공급되는 전기는 하나의 군을 이루는 다수의 무정전 전원장치(UPS A1 내지 UPS A4, UPS B1 내지 UPS B4; 이하 'UPS')로 배전돼 유입된 다. 여기서, 무정전 전원장치(UPS)는 서버(20, 20')와 1:1로 연결되어서 안정된 전원공급 환경을 조성하나, 무정전을 위한 전원시스템은 도시한 바와 같이 다른 군에 포함된 서버(20, 20')로의 무정전 전기공급을 담보하기 위해 서버(20, 20')보다 많은 수의 무정전 전원장치(UPS)가 예비로 보강된다. 즉, 무정전 전원장치(UPS)는 당해 군에 포함된 서버(20, 20')에 전기를 공급하기 위한 무정전 전원장치(UPS A2, UPS B2)는 물론, 이웃하는 군의 서버(20, 20')에 전기를 공급할 수 있는 별도의 무정전 전원장치(UPS A1, UPS A3, UPS B1, UPS B3)를 포함하는 것이다. 또한, 이웃하는 군의 서버(20, 20')와는 무관하게 예비용 무정전 전원장치(UPS A4, UPS B4)가 더 포함될 수도 있다.
결국, 도시한 실시예에서는 전원(P)의 최초 공급전기는 하나의 군을 이루는 4개의 무정전 전원장치(UPS)로 배전된다.
한편, 전원(P)은 무정전 전원장치(UPS)와는 별도로 제1예비라인(L1) 또는 제2예비라인(L2)과 연결될 수 있는데, 제1예비라인(L1)은 무정전 전원장치(UPS)로부터 유입되는 전기를 종합하는 출력배전반(11, 11')과 연결되고, 제2예비라인(L2)은 예비 STS입력반(13, 13')과 연결된다. 따라서, 당해 출력배전반(11, 11')과 연결된 모든 무정전 전원장치(UPS)에 문제가 발생할 경우, 상기 출력배전반(11, 11')은 제1예비라인(L1)을 통해 전원(P)으로부터 직접 전기를 공급받을 수 있고, 아울러, 동기절체 스위치(STS A1 내지 STS A3, STS B1 내지 STS B3; 이하 'STS')는 제2예비라인(L2)을 통해 전원(P)으로부터 직접 전기를 공급받을 수 있게 된다.
출력배전반(11, 11')으로 유입된 전기는 종합된 후 STS입력반(12, 12', 13, 13')으로 이동한다.
STS입력반(12, 12', 13, 13')은 출력배전반(11, 11')으로부터 유입된 전기를 상기 군을 이루는 다수의 동기절체 스위치(STS)로 배전하는 것으로, 출력배전반(11, 11')에 의해 종합된 전기를 동기절체 스위치(STS)가 수용가능하게 분기 및 배전한다.
즉, 전원(P)으로부터 유입된 전기는 하나의 군을 이루는 4개의 무정전 전원장치(UPS)로 분배되고, 이는 다시 출력배전반(11, 11')에서 종합되며, 이는 다시 STS입력반(12, 12', 13, 13')에서 3개의 동기절체 스위치(STS)로 배전된다. 이때, 4개의 무정전 전원장치(UPS)에서 유입된 잉여 전기는 STS입력반(12, 12', 13, 13')에서 소멸되거나, 제3예비라인(L3)을 통해 이웃하는 군의 출력배전반(11, 11')으로 전달될 수 있다. 후자의 경우, 해당 군의 무정전 전원장치(UPS)에 문제가 발생하면 이웃하는 군으로부터 전기를 공급받을 수 있으므로, 서버(20, 20')로의 전기공급을 지속할 수 있게 된다.
계속해서, STS입력반(12, 12', 13, 13')에서 배전된 전기는 동기절체 스위치(STS)로 유입된다. 동기절체 스위치(STS)는 서버(20, 20')가 요구하는 전기를 제어 및 관리하는 것으로, 서버(20, 20') 하나에 하나의 동기절체 스위치(STS)가 배정될 수 있다. 그러나, 도시한 바와 같이 하나의 군에는 다수 개의 동기절체 스위치(STS)가 구비될 수 있고, 서버(20, 20')와 연결된 동기절체 스위치(STS A2, STS B2)를 제외한 다른 동기절체 스위치(STS A1, STS A3, STS B1, STS B3)는 이웃하는 군의 서버(20, 20')와 연결될 수 있다. 즉, 서버(20, 20')에 전기 공급을 제 어하는 전용 동기절체 스위치(STS A2, STS B2)에 문제가 발생해 정전될 경우, 이웃하는 군의 다른 동기절체 스위치(STS A1, STS A3, STS B1, STS B3)는 제4예비라인(L4; 동기절체 스위치(STS A3)와 서버(20') 통전라인)을 통해 해당 서버(20, 20')에 전기를 공급함으로서 무정전 상태를 유지할 수 있는 것이다.
결국, 서버(20, 20')는 무정전 전원장치(UPS), 출력배전반(11, 11'), STS입력반(12, 12', 13, 13') 중 어느 하나 이상에 문제가 발생하더라도 이웃하는 군, 또는 동일 군 내에서 이웃하는 다른 무정전 전원장치(UPS), 출력배전반(11, 11'), STS입력반(12, 12', 13, 13')으로부터 안정된 전기공급을 유지할 수 있으므로, 무정전 상태를 담보할 수 있다.
그런데, 종래 전원시스템은 무정전 전원장치(UPS), 출력배전반(11, 11'), STS입력반(12, 12', 13, 13') 등의 문제 발생시 이를 대신하기 위해, 예비 무정전 전원장치(UPS A4, UPS B4)와, 제3예비라인(L3)을 매개로 한 이웃하는 군의 출력배전반(11, 11') 간 통전 상태 유지와, 출력배전반(11, 11')에 의해 종합된 전기의 배전 등을 위한 STS입력반(12, 12', 13, 13') 등이 반드시 요구되고, 이들 상호 간의 복잡한 통전 구조 또한 구성 및 유지해야 하므로, 전원시스템의 제작에 따른 경제성과 이를 운영하기 위한 효율이 지나치게 저조하다는 문제가 있었다.
또한, 유사시에는 제1,2예비라인(L1, L2)을 통해 안정화되지 않은 전기가 전원(P)으로부터 서버(20, 20')에 직접 공급될 수 있으므로, 전원(P)으로부터 공급된 전기에 문제가 있을 경우 서버(20, 20')는 치명적인 손상을 입을 수 있고, 정전으로 인해 서버(20, 20')의 구동이 정지되는 이상의 피해가 초래될 수 있다는 문제 또한 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 무정전 환경에서 서버로의 전기공급을 안정적으로 유지하고, 제작효율 및 경제성은 물론 운영효율 또한 개선할 수 있는 무정전 전원공급을 위한 서버구동용 전원시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
전원의 전기를 수전해 처리하는 다수 개의 무정전 전원장치;
무정전 전원장치와의 일대일 연결을 위한 다수 개가 구비되고, 하기 서버로의 통전 여부를 제어하는 동기절체 스위치;
둘 이상의 동기절체 스위치와 연결되어 해당 동기절체 스위치로부터 무정전 상태로 전기를 공급받는 서버;
전원의 전기를 수전해 처리하는 다수 개의 예비전원장치;
예비전원장치로부터 각각 유입된 전기를 수전해 메인라인으로 송전하는 출력배전반; 및
동기절체 스위치마다 무정전 전원장치와 각각 분전선을 매개로 병렬 연결되고, 메인라인의 전기를 분기해서 무정전 전원장치로부터 송전된 전기에 상응하게 처리하며, 메인라인을 따라 다수 개가 병렬 연결되는 분기반;
을 포함하는 무정전 전원공급을 위한 서버구동용 전원시스템이다.
상기의 본 발명은, 전원시스템의 구성을 최소화해서 제작효율과 경제성을 향상시키고, 불필요한 잉여전기의 발생을 줄여서 운영효율을 개선할 수 있는 한편, 심플한 통전 구조를 통해 전원시스템의 관리를 보다 안정화할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전원시스템의 모습을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 전원시스템은 무정전 전원장치(UPS)가 동기절체 스위치(STS)의 개수에 상응하게 구비되어서, 무정전 전원장치(UPS)와 동기절체 스위치(STS)는 1:1로 직접 연결된다. 즉, 전원(P)으로부터 유입되는 전기는 무정전 전원장치(UPS)에 고르게 배전되고, 무정전 전원장치(UPS)로 유입된 전기는 종래 전원시스템이 구비한 출력배전반(11, 11') 및 STS입력반(12, 12', 13, 13')을 거치지 않고 동기절체 스위치(STS)에 직접 유입되면서, 당해 동기절체 스위치(STS)와 연결된 서버(20, 20')는 구동에 필요한 전기를 공급받는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 전원시스템 또한 하나의 군에 다수 개의 무정전 전원장치(UPS) 및 동기절체 스위치(STS)를 구비함으로서, 정전시 예비라인(L)을 매개로 이웃하는 군의 서버(20, 20')에 지속적인 전기공급이 유지되도록 한다.
계속해서, 본 발명에 따른 전원시스템은 예비전원장치(UPS S1, UPS S2, UPS S3; 이하 'UPS Sn')를 포함한다.
예비전원장치(UPS Sn)는 별도의 전원(P')으로부터 전기를 공급받고, 출력배전반(30)에서 안정화 처리 후 종합돼 동기절체 스위치(STS)로 송전된다. 이렇게 송전되는 전기는 메인라인(ML)을 타고 각 군의 동기절체 스위치(STS)로 전달된다. 이때, 각 군의 동기절체 스위치(STS)는 제1,2분전선(DL1, DL2; 이하 '분전선(DL)')을 매개로 병렬 연결되고, 분전선(DL)의 말단은 각 군별로 3개가 구성되는 동기절체 스위치(STS)에 분선된다.
결국, 동기절체 스위치(STS)는 무정전 전원장치(UPS)로부터 송전된 전기를 우선적으로 수전해서 서버(20, 20')로 전송하고, 유사시 동기절체 스위치(STS)는 서버(20, 20')로의 지속적인 전기 공급을 위해 분전선(DL)으로부터 전송된 전기를 당해 서버(20, 20')로 전송한다. 이때, 분전선(DL)을 따라 흐르는 전기는 서버(20, 20')의 정상적인 가동을 위한 적정 전압 및 전류를 갖추어야 하므로, 군의 수에 따라 메인라인(ML)에 병렬 연결되는 다수의 분전선(DL)은 각각 제1,2분기반(41, 42; 이하 '분기반(40)')을 매개로 통전한다. 이때, 분기반(40)은 메인라인(ML)으로부터 통전된 전기를 해당 동기절체 스위치(STS)가 수용가능하게 분기한다.
이를 통해 서버(20, 20')에 전기를 전달하는 무정전 전원장치(UPS)에 문제가 발생하면, 당해 무정전 전원장치(UPS)와 직접 연결된 동기절체 스위치(STS)는 해당 분전선(DL)으로부터 전기를 공급받아 상기 무정전 전원장치(UPS)를 대신하므로, 서버(20, 20')는 유사시에도 무정전 상태를 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전원시스템은 다수의 군이 하나의 층(S1, S2, S3)을 이루고, 이렇게 이루어진 층(S1, S2, S3)은 다수 개의 층(S1, S2, S3)으로 분리돼 이루어질 수 있다. 물론, 예비전원장치(UPS Sn)가 각 층(S1, S2, S3)에 포함된 서버(20, 20')로의 전기공급을 위해, 메인라인(ML)이 각 층(S1, S2, S3)과 병렬연결될 수도 있을 것이다.
한편, 예비전원장치(UPS Sn)는 다수 개가 구비되어서, 군 또는 층별로 연결될 수도 있을 것이다. 즉, 본 발명에 따른 전원시스템은 서버의 증감에 따른 예비전원장치(UPS Sn)의 개수는 물론, 다수 개의 예비전원장치(UPS Sn)가 하나의 집합을 이루는 경우 상기 집합의 개수를 임의로 용이하게 조정할 수 있으므로, 서버(20, 20')의 증감에 따른 시스템 환경 변경이 용이하다.
도 1은 종래 전원시스템의 모습을 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전원시스템의 모습을 도시한 블록도이다.

Claims (2)

  1. 전원(P)의 전기를 수전해 처리하는 다수 개의 무정전 전원장치(UPS);
    무정전 전원장치(UPS)와의 일대일 연결을 위한 다수 개가 구비되고, 하기 서버(20, 20')로의 통전 여부를 제어하는 동기절체 스위치(STS);
    둘 이상의 동기절체 스위치(STS)와 연결되어 해당 동기절체 스위치(STS)로부터 무정전 상태로 전기를 공급받는 서버(20, 20');
    전원(P')의 전기를 수전해 처리하는 다수 개의 예비전원장치(UPS Sn);
    예비전원장치(UPS Sn)로부터 각각 유입된 전기를 수전해 메인라인(ML)으로 송전하는 출력배전반(30); 및
    동기절체 스위치(STS)마다 무정전 전원장치(UPS)와 각각 분전선(DL)을 매개로 병렬 연결되고, 메인라인(ML)의 전기를 분기해서 무정전 전원장치(UPS)로부터 송전된 전기에 상응하게 처리하며, 메인라인(ML)을 따라 다수 개가 병렬 연결되는 분기반(40);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원공급을 위한 서버구동용 전원시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    다수 개의 상기 예비전원장치(UPS Sn)와 출력배전반(30)이 하나의 집합을 이루고, 이 집합은 다수 개가 메인라인(ML)과 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 무 정전 전원공급을 위한 서버구동용 전원시스템.
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