بررسی سیستم UPS

سیستم UPS (منبع تغذیه بدون وقفه)، بعنوان یک سیستم پیشرفته، در صورت قطع برق به ‌صورت خودکار فعال می‌شود و تا زمان خاموش شدن دستگاه‌های الکترونیکی یا کنترل شدن بوسیله یک ژنراتور اضطراری، به عنوان منبع اصلی برق عمل می‌کند. هدف یو پی اس ثابت نگه داشتن سطوح توان و جلوگیری از نوساناتی است که می تواند به تجهیزات دیجیتالی یا مکانیکی آسیب رساند.

انواع مختلفی از طراحی سیستم  UPS برای ارائه سطوح مختلف حفاظت وجود دارد که اندازه و قابلیت های هر کدام به اندازه تجهیزات محافظت شده بستگی دارد که می تواند متغیر باشد.(از یک کامپیوتر واحد تا یک مرکز داده بزرگ، مجتمع ساختمانی یا شهر).

انواع سیستم UPS

• سیستم UPS آفلاین / آماده به کار ( Offline/Standby)

یو پی اس آفلاین در صورت قطع عادی برق، با استفاده از خروجی مبدل (اینورتر) DC/AC که معمولاً بیش از ۲۵ میلی ثانیه طول نمی کشد، برق را بازیابی می کند.

یو پی اس آفلاین، بعنوان باتری پشتیبان عمل می کند اما در زمان افزایش و کاهش ناگهانی ولتاژ نمی تواند برق کامل را حفظ کند. این نوع یو پی اس برای پشتیبان گیری از دستگاه های برق کم مصرف، مانند ایستگاه های کاری کوچک اداری و رایانه های شخصی خانگی، بهترین گزینه است.

• سیستم UPS تعاملی خطی (Line-Interactive)

سیستم UPS  تعاملی خطی با استفاده از ترانسفورماتور خودکار با ولتاژ متغیر پالس، که بلافاصله ولتاژ خروجی ترانسفورماتور را اضافه یا کم می کند، تأمین برق را برای چند ساعت تضمین می کند UPS تعاملی خطی بعنوان باتری پشتیبان می تواند محافظت متوسطی را در برابر نوسانات برق ارائه دهد.

• سیستم UPS آنلاین/ تبدیل دوگانه آنلاین (Double-Conversion Online)

یو پی اس آنلاین، شبیه سیستم UPS تعاملی خطی است، با این تفاوت که یکسو کننده مستقیماً اینورتر DC/AC را هدایت می کند، حتی زمانی که توسط یک جریان AC معمولی تغذیه می شود. یکسوکننده بعنوان وسیله‌ای که جریان متناوب (AC) را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کند مطرح است.

یو پی اس آنلاین، تقریباً از تمام اختلالات برق محافظت می کند و رایج ترین یو پی اس مورد استفاده برای حفاظت از مراکز داده  بزرگ و سایر تجهیزات حیاتی است.

اهمیت سیستم UPS

سیستم UPS با ثابت نگه داشتن سطح ولتاژ برق، از نوساناتی که می‌تواند آسیب قابل توجهی به تجهیزات الکتریکی وارد کند، جلوگیری می‌کند. به همین دلیل در مواردی که کارکرد مداوم سیستم های الکتریکی در اولویت است (مراقبت های بهداشتی، فناوری اطلاعات و تأسیسات تولیدی)، سیستم UPS نقش مهمی را در مدیریت ریسک ایفا می کند.

در بسیاری از صنایع حتی کوچکترین وقفه در تأمین برق می تواند عواقب مخربی (حتی تهدید زندگی) داشته باشد؛ بنابراین در چنین محیط هایی در صورت رخداد قطعی برق با توجه به زمانبر بودن عملیات استفاده از ژنراتور اضطراری، استفاده از یو پی اس راه حل مناسبی می باشد.

بیشتر بخوانید: باتری سرب اسیدی

باتری پشتیبان در مقابل یو پی اس (Backup Battery vs. UPS)  

اصطلاحات “باتری پشتیبان” و “UPS” گاهی اوقات به عنوان مترادف استفاده می شوند، در حالی که متفاوت هستند و عملکرد یکسانی ندارند.

در هنگام قطعی برق، باتری های پشتیبان روشن می شوند و با هدف خاموش شدن ایمن تجهیزات دیجیتالی و مکانیکی به فعالیت می پردازند؛ با این وجود، افزایش و کاهش لحظه ای ولتاژ برق همواره باعث پشتیبان گیری باتری نمی شود.

در مقابل سیستم UPS به طور مداوم برق ورودی را کنترل می کند و قادر است به تمام موارد قطعی برق به سرعت پاسخ دهد.

برخی از سیستم‌های یو پی اس تقویت‌شده با انرژی خورشیدی (Solar UPS) حتی می‌توانند به گونه‌ای برنامه‌ریزی شوند که از باتری‌های خود در زمان‌های اوج مصرف انرژی برای کاهش هزینه‌ها استفاده کنند.

موارد استفاده از سیستم UPS

سیستم های یو پی اس با محافظت از تجهیزات حیاتی و حساس در برابر هر نوع قطعی، به تضمین تداوم کسب و کار کمک می کنند. موارد استفاده سیستم UPS شامل ارائه برق موقت در زمینه موارد زیر است:

• خاموشی ها (Blackouts)

از دست دادن کامل جریان برق

• کاهش قدرت (Power sags)

کاهش مقدار ولتاژ برای دوره های زمانی کوتاه مدت

• افزایش قدرت (Power spikes )

افزایش غیر منتظره و ناگهانی ولتاژ

• اضافه ولتاژ (Over-voltage)

رسیدن ولتاژ به مقداری بیشتر از مقدار تعیین شده در طراحی

• افت ولتاژ (Under-voltage)

ولتاژی کمتر از حد مطلوب

• تداخل نویز (Noise interference)

هرگونه سیگنال الکتریکی نامطلوب که سیگنال های مورد نظر را مخدوش کند.

• نوسانات فرکانس (Frequency fluctuations)

تغییرات کوتاه مدت در سطوح ولتاژ و جریان

•  سوئیچینگ گذرا (Switching transients)
  

قطع برق ناشی از تغییرات ناگهانی مدار

نکات مهم هنگام استفاده از باتری UPS

• استفاده از باتری با ظرفیت مناسب جهت اتصال به UPS اهمیت زیادی دارد؛

در صورت استفاده از باتری با ظرفیت کم، زمان تأمین انرژی پشتیبان کاهش یافته و ممکن است به دلیل عبور جریان زیاد، قطب یا سایر المان های فلزی باتری ذوب شوند.

از سوی دیگر اگر باتری با ظرفیت بیشتر از مقدار مورد نیاز استفاده شود، به دلیل ناکافی بودن توان شارژر دستگاه، آسیب UPS و استهلاک سریع باتری را به همراه دارد.

همچنین در صورت استفاده از باتری هایی با ظرفیت بیشتر جهت تأمین پشتیبانی طولانی مدت، لزوم استفاده از شارژر خارجی برای باتری های پدیدار می شود.

• به منظور کارایی باتری های متصل شده به صورت سری، دقت کنید باتری های از نظر نوع، ظرفیت، میزان فرسودگی و سازنده یکسان باشند.
• در هیچ شرایطی بیش از ۳ باتری را به صورت موازی به یکدیگر متصل نکنید، چرا که استهلاک مجموعه باتری ها را به دنبال خواهد داشت.
• توصیه می شود دمای محل نگهداری باتری در محدوده ۲۰ تا ۳۰ درجه باشد، چرا که دمای خارج از این محدوده باعث کاهش عمر سرویس باتری خواهد شد.
• جهت جلوگیری از تنش های احتمالی و سطح تماس بیشتر کانکتور با قطب باتری، قبل از اتصال محکم، هرگونه آلودگی از سطح کانکتور برطرف گردد.

منبع