بررسی انواع مدل های یو پی اس (منبع تغذیه بدون وقفه-UPS)

بررسی انواع مدل های یو پی اس (منبع تغذیه بدون وقفه-UPS)

چکیده :

در این مقاله پس از بررسی نحوه تعیین نوع برق اضطراری و تعریف منبع تغذیه بدون وقفه (UPS: uninterruptible-power-supply) به بررسی انواع مدل های یو پی اس خواهیم پرداخت.

بررسی انواع مدل های یو پی اس (منبع تغذیه بدون وقفه-UPS)

 

در این مقاله پس از بررسی نحوه تعیین نوع برق اضطراری و تعریف منبع تغذیه بدون وقفه (UPS: uninterruptible-power-supply) به بررسی انواع مدل های یو پی اس خواهیم پرداخت.

ژنراتوردر مقابل باتری اضطراری

قبل از ارزیابی سیستم های برق اضطراری، ابتدا برق مورد نیاز خود را در یک وضعیت اضطراری تعیین کنید. شناخت برق مورد نیاز در زمان عادی و اندازه گیری، گام بعدی برای تعیین الزامات برق اضطراری است.

هنگامی که شرایط اضطراری و نیازهای خود را برای تامین برق اندازه گیری کردید، تحقیق گزینه های برق اضطراری شروع می شود. دو معیار انتخاب اولیه، مقدار برق مورد نیاز و حداکثر مقدار زمانی که برق اضطراری مورد نیاز است خواهد بود.

ژنراتور بزرگ و ساده (به عنوان مثال، دیزل، پروپان و گاز طبیعی) قدرت کافی برای مدت زمان طولانی ارائه خواهد داد، اما سوخت خارجی، تست های مکرر و اتصالات مناسب به زیرساخت های برق موجود نیاز دارد.

باتری و ژنراتور قدرتی با سطح بالاتر ارائه می دهند اما برای یک مقدار محدود از زمان است. کم هزینه ترین سیستم برق اضطراری شامل یک باتری قابل شارژ که تولید انرژی برای انواع بارهای مختلف را دارد می باشد.

این مقدار انرژی بر اساس قدرت مورد نیاز برای تجهیزات شبکه و حتی لپ تاپ ها مناسب هست. در دسترس بودن برق اضطراری در مقایسه با سیستم های مبتنی بر سوخت بزرگتر محدود است، اما برای حفاظت از سیستم های حیاتی و پشتیبانی از نیازهای الکتریکی با قدرت پایین و جریان ضعیف کافی می باشد.

انتخاب شما بر اساس هزینه، توان مصرفی و مدت زمان مورد نیاز برای پشتیبانی باید باشد. هر چه میزان قدرت و زمان مورد نیاز بیشتر باشد، احتمال استفاده از سیستم های مبتنی بر سوخت بیشتر خواهد شد.

 

انتخاب شما بر اساس هزینه، توان مصرفی و مدت زمان مورد نیاز برای پشتیبانی باید باشد.

 

تعریف منبع تغذیه اضطراری UPS (یو پی اس):

یک منبع تغذیه اضطراری (یو پی اس) دستگاهی است که اجازه می دهد تا یک کامپیوتر در حال کار برای حداقل یک زمان کوتاه، زمانی که منبع اصلی برق در دسترس نیست به کار خود ادامه دهد و همچنین می تواند به عنوان یک محافظ جریان های قوی و صاعقه باشد.

یک یو پی اس شامل باتری می باشد هنگامی که دستگاه قطعی برق را حس می کند شروع به کار می کند. زمانی که برق اصلی قطع می شود یو پی اس اخطار می دهد و شما فرصت خواهید داشت تا اطلاعات مورد نیاز که در کامپیوتر که برایتان مهم است ذخیره کنید.

هنگامی که جریان های قوی رخ می دهد ممکن است اطلاعات موجود در RAM پاک شود اما یو پی اس از این خرابی ها جلوگیری می کند. هر یو پی اس جریان متناوب ورودی را از طریق یک یکسوکننده به جریان مستقیم تبدیل کرده و با یک معکوس کننده آن را دوباره به جریان متناوب تبدیل می کند. از باتری ها یا ژنراتورها برای استفاده در زمان نبود برق استفاده می شود. یک مدار بای پاس با جابجایی بار سیستم روی برق ورودی یا توان ژنراتور، مسیر توان را حول یکسوکننده و اینورتر تعیین می کند.

سیستم های یو پی اس از نظر طراحی به مبدل دو طرفه، خط تعاملی و حالت انتظار تقسیم بندی می شود، این عبارات به صورت متناقض استفاده می شوند و سازندگان آن ها را به طور متفاوت به کار می برند: حداقل هر سیستم یو پی اس یکی از سه مورد را اجازه می دهد. کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) اصطلاحات فنی بیشتر در مورد یو پی اس را در  استاندارد ۶۲۰۴۰ IEC برای سیستم های برق بدون وقفه شامل چهار بخش ذیل به تصویب رسانده است.

استاندارد IEC 62040-1-1: الزامات کلی و ایمنی برای یو پی اس استفاده شده در نواحی با دسترسی کاربر

استاندارد IEC 62040-1-2: الزامات کلی و ایمنی برای یو پی اس استفاده شده در نواحی با دسترسی محدود،

استاندارد IEC 62040-2: الزامات سازگاری الکترومغناطیسی

استاندارد IEC 62040-3: روش مشخص عملکرد و الزامات تست

برای اطلاعات بیشتر در خصوص تعریف یو پی اس می توانید به ویکی “یو پی اس چیست؟” مراجعه نمایید.

 

1. مستقل از فرکانس و ولتاژ (VFI)

 

سیستم های یو پی اس مبدل دوبل یا دوتایی نامیده می شوند، به این دلیل که جریان متناوب ورودی به جریان مستقیم یکسو شده برای نگه داشتن شارژ باتری و تحریک اینورتر بکار می رود. اینورتر توان AC پایداری را جهت فعالیت تجهیزات کامپیوتری ایجاد می کند.

طرح UPS مبدل دوبل با برق اصلی در حالت نرمال

 طرح UPS مبدل دوبل با برق اصلی در حالت نرمال

هنگامی که توان ورودی قطع می شود، باتری ها اینورتر را تحریک کرده تا تامین برق کامپیوترها ادامه پیدا کند. هنگامی که توان دوباره ذخیره می شود، یا از ژنراتور و یا از برق شهر، یکسوکننده، جریان مستقیم را به اینورتر تحویل داده و همزمان باتری ها را از نو شارژ می کند. اینورتر تمام وقت در حال کار می باشد. ورودی برق کاملاً از خروجی جدا می باشد و بای پس تنها برای ایمنی در حالت تعمیر و نگهداری استفاده می شود، یا اگر یک عیب الکترونیکی داخلی وجود داشته باشد. از آن جایی که هیچ کاستی در توان تحویل داده شده به تجهیزات IT وجود ندارد، VFI به عنوان قدرتمندتری شکل از یو پی اس ها لحاظ می شود. اغلب سیستم ها فرکانس خروجی را با ورودی سنکرون می کنند، اما این مسئله لازم نیست، بنابراین سیستم به عنوان مستقل از فرکانس می باشد.

 

طرح UPS مبدل دوبل در زمان قطع برق اصلی

طرح UPS مبدل دوبل در زمان قطع برق اصلی

هر تبدیل توانی تلفات دارد بنابراین انرژی تلف شده به عنوان هزینه ی قابلیت اطمینان نهایی در نظر گرفته می شود. جدیدترین سیستم های VFI بازدهی بیشتر از ۹۶% را تقریباً برای همه ی بارها دارند.

 

2. مستقل از ولتاژ

یو پی اس های خط تعاملی حقیقی یک ولتاژ خروجی کنترل شده دارند، اما فرکانس خروجی همان فرکانس ورودی می باشد. استقلال از فرکانس در کشورهای توسعه یافته به ندرت یک مساله نگران کننده برای برق می باشد. برق اصلی به طور مستقیم، خروجی و تجهیزات IT تغذیه می کند و یکسوکننده باتری ها را شارژ نگه می دارد. اینورتر با خروجی موازی شده است تا شیب ولتاژ را جبران کرده و به عنوان یک فیلتر فعال برای هارمونیک ها و ولتاژ گذرای کوتاه مدت عمل کند. تلفات یکسوکننده و اینورتر تنها زمانی رخ می دهند که توان ورودی نوسان کند. مجموعه های چرخ لنگر و ژنراتور همچنین به عنوان VI واجد شرایط می باشند.



طرح UPS خط تعاملی با برق اصلی در حالت نرمال

طرح UPS خط تعاملی با برق اصلی در حالت نرمال

هنگامی که برق ورودی قطع می شود یا ولتاژ از محدوده خارج می شود بای پس به سرعت از ورودی قطع شده و باتری اینورتر را راه اندازی می کند. هنگامی که برق ورودی دوباره وصل می شود، بای پس ورودی را از نو شارژ می کند، باتری ها را نیز از نو شارژ می شود و خروجی ولتاژ را ثابت نگه می دارد. فروشنده های یو پی اس که از منابع توان موازی شده استفاده می کنند، عدم قابلیت اطمینان را قبول ندارند. نتیجه بازده انرژی حدوداً ۹۸% است.

طرح UPS خط تعاملی در زمان قطع برق اصلی

طرح UPS خط تعاملی در زمان قطع برق اصلی

3. وابسته به فرنکانس و ولتاژ(VFD)

یا یو پی اس های حالت انتظار, از لحاظ اجرایی شبیه به VI است و گاهی اوقات به طور اشتباه خط تعاملی نامیده می شود. در سیستم های VFD مرسوم اینورتر خاموش است، بنابراین می تواند حدود ۱۰ تا ۱۲ میلی ثانیه برای شروع تولید برق طول بکشد. این وقفه می تواند سرورها را به هم ریخته و این روند باعث می شود تا یو پی اس های VFD را برای مراکز دیتا مناسب نباشند.

طرح UPS حالت انتظار (آفلاین) با برق اصلی در حالت نرمال

طرح UPS حالت انتظار (آفلاین) با برق اصلی در حالت نرمال

VFD های جدید دارای اینورتری با توان تولید برق در زمان ۲ میلی ثانیه بعد از فعال شدن هستند . بای پس معمولاً مانند VI درگیر می شود تا تجهیزات به طور مستقیم با برق یا ژنراتور کار کنند. از آن جایی که اینورتر تا زمانی که کمبود برق داشته باشیم کار نمی کند هیچ کنترل ولتاژ یا مصرف توانی وجود ندارد بازده تا ۹۹% بالا می آید. قطعی برق یا ولتاژ خارج از محدوده، سوئیچ بای پس را باز می کند با جدا کردن ورودی از خروجی؛ اینورتر از طرف باتری ها شروع به کار می کند. یکسوکننده تنها به اندازه ای بزرگ می باشد تا باتری ها را شارژ نگه دارد.

طرح UPS حالت انتظار (آفلاین) در زمان قطع برق اصلی

طرح UPS حالت انتظار (آفلاین) در زمان قطع برق اصلی

منبع +

همچنین برای مطالعه بیشتر می توانید نشریه ۳۸۰ سازمان مدیریت و برنامه ریزی با عنوان راهنمای طراحی و اجرای سیستم های برق اضطراری را مطالعه فرمایید.

 

  • ۱۳۹۴/۰۷/۲۱
  • 2
این مطلب را به اشتراک بگذارید
avatars
نویسنده : تیم تولید محتوای ایکهربا

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

محمدعلی کریمی
۱۳۹۴/۰۹/۱۸
|

سلام. لطفا اگه میشه مطلب مربوط به برق اضطراری رو به صورت PDF قرار بدین تا بشه دانلود کرد.
با تشکر از مطالب مفیدتون...

ali
۱۳۹۵/۰۷/۳۰
|

خیلی خوبه، توضیحات گویا همراه با عکس خیلی عالیه.
تشکر

محصولات مرتبط

مطالب مرتبط