معرفی یو پی اس و کاربردهای آن

ups,یو پی اس

یو پی اس چیست ؟

یو پی اس برگرفته از مجموعه کلمات Uninterruptible power supply است که دستگاهی الکترونیکی است که به منظور تأمین پیوسته انرژی برای دستگاههای مصرف کننده که به اختلافات موجود در شبکه و قطع برق حساس بوده و جزء مجموعه های کامپیوتری ، مخابراتی ، کنترل ، ابزار دقیق و آزمایشگاهی و بیمارستانی می باشد .
این دستگاه جهت استفاده کاربران، انرژی DC را به AC تبدیل می کند. لازم به ذکر است که در مواقع قطع برق میتوان از ژنراتوهای AC جهت تغذیه دستگاه‌ها استفاده نمود ولی این منابع با توجه به مشکلاتی نظیر شناور بودن ولتاژ و فرکانس، حجم بزرگ، الودگی صوتی، دودزا بودن، زمان طولانی وصل شدن بعداز قطع برق و لزوم سرویس و باز بینی دایمی عملا کاربردی در دستگاه‌های حساس ندارد. دستگاه‌های UPS با ابعاد کوچک و بدون نیاز به سرویس دایمی و بدون ایجاد آلودگی‌ها با تثبیت ولتاژ و فرکانس، وسایل بسیار مناسبی جهت حفاظت سیستم‌ها در مقابل اختلالات برق شبکه می‌باشد.
بطور کلی منبع تغذیه بدون وقفه ( یو پی اس ) دستگاهی است متشکل از قطعات حالت جامد (SOLID – STATE) که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده واز بروزاختلافات برق ورودی ( برق شهر ) از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند :



تشریح اصطلاحات

افزایش سریع و ناگهانی ولتاژ ( Spike )

spike ها ولتاژهای سریع ، ناگهانی و گذرا با طول زمانی کوتاهی هستند که می توانند به نواحی مثبت و یا منفی شکل موج اصلی برق اضافه شوند ، صاعقه ای که بصورت موضعی به زمین اصابت میکند بویژه زمانی که به کابلهای ارتباطی برق القاء شود از مهم ترین عوامل تولید این نوسانات میباشد. البته خارج شدن بارهای القایی و تجهیزاتی که جریانهای الکتریکی زیادی را Switch میکنند نظیر بارهای سلفی و خازنی ، یا بارهایی که بوسیله شرکت های برق Switch می شوند ، نیز می توانند سبب ایجاد اسپایک گردند . اسپایکها می توانند به اجزای الکتریکی خسارت وارد کرده یا آنها را از بین ببرند . مثلا براحتی وارد مدارات منبع تغذیه شده و سبب آسیب های سخت افزاری ونرم افزاری شوند.

افزایش ولتاژ لحظه ای ( Surge )

عبارت است از افزایش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجودمی آید. Surge بر خلاف Spike چون از یک سیکل بزرگتر است مقدار ولتاژ متوسط را تغییر نمی دهد ، اما چون دارای زمان بیشتری است اثرات نامطلوبی را بر منابع تغذیه سوئیچینگ دارد و سبب کاهش طول عمر یا خرابی تجهیزات الکترونیکی می شود . علت عمده تولید آن علاوه بر رعد و برق خارج شدن بارهای الکتریکی بزرگ مانند الکترو موتورها از خطوط برق یا بروز نقص وخطا در تجهیزات تامین کننده برق منطقه ای میباشد .

هارمونیک( Harmonic )

هارمونیک یک موج اضافی بادامنه کوچک است که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی باشد.
هارمونیکها عموماً توسط بارهای غیر خطی بوجود می آیند که از برق شهر جریان هایی غیرخطی با دامنه بالا می کشند . یکسو سازهای کنترل شده ، منابع تغذیه سوییچینگ و ماشین های الکتریکی را می توان بعنوان منابع ایجاد این نوع تاثیر نام برد . همچنین می توان به کامپیوترها ، دستگاههای فتوکپی ، پرینترهای لیزری و موتورهای دوار با سرعت متغیر نیز اشاره کرد.هارمونیکهای اضافی باعث بروز خطا در شبکه و افزایش حرارت دستگاهها می شوند.
البته استفاده از تجهیزاتیکه منبع تغذیه آنها مجهز به مدار اصلاح ضریب توان ورودی باشد در کاهش هارمونیکهای اضافی بسیار موثر است .

افت طولانی ولتاژ( Brownouts )

Brownouts همانند Sag بوده با این تفاوت که طول مدت آن طولانی تر است ، افت ولتاژ طولانی ، اغلب به دلیل عدم توانایی تامین توان مورد نیاز ، توسط منبع اصلی تولید برق می باشد . البته مصرف کننده های بزرگ در ساختمان ومنطقه مانند سیستمهای تهویه مطبوع ویا گرمازا نیز می توانند باعث کاهش ولتاژ شبکه شوند . کاهش ولتاژ به مدت طولانی سبب ایجاد گرمای زیاد در موتورها و خرابیهای عمده ای در تجهیزات الکتریکی می شود.

نویز ( Noise )

نویزها اغلب به دو صورت مد معمولی ( normal mode ) و مد مشترک ( common mode ) ظاهر میشوند. نویز حالت معمولی ، نتیجه اختلال بین ولتاژهای فاز به فاز و فاز به نول است ونویز حالت مشترک ناشی از بروز اختلال بین خطوط منبع وزمین می باشد.
نویزها سیگنالهای ناخواسته ای هستند که غالباً از چند میلی ولت تا چند ولت دامنه داشته و بر روی سیگنال های اطلاعات سوار شده و سبب تخریب یا ایجاد اختلال در ارسال اطلاعات (Hang کردن کامپیوتر) ، عملکرد نامطلوب دستگاههای حساس ، خرابی هارددیسک و حتی صفحه نمایش و ...می گردند. موتورها ، پرینترهای لیزری، دستگاههای جوشکاری ،سیستمهای رادار ، فرستنده های رادیویی ، منابع تغذیه سوییچینگ و ...می توانند مولد نویز باشند. لازم به ذکر است که در شبکه های کامپیوتری و سایتها ، مجاورت کابلهای شبکه(دیتا) با برق در صورتی که فاقد عایق یا روکش مناسب باشند نیز می تواند سبب ایجاد نویز و عواقب ناشی از آن گردد. البته کابل کشی مجهز به ارت استاندارد ،استفاده از دستگاههای یوپی اس با تجهیزات ارتینگ مناسب ( جهت به حداقل رساندن EMI یا تداخل الکترو مغناطیسی و RFI یا تداخل فرکانس رادیویی) و قرار دادن بارهای مصرفی در مکانهایی که حتی الامکان از منابع مولد نویز دور باشند ، میتواند به طور قابل ملاحظه ای از تاثیرات نا مطلوب نویزها بر عملکرد دستگاههای حساس بکاهد.

افت ولتاژ لحظه ای ( Sag )

عبارت است از کاهش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجودمی آید. که این امر ناشی از شروع به کار کردن یک بار بزرگ با جریان بالا مانند دستگاههای تهویه یا موتورهای الکتریکی است.(لازم به ذکر است که یک موتور میتواند جریان راه اندازی بیشتر یا معادل 6 برابر جریان نامی خود داشته باشد .) افت ولتاژ لحظه ای (sag) میتواند سبب خرابی تجهیزات ، ایجاد خطا در پردازش داده و یا از دست دادن اطلاعات شود .

قطع برق شهر( Blackouts )

عبارت است از قطع کامل جریان برق و در هنگام وقوع آن منبع نیروی برق کاملا از کار می افتد . این وضعیت در اثر بروز اشکال درتجهیزات خطوط نیرو ، حرارت ، طوفان همراه با رعد و برق و سایر شرایط پیش می آید و عواقبی چون از دست دادن اطلاعات وگاهی خرابی تجهیزات مصرفی را به دنبال دارد .

نوسانات فركانسی ( Frequency variation )

به معنای تغییرات در فرکانس برق شهر یا منبع توان می باشد معمولاً اين نوسانات در برق شهر ايجاد نمي شود این مورد که یکی از مشکلات منابع پشتیبانی مانند ژنراتورها می باشد می تواند در عملکرد دستگاههای حساس ایجاد مشکل نماید. البته در صورتیکه نوسانات فرکانسی در بازه وسیعی رخ ندهد بر عملکرد تجهیزات IT تاثیر نا مطلوبی نخواهد داشت .



پرسش و پاسخ

برخی از مشکلات موجود در برق شهر :

1 - Power failure : (قطع برق) : عبارتست از قطع کامل جریان برق
2 - power surge : (افزایش ولتاژ لحظه ای) : عبارتست از افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی
3 - power sag : (افت ولتاژ لحظه ای) :عبارتست از کم شدن دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی
4 - over voltage : (افزایش طولانی ولتاژ) : افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی
5 - under voltage : (کاهش دامنه ولتاژ) : کاهش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی
6 - spik/transilent : (نوسانات شدید لحظه ای) : نوسانات سریع و ناگهانی ولتاژ
7 - noise : (نویز الکتریکی) : معمولاً توسط منابع تغذیه کامپیوترها و یا امواج رادیویی و مغناطیسی ایجاد می شود .
8 - frequency variniation : (تغییرات فرکانس) : تغییرات در فرکانس برق شهر
9 - Harmonics : (هارمونیکا) : یک موج اضافی با دانه کوچک که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی می باشد .

مشخصات یک یو پی اس مناسب چیست ؟

1 - سیستم حفاظتی :
• حفاظت در مقابل رعد و برق و افزایش ناگهانی ولتاژ برق
• حفاظت در مقابل برگشت ولتاژ روی دوشاخه ورودی در حالت استفاده از باتری
• حفاظت در مقابل دو فاز شدن برق ورودی
• حفاظت از دستگاه‌های مصرف کننده در مقابل تغییرات ولتاژ خروجی خارج از محدوده مجاز
• حفاظت در مقابل تغییرات ولتاژ و فرکانس برق ورودی
• حفاظت در مقابل افزایش بیش از حد مجاز دمای داخل دستگاه
• حفاظت در مقابل نویز های Common Mode موجود در برق شهر
• حفاظت در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه در خروجی
• حفاظت در مقابل اتصال معکوس باتری
• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه شارژر
• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه باتری
• حفاظت در مقابل تخلیه غیر مجاز باتری
• حفاظت در مقابل ولتاژ بالاتر از حد مجاز شارژ باتری
• حفاظت از خط تلفن/فکس/مودم/شبکه

2 - سیستم هشدار دهنده نوری و صوتی :
• تامین برق خروجی از باتری
• تامین برق خروجی از برق شهر
• نمایشگر ظرفیت باتری
• اضافه بار و اتصال کوتاه
• نمایشگر میزان توان مصرفی
• تضعيف باتری
• ولتاژ و یا فرکانس ورودی خارج از محدوده مجاز
• ولتاژ بالاتر از حد مجاز شارژ باتری
• خراب بودن باتری
• حالت خطا
• افزايش دمای داخلی دستگاه
• برق ورودی نرمال
• تامین برق خروجی از طریق سوئیچ Bypass
• عدم اتصال به ارت مناسب
• اتصال نادرست به فاز و نول برق شهر
• زمان Shutdown شدن و يا به خواب رفتن
• تضعيف باتری
• حالت خطا
• افزایش ولتاژ باتری و یا شارژر آن از حد مجاز درحالت برق
• اضافه بار
• اتصال معکوس باتری
• در حال Shutdown شدن و يا به خواب رفتن
• عملکرد تست
• عدم اتصال مناسب با ارت
• اتصال نادرست به فاز و نول برق شهر
• افزايش دمای داخلی دستگاه

3 - قابلیت های ویژه :
• توانايی کار با ژنراتور
• مجهز به سيستم Watchdog
• حذف نويزهای تداخلی الکترومغناطيسی EMI و راديوئی RFI
• اصلاح ضريب قدرت ورودی (PFC)
• ماژولار بودن سیستم جهت تعمیرات آسان و صرفه‌جوئی در وقت
• مجهز به ترمینال مخصوص جهت اتصال به کابینت باتری
• دارای حجم و وزن پایین
• مجهز به شارژر سوئیچینگ
• مجهز به پورت ارتباطی هوشمند RS232
• مجهز به نرم‌افزار قدرتمند UPSwing Pro جهت ذخیره نمودن، بستن فایل های باز و خروج از شبکه در شرایط بحرانی و امکان کنترل و مانیتورینگ يوپی‌اس توسط آن
• مجهز به باتری سیلد اسید داخلی (برخی مدل‌ها)
• مجهز به دکمه‌ی تست جهت اطلاع از سلامت باتری
• مجهز به کنترل هوشمند میکروپروسسوری
• قابلیت راه اندازی يوپی‌اس بدون وجود برق شهر
• روشن شدن شارژر با اتصال يوپی‌اس به برق شهر بدون نیاز به روشن کردن يوپی‌اس
• امکان اضافه نمودن UPS Device Manager ها مانند SNMP Card
• امکان انجام Bypass دستی جهت تعمیر و یا سرویس دستگاه بدون نیاز به خاموش نمودن بارها (برخی مدل‌ها)

انواع باتری های قابل استفاده در UPS کدامند ؟

1 - سرب اسید
2 - نیکل کادمیم
3 - لیتیوم
4 - سیلور آلکالین
مناسبترین نوع باتری برای UPS نوع سرب اسید (lead – acid) می باشد و بیشتر با درپوش کاملا بسته که نیاز به سرویس و نگهداری ندارد و با ولتاژ 12V استفاده می گردد . البته در آمپر ساعت بالا از 2 ولتی استفاده می گردد در جاهایی که نیاز به طول عمربالاتر از10 سال باشد . معمولا از نیکل کادمیم استفاده می گردد.
زمان برق دهی یو پی اس به دو عامل بستگی دارد :
1 - تعداد سیستم ها و میزان بار
2 - ظرفیت باتری مورد استفاده
که این زمان از 5 تا 7 دقیقه برای save اطلاعات و خاموش کردن سیستم شروع و تا بک آپ های بالا ادامه دارد

دسته بندی توپولوژی در یو پی اس :

1 - standby ( off line ) :
این توپولوژی عموماً برای تغذیه کامپیوترهای شخصی بکاربرده می شود .
در شرایط عملکرد عادی (هنگامیکه منبع توان ورودی در بازه مجاز است ) ، توان از منبع ورودی به transfer switch و خروجی دستگاه یوپی اس انتقال داده می شود و در زمان خرابی منبع ورودی و یا خارج شدن ولتاژ و فرکانس از رواداریهای مجاز ، توان خروجی توسط اینورتر و انرژی ذخیره شده باتری تامین میگردد واینورتر تنها هنگامی شروع به کار میکند که منبع ورودی دچار خرابی گردد .
در این تکنولوژی توان خروجی از کیفیت چندان مناسبی برخوردار نیست و عمومأ در توانهای کم تولید می گردد.، اما راندمان بالا و قیمت پایین از مزایای این طراحی است.

2 - standby ferro :
در این تکنولوژی ترانسفورمری با طراحی و عملکردی خاص بنام فرورزونانت بکاررفته که با به اشباع رفتن هسته ترانس ، ولتاژ تثبیت شده ای در خروجی فراهم میگردد،
در شرایط عادی کارکرد، توان از منبع AC ورودی به سیم پیچ اولیه ترانسفورمر فرو منتقل شده و از ثانویه ترانسفورمر، توان خروجی تثبیت شده با رگولاسیون مناسب به بار مصرفی انتقال می یابد. در زمان خرابی منبع ورودی ، اینورتر شروع به کار کرده و با استفاده از انرژی ذخیره شده باتری وترانسفورمر خروجی توان مورد نیاز تامین میگردد .
ایزولاسیون بسیار خوبی که ترانس فرورزونانت جهت تامین خروجی تثبیت شده ایجاد مینماید از بکار بردن هرگونه تجهیزات مونیتورینگ دیگری مناسبتر است، از اینرو رگلاسیون عالی برق شهر و قابلیت اطمینان بالا از نقاط قوت این تکنولوژی است .
یوپی اس های فرورزونانت با بکار گرفتن بعضی ژنراتورها و بارهای کامپیوتری که ضریب توان ورودی شان اصلاح شده است ، دچار ناپایداری می شوند ، همچنین به دلیل اتلاف حرارتی بالا ، راندمان پایین و حجیم بودن این دستگاهها ، طی چند سال اخیر محبوبیت این طراحی کاهش یافته است.
این تکنولوژی درتوانهای 3~15 KVA طراحی و تولید می شود.

3 - line interactive :
در این نوع تکنولوژی برق ورودی وارد بخشInterface Power شده و خروجی را تأمین و همزمان عمل شارژ باتری انجام می‌گیرد.
این توپولوژی درسایتها ، شبکه وسرورها (تجهیزات( IT بیشترین استفاده را دارد . ، در این طراحی اینورتر همواره روشن و به خروجی یوپی اس متصل است ودر حالت عملکرد عادی وظیفه شارژ باتریها را عهده دار است و زمانیکه توان ورودی از بازه مجاز تعریف شده خارج گردد ، پیوستگی توان خروجی از اینورتر و انرژی ذخیره شده باتریها تامین میگردد.
معمولا جهت فراهم شدن رگولاسیون ولتاژ مناسب در خروجی در این طراحی از ترانسفورمرهای tap changing نیز استفاده میشود.در مقایسه با توپولوژی standby تجهیزات مونیتورینگ بیشتری تعبیه شده و ناپایداری خروجی و نویزهای سوییچینگ نیز کاهش یافته است .
در مجموع راندمان بالا ، قیمت پایین ، ضریب اطمینان بالا و توانایی اصلاح ولتاژ نامناسب ورودی ، این طراحی را در توانهای 0.5~5 KVA برتر و غالب می داند . این نوع یو پی اس شامل دستگاههایی می شود که در آنها سعی شده با اضافه کردن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیرBy pass عملکرد بهتری نسبت به سری Off-line ارائه شود . دو نوع از متـداولترین سیستمهای این رده یو پی اس مجهز به ترانس Buck/Boost وترانس ferrorvesonat می باشد.مشابه مدلهای Off-Line یو پی اس مدل Line-Interactive بار خــود را از طـریق مسیرBypass تغذیه می کند وبراثر هر حادثه ای که سبب قطع برق شهر شود آن رابه اینورتر انتقال می دهد. در بخشهای باتری، شارژر و مدار اینورتر نیز با سیستم Off-Line مشابه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر By pass بار کمتر به اینورتر انتقال می یابد. چنین سیستمی تاثیر بیشتری درکاهش هزینه ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می شود.

