مقالات

سیستم برق اضطراری (UPS) چیست؟

در این مطلب از مباحث می خواهیم شما را با سیستم های برق اضطراری (UPS) در حوزه برق صنعتی آشنا کنیم. ابتدا مختصرا با عملکرد و اجزای سیستم UPS آشنا می شویم و سپس به بررسی انواع سیستم های آن می پردازیم.

UPS مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply، به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. UPS یک سیستم تغذیه الکترونیکی است که از اجزای مختلفی تشکیل شده است و وظیفه اصلی آن تامین بدون وقفه توان موردنیاز مصرف کننده هاست. این سیستم بین برق شبکه و مصرف کننده ها قرار می گیرد و علاوه بر تثبیت و تنظیم ولتاژ شبکه، از نفوذ نوسانات و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس جلوگیری می کند و توان مورد نیاز مصرف کننده هایی مانند تجهیزات کامپیوتری که تاثیر پذیری بیشتری از نوسانات شبکه دارند را از طریق انرژی ذخیره شده در باتری ها تامین و محافظت می کنند. همچنین در زمان قطعی برق نیز توان مصرفی آنها را تامین می کند.

با توجه به افزایش هزینه های سخت افزاری و نرم افزاری، استفاده از سیستم برق اضطراری (UPS) مقرون به صرفه شده است و با توجه به اهمیت آنها، این فناوری ها جایگاه ویژه ای دارند.

جهت اطمینان از نصب اصولی تجهیزات و عملکرد صحیح آنها به صورت خودکار تست می شوند که این تست در اولین اتصال UPS به برق شبکه انجام می شود و پس از آن نیز، در زمان های مشخصی این تست انجام می گیرد.

اجزای یک سیستم برق اضطراری (UPS)

باتری، شارژر و مبدل سه جزء اصلی تشکیل دهنده یک سیستم UPS هستند:

۱- باتری

یکی از مهمترین و اصلی ترین اجزای یک سیستم برق اضطراری (UPS)، باتری های آن است که می تواند با توجه به میزان مصرف بین ۵ تا ۲۰ دقیقه و یا بالاتر در مواقع قطعی برق نیاز مصرف کننده را تامین کند. باتری های UPS در ابