سیستم برق اضطراری (UPS) چیست؟

یو پی اس یا به انگلیسی Uninterruptible Power Supply یا به عبارت مختصر یو پی اس (UPS) ، به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. UPS یک منبع تغذیه الکترونیکی است که کارعمده آن ، تامین توان مورد نیاز بار مصرفی بدون وقفه می باشد.به عبارت دیگر UPS به عنوان منبع توان بدون وقفه با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری ، برق مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده را تامین می نماید. سیستم یو پی اس بین برق شهری و دستگاه مصرف کننده قرار میگیرد که اضافه بر تنظیم برق شبکه و تثبیت آن مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف کننده می شود .

 

 

اجزای یک یو پی اس

1. یکسو کننده شارژ (رکتیفایر)
2. باتری
3. مبدل DC به AC (اینورتر)
4. کلید غیر هادی (سوئیچ)

انواع یو پی اس ها

 

یو پی اس آفلاین (OFF LINE)

در این نوع UPS برق ورودی شبکه به سیستم برق اضطراری متصل است و در حالت عادی توان مصرف کننده را تامین می کند. چنانچه برق شبکه قطع شود، UPS مدار مربوط به باتری ها و مبدل (اینورتر) را وارد مدار می کند تا از این طریق توان مصرف کننده تامین گردد.

مزایا:

هزینه کم

عملکردی آرام و بی صدا در حالت آماده به کار

معایب:

محافظت پایین از مصرف کننده

عدم محافظت یا محافظت جزئی در برابر نوسانات برق

تاخیر در انتقال جریان برق از خطوط شبکه به باتری ها در لحظه قطع برق

 

یو پی اس آنلاین (ON LINE)

در این نوع فناوری، برق ورودی شبکه توسط مدارات یکسو ساز به برق مستقیم تبدیل شده و توسط شارژر، باتری ها را شارژ می کند و سپس ولتاژ خروجی باتری ها مجددا توسط اینورتر به سیگنال سینوسی تبدیل می شود. در نتیجه این نوع تبدیل ولتاژ، تغییرات فرکانس و نوسانات ورودی را در برنمی گیرد و کاملا ثابت و سینوسی است.

مزایا:

تامین برق به صورت مداوم و کامل و بدون اختلال

مناسب برای سیستم‌های برق اضطراری

تحمل ولتاژ ورودی با دامنه تغییرات بالا

معایب:

گرانتر از سایر فن آوری های UPS

 

یو پی اس لاین اینتراکتیو (LINE INTERACTIVE)

یک UPS تعاملی (Line Interactive) شبیه یک UPS آفلاین به کار می رود با این تفاوت که در این سیستم، مبدل (اینورتر) به صورت همیشگی در مدار قرار می گیرد و تا زمانی که توان ورودی در بازه مجاز است باتری ها را شارژ می کند و زمانی که برق شهر قطع شد، این مجموعه به عنوان رزرو عمل می کند و توان خروجی لازم توسط اینورتر از انرژی ذخیره شده در باتری ها تامین می شود.

مزایا:

کارآمد

فعالت بی صدا در حالت آماده به کار

هزینه کمتر از آنلاین

حفاظت بهتر از آفلاین

معایب:

نوساناتی مانند جرقه ها هنوز هم می توانند از این نوع سیستم عبور کنند

صرف زمان بالاتری جهت انتقال از حالت باتری به حالت عادی

فاقد مدار اصلاح ضریب قدرت ورودی

 

رنج و توان دستگاه ها

یو پی اس ها دارای توان های مختلفی می باشند که نسبت به میزان توان بار مصرفی , محاسبه و طراحی می گردد که معمولا توان این دستگاه با واحد ولت آمپر (VA) نشان داده می شود. که شکل های متداول بازار به این صورت 600VA، 1KVA، 1.5KVA، 2KVA، 6KVA، 10KVA، 15KVA، 20KVA می باشد .

زمان برق دهی Backup Time

زمان برق دهی دستگاه UPS متناسب با باتریهای مخصوص سیلد لید اسید Sealed Lead Acid که به آنها متصل می شود , است و واحد باتریها آمپرساعت است که با زمان برق دهی نسبت مستقیم دارد. نحوه قرار گیری باتریها به سه حالت می باشد:

• باتریهای External درکنار یو پی اس و در درون case جداگانه قرار می گیرند.
• باتریها داخل دستگاه UPS قرار می گیرند.
• در بیشتر مواقع UPS ها قابلیت نصب باتری بصورت Internal و External را بطور همزمان دارند.

نصب دستگاه یو پی اس

نصب یو پی اس ها در رنج توان پایین با توجه به دفترچه راهنما توسط مصرف کننده امکان پذیر می باشد اما جهت نصب دستگاه های با توان بالا و با باتری خارجی می بایست توسط متخصصین این امر صورت گیرد.

مشکلات موجود در برق شهر:

قطع برق شهر (Black Out):

در صورت بروز چنین مشکلی یوپی اس با استفاده از باتری تا زمانی که انرژی ذخیره شده در آن اجازه می دهد، توان مصرفی تجهیزات را فراهم آورد.

کاهش ناگهانی ولتاژ (Power Sag):

این پدیده معمولا بر اثر راه اندازی بارهای الکترو موتور در شبکه برق به وجود آمده و باعث خطای عملکرد، Crash کردن، Reset شدن سیستم های کامپیوتری و یا قفل کردن صفحه کلید می شود، در صورت بروز چنین پدیده ای در شبکهبرق، یوپی اس به صورت لحظه ای عمل کرده و توان مصرفی تجهیزات را از باتری تامین می کند و پس از رفع اشکال در برق شهر ، به وضعیت عادی برمی گردد.

افت طولانی ولتاژ (Brown Out):

در صورت بروز چنین مشکلی، عملکرد یوپی اس مشابه حالت قطع برق می باشد. در ضمن می توان برای رفع این نقصان از استابیلایزر (تثبیت کننده ولتاژ) استفاده نمود که کاهش ولتاژ را جبران نماید و مصرف کننده هایی که حتی به یوپی اس متصل نیستند را تحت پوشش قرار می دهد.

افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (Spike & Surge):

این پدیده در اثر رعد و برق و عمل سوئیچینگ در شبکه برق به وجود می آید و در اثر آن ممکن است که ولتاژ به صورت ناگهانی تا چندین برابر ولتاژ نامی شبکه بالا رود. معمولا در یوپی اس ها، مدارهای حفاظتی قرار داده می شود که انرژی موجود ناشی از این افزایش ولتاژ را حذف کرده تا از اعمال آن به تجهیزات جلوگیری شود.

افزایش طولانی ولتاژ (Over Voltage):

اگر این افزایش ولتاژ مدت زیادی ادامه داشته باشد ممکن است به بعضی از قطعات حساس سیستم های سخت افزاری آسیب وارد نماید. در این وضعیت یوپی اس تامین کننده برق مصرف کننده ها خواهد بود و از اتصال برق شهر به مصرف کننده ها جلوگیری به عمل می آورد، در ضمن استفاده از استابیلایزر معمول ترین روش برای رفع این معضل است.

نویز (Noise):

معمولا در شبکه برق مصرف کننده هایی نظیر اجاق ها مایکروویو وجود دارند که باعث ایجاد نویز و تداخل الکترومغناطیسی در خطوط برق شهر می شود. برای پیشگیری از این مشکل در یوپی اس ها بخشی به نام فیلتر در نظر گرفته می شود تا اثرات ناشی از نویز و تداخل آن تا حد زیادی کاهش دهد.