4 - double conversion :
این طراحی از جهاتی مشابه سیستم standby است با این تفاوت که در شرایط عملکرد عادی نیز اینورتر توان خروجی را تامین مینماید . در این طراحی ابتدا توانAC ورودی توسط رکتیفایر به DC و سپس توسط اینورتر، DC به AC تبدیل می گردد و امکان عملکرد دو سویه وجود ندارد .
به هنگام خرابی منبع ورودی ویا خارج شدن توان ورودی از رواداریهای مجاز، نیز اینورتر پیوستگی توان خروجی را با استفاده از انرژی ذخیره شده باتریها تامین مینماید، در این طراحی عملا transfer time نخواهیم داشت .این تکنولوژی مشخصه های کاری ایده آلی را در خروجی (مستقل از تغییرات ولتاژ و سرعت تغییرات فرکانس ورودی ) فراهم می سازد و در توانهای بالاتر از 1 kVA طراحی و تولید می گردد ، اما به دلیل کارکرد مداوم اینورتر ، فرسایش قطعات و المانهای پاور ، ضریب اطمینان این سیستم کاهش می یابد ، بازده کم و تلفات انرژی و هزینه بالا نیز از دیگر معایب این تکنولوژی است .
در این تکنولوژی برای ساختن خروجی، یکبار تبدیل AC به DC و یک بار تبدیل DC به AC انجام می‌گیرد به همین علت به این نوع تکنولوژی Double Conversion می‌‌گویند. ابتدا ولتاژ ورودی تبدیل به DC می‌شود تا وابستگی به برق ورودی کاهش یابد و سپس خروجی از این ولتاژ به وجود می آید.
در وضعیت Bypass در این حالت مدارات داخلی یوپی‌اس حذف و خروجی مستقیما از ورودی تأمین می‌گردد.

5 - delta conversion :
واژه دلتا که یک نماد یونانی است به معنای تفاضل یا اختلاف می با شد و نامگذاری تکنولوژی دلتا کانورژن نیز بر اساس بالانس توان خروجی با مقایسه شکل موج ورودی و خروجی در هر نقطه و جبران تفاضل موجود بوسیله کانورترهاست .
این توپولوژی حدود 10 سال پیش جهت مرتفع ساختن معایب تکنولوژی دابل کانورژن طراحی وتولید شده است ،در شرایط عملکرد عادی توان خروجی با همکاری اینورتر اصلی و دلتا اینورتر تامین می گردد . ودر شرایط خرابی منبع ورودی ، مشابه سیستم دابل کانورژن پیوستگی توان خروجی توسط اینورتر اصلی و با استفاده از انرژی ذخیره شده باتریها حاصل می شود . در این طراحی کانورترها به صورت دوسویه عمل می کنند یعنی دلتا کانورتر و کانورتر اصلی توانایی تبدیل AC به DC و DC به AC را بطور همزمان دارند. دومین وظیفه کنترل و تنظیم جریان ورودی جهت تامین جریان شارژ باتریهاست .
اینورتر(کانورتر) اصلی نیز یک اینورتر ولتاژ با تکنولوژی PWM است که مهمترین وظیفه آن تنظیم و تثبیت ولتاژ در نقطه بالانس توان با تلرانس 1%± است .
کیفیت خوب مشخصه هاي توان خروجی و راندمان بالا ، كاهش تلفات ، اصلاح ضريب توان ورودي ، كنترل ديناميكي و سازگاري با ژنراتور نيز از مزاياي قابل ملاحظه این تکنولوژی است .

نحوه محاسبه توان نامی در یو پی اس چگونه است ؟

روش اول : توان مصرفی تک تک دستگاهها را برحسب وات محاسبه نموده و با هم جمع نموده و بر ضریب توان خروجی یو پی اس تقسیم نموده توان دستگاه یو پی اس بر حسب ولت-آمپر بدست می آید.
روش دوم : جریان مصرفی کل دستگاهها را اندازه گرفته در 220 ضرب می نما ییم توان یو پی اس بر حسب ولت-آمپر بدست می آید.
البته بهتر است که مقدار بار متصل به یو پی اس نهایتا 70% از توان خروجی یو پی اس باشد تا در بارهای لحظه ای و کلید زنی که جریان لحظه ای دارند فشار کمتری به یو پی اس وارد شود.
رنج تغیرات ولتاژ و فرکانس ورودی:میزان تغیرات ولتاژ ورودی و فرکانس بدان معنی است که بازه ولتاژ ورودی و فرکانس( مثلآ 160~280 vae ولتاژ و فرکانس از 45~65 ) اگر در ورودی (برق شهر) تغییر نماید یو پی اس بدون استفاده از باتری و با استفاده از رگلاسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه دهد .در صورتی که یو پی اس خارج از این بازه باشد ،یو پی اس به حالت Backup رفته و ورودی را قطع می نماید و از باتری استفاده می کند تا مجددا به حالت نرمال برگردد.رنج ولتاژ خروجی و فرکانس خروجی و رگولاسیون (بازه ولتاژ و فرکانس خروجی یو پی اس) آن باید با بازه ولتاژ ورودی دستگاههای مصرفی وصل به یو پی اس هماهنگ باشد ،در یو پی اس ها ی online رگولاسیون ولتاژ کمتر از 2%+ و فرکانس کمتر از0.5%+ در یو پی اس ها ی off_line و line_Interactive رگولاسیون ولتاژ 10%+ تا 3%+ وفرکانس بین 5/2% تا 5/0% می باشد.

چگونه زمان برق دهی( Back Up ) را برای باتری ها محاسبه کنیم ؟

زمان Back up مدت زمانی است که باتری باید انرژی و توان مورد نیاز بار را تامین نماید و اغلب به آن زمان استقلال (Autonomy) یا زمان دشارژ نیز گفته می شود .
باتریها درانواع گوناگون و میزان آمپرساعت متفاوت عرضه می شوند ، بنابراین به منظور نصب باتری مناسب و استفاده ازآن باید محاسبه دقیقی انجام گیرد.
درانتخاب باتری با ظرفیت یا سرویس دهی مناسب حداقل به دو نکته باید توجه شود .
1 - بار باتری
2 - زمان استقلال یا Back up موردنیاز
ابتدا جریان کشیده شده از باتری را محاسبه می کنیم . به عنوان مثال :
اگر بار متصل به یو پی اس 5KVA و ضریب توان آن 0.8 باشد بار یو پی اس 4kw است . اگر راندمان اینورتر یو پی اس 90% بــاشد تلفـات اینــورتـر36/ kw0 است . بنــابراین بــرای تغـذیه بار باتری باید به انــدازه Kw 4.36= 0.36 KW + 4KW توان ((dc تولید کند. حال اگر ولتاژ ثابت باتری 192 ولت باشد و زمان Back up ، 30 دقیقه باشد . ابتدا جریان dc را محاسبه می کنیم که جریان 22.71خواهد شد .
توجه : محاسبه فوق به شکل ساده در این جا آمده است زیرا ولتاژ واقعی باتری با دشارژشدن آن افت می کند .
سازندگان باتری همیشه جداول یا نمودارهایی را عرضه می کنند که با استفاده از اطلاعات آنها می توان ظرفیت سرویس دهی موردنیاز را تعیین کرد.

در صورتی که بخواهیم UPS با ژنراتور سنکرون گردد چه نکاتی را باید رعایت نماییم ؟

گاهی اوقات در ایجاد هماهنگی بین ژنراتورو سیستم یو پی اس مشکلاتی به وجود می آید ولتاژ خروجی ژنراتور ممکن است به عنوان ورودی یو پی اس قابل قبول باشد اما غالبا محدوده فرکانس خروجی ژنراتورفراتر از مقداری است که یو پی اس برای پذیرش آن طراحی شده است . دربدترین حالت تغییرات فرکانس درژنراتور به گونه ای خواهد بود که یوپی اس نمی تواند با آن ستکرون شود چون یا فرکانس خارج از محدوده مجاز است یا تغییرات بسیار سریع دارد به طوری که یو پی اس نمی تواند با این تغییرات هماهنگ شود .
این مشکل به دو طریق قابل حل می باشد ابتدا اینکه کارخانه سازنده ژنراتور با توجه به اینکه دستگاه آنها در آینده ممکن است یک یو پی اس را تغذیه کند آن را طوری طراحی نماید که ژنراتور درتلرانس دقیقتر کار کند . دوم از یو پی اس هایی استفاده نماییم که بتواند تغییرات فرکانس در ژنراتور را قبول کند . البته تا زمانی که ولتاژ خروجی ژنراتور مناسب و با حداقل تغییرات باشد . ( معمولا یو پی اس های on-line بهتر از دیگر یو پی اس قابل سنکرون شدن با ژنراتور هستند)

در انتخاب باتری با طول عمر مورد نیاز چه نکاتی راباید رعایت کرد ؟

باتریها با طول عمر متفاوت تولید می گردند معمولا باتریهای نیکل کادمیوم دارای طول عمرزیاد می باشند ، در صورتی که سرویس و نگهداری آن درست صورت گیرد، ولی چون دارای قیمت بالامی باشد معمولا کمتراستفاده می گردد ، باطریهای سرب - اسید با درپوشی باز (تر) دارای قیمت کمتر با طول عمر متوسط بوده و نیاز به سرویس و نگهداری دارد ، بهترین باتری با قیمت مناسب نوع سیلد اسید ( سرب-اسید با درپوشی بسته ) می باشد ، اولا نیاز به سرویس و نگهداری ندارد . دوما دارای طول عمر 4 سال به بالامی باشد ، البته امروز این باتریها با طول عمر بالای 10 سال نیز تولید می گردد . بنابراین در هنگام انتخاب باتریها باید به نکات بالا توجه گردد . همچنین به این موضوع نیز توجه شود که بعضی از یو پی اس ها همه باتریها را برای اتصال به آنها نمی پذیرند که سازنده آنها معمولا نوع باتری قابل اتصال به آنها را ذکر می کند.

قبل از نصب یو پی اس چه موارد ایمنی باید رعایت گردد ؟

1. طریقه حمل و قرارگیری برای سالم رساندن UPS به مکان نصب
2. اندازه و وزن ، آیا محل نصب فضای کافی برای نصب UPS و کف آن تحمل وزن UPS را دارد
3. انتخاب مکان نصب مناسب ( برای بالا بردن طول عمر UPS و باتری)
4. شرایط محیطی ( حرارت ، رطوبت و نویز صوتی محل نصب )
5. نصب الکتریکی ( نوع اتصالات ، مقطع کابلهای ورودی و خروجی ، فیوزهای حفاظتی و غیره )
6. اتصال بار به یو پی اس ( فاز و نول بارها مستقیما به یو پی اس و تابلوی UPS وصل گردد ودر بین راه بابرق شهر اتصال نداشته باشد ، توزیع بار بین فازها در صورت سه فاز بودن و غیره ...)
7. اتصال زمین ( ارت ، برای برطرف کردن نویز و حفاظت دستگاههای برقی و یو پی اس )
8. بررسی عملیات نصب ( بررسی نصب و راه اندازی بدون خطا و اشکال )

مشخصات برق ورودی دستگاه چگونه باید باشد و چه نکات ایمنی باید رعایت گردد ؟

1. از فازهایی استفاده نمایید که بارهایی با جریان لحظه ای بالا روی آن نباشد که هر بار با وارد شدن این بارها ولتاژ از حد متعارف افت ننماید .
2. از فیوز جداگانه در تابلو برق شهر برای UPSاستفاده نمایید .
3. فیوز ورودی یو پی اس را با توجه به ماکزیمم جریان ورود با ضریب 2/1 انتخاب نمایید.
4. در صورتی که یو پی اس سه فاز می باشد ترتیب فازها رعایت گردد .
5. فرکانس برق ورودی از محدوده مجاز خارج نباشد .
6. ولتاژ ورودی از حد مجاز خارج نباشد .

مشخصات خروجی UPS چیست و چه وسایلی می توان به آن وصل نمود ؟

مشخصات خروجی هر UPS با توجه به مشخصات فنی دستگاه مشخص می گردد که شامل :
1. توان ، ضریب توان؛ ولتاژ ، فرکانس ، ظرفیت تحمل اضافه بار و THD خروجی و غیره
2. توان هر دستگاه، که مشخص می باشد زیرا با توجه به سفارش شما تعیین می گردد .
3. ضــریب توان خروجی، که بهتر است بالاتر از 0.8 باشد که ضریب توان اکتیو (وات خروجی را مشخص می کند.)
4. ولتاژ خروجی که بازه ولتاژ خروجی با تلرانس خروجی آن مشخص می شود. مثلا : 220 +/-20%

چه وسایلی را نمی توان به UPS وصل نمود ؟

یو پی اس معمولا دستگاهی انعطاف پذیر است ، اما نوع خاصی از بارها هستند که نباید آنها را به روش متدوال به یو پی اس وصل نمود ، این بارها عبارتند از :
1. لامپهای فلورسنت یا لامپهای گازی
2. موتورها و کمپرسورها
3. دستگهاههای تهویه مطبوع
4. پرینترهای لیزری
هریک از این دستگاهها درحین کارکردن عادی و یا در لحظه روشن شدن ، جریان زیادی از منبع تغذیه خود می کشند جریان زیاد یو پی اس را به حالت اضافه بار می برد ، در نتیجه ولتاژ خروجی یو پی اس قطعاکاهش خواهد یافت و این امر سبب آسیب دیدن سایر قطعات و تجهیزات حساس می گردد مثلآ جریان راه اندازی موتورها معمولا بین 4 تا 10 برابر مقدار نامی آن می باشد.
در صورتی که بخواهیم از یو پی اس برای حفاظت از بارهایی با جــریان لحظه ای زیاد مــانند پرینتر های لیزری و موتورها استفاده کنیم ،یو پی اس مورد نظر باید از مشخصات الکتریکی قویتری برخوردار باشد.

چه مواردی در UPS باید مرتب بازبینی شود ؟

در ups ها به صورت دوره ای باید مواردی مرتب چک گردد که آنها شامل ولتاژ و فرکانس ورودی و خروجی ، توان مصرفی ups ، دمای محیط و دمای داخلی ups ، مسیرهای تهویه و فنهای داخلی ups ، جریان شارژ باتریها؛ با قطع ورودی ups و اطمینان از سالم بودن کلیه باتریها در هنگام back up ، اطمینان از سالم بودن کلیه کلیدهای ورودی و خروجی و غیره

عوامل موثر در افزایش طول عمر UPS و باتری چیست ؟

انواع مختلف یو پی اس و سیستمهای گوناگون وابسته به آنها و باتریها به منظور اطمینان از داشتن مساعدترین وضعیت کاری به سرویس و نگهداری دوره ای و به خصوص تعویض برخی قطعات نیازدارند . بنابراین برای اطمینان از این که دستگاه در طول عمر مفید خود در بهترین شرایط کاری نگهداری شود نیاز به سرویس و نگهداری به صورت برنامه ریزی شده دارد و همچنین تعویض قطعات در پایان عمر مفید آنها که این باعث افزایش طول عمر سیستم می گردد . ( در مورد شرایط سرویس و نگهداری به سئوال یک و دو مراجعه کنید)

انواع رابط کامپیوتری و نرم افزار در UPS کدام است ؟

یو پی اس های جدید مجهز به امکاناتی برای اعلام وضعیت وطرز کار خود به مراکز کنترل سیستم و دستگاههای حساس می باشند . در ساده ترین حالت این گونه اطلاعات به وسیله کنتاکتهای بدون پتانسیل منتقل می شوند در مراحل پیشرفته تر تبادل اطلاعات از طریق پورت سریال RS – 232 و USB انجام می شود با استفاده از کارت SNMP و ارتباط سریال آن اطلاعات بیشتری با سرعت بالاتر به شبکه کامپیوتری ارسال می گردد و بدین روش اطلاعات بررسی شده درصورت نیاز سیستم؛اطلاعات از طریق شبکه ارسال می شود .
به دلیل اینکه هر کدام از کارخانه های سازنده یو پی اس یک پروتکل RS – 232 مخصوص به خود را بکار می برند . نرم افزارهای shutdown و سایر تجهیزات آنها که در سیستم نصب می شوند . ( به عنوان مثال windows nt و کارت AS400) از کنتاکتهای بـدون پتانسیل به عنـوان نشاندهنده وضعیت یـو پی اس استفاده می کنند .
متاسفانه در اروپا استاندارد معینی برای پروتکل RS – 232 وجود ندارد ، بنابراین هرکدام از سازندگان یو پی اس پروتکل مخصوص خود را بکار می برند . به همین دلیل خریداران یو پی اس باید نرم افزار مناسب جهت ارتباط به یو پی اس توسط RS -232 را از سازندگان با فروشندگان مجاز یو پی اس دریافت کنند .
این نرم افزار های کنترلی با سیستم عاملهای کامپیوتر سازگاری دارد و معمولا دارای امکانات زیر است :
1. نمـایش گرافیکی وضعیت یو پی اس ، ولتاژ ، جریان ، درصد بار ، ولتاژ باتری و فـرکانس مـربوط به آن
2. داشتن قابلیت برنــامه ریزی در برابر وضعیتهای به خصوص بروز خطا در سیستم؛ و اعـلام این آلارمها به کاربران
3. داشتن یک جدول زمان بندی برای آزمایش سیستم با انجام برخی وظایف دستگاه و ثبت همه اطلاعات

کارت SNMP چیست وچه ویژگی هایی دارد ؟

کارت SNMP یو پی اس را مستقیما به شبکه کامپیوتری وصل می کند ، به صورتی که یو پی اس به یکی از دستگاههای متصل به شبکه تبدیل می شود .
معمولا کارت SNMP بین پورت ارتباطی سریال یو پی اس و شبکه کامپیوتری قرار می گیرد . اگرچه کارتهای موجود در بازار می توانند به عنوان رابط بین کنتاکتهای بدون پتانسیل یو پی اس و شبکه نیز در نظر گرفته شوند . این کارتها اطلاعات حاصل از کنتاکتها را به فرم مناسبی تبدیل می کنند تا توسط سایر دستگاههای شبکه نیز قابل دریافت باشند .

آیا امکان تنظیم پارامترهای UPS وجود دارد ؟

لازم به ذکر است که در بعضی از UPS ها امکان تنظیم ولتاژ خروجی ، ولتاژ باتری و ولتــاژ مسیر by pass به صورت نرم افزاری و از روی پنل جلوی یو پی اس امکان پذیر می باشد و در بیشتر UPS ها این تنظیمات ممکن است توسط پتانسیومتر و از روی بردهای کنترولر و یا به صورت سخت افزاری با تعویض یک سری قطعات امکان پذیر می باشد که در مورد دوم معمولا این کار توسط سازندگان و یا تکنسین های مجرب صورت می گیرد و بهتر است توسط خریداران به هچ عنوان صورت نگیرد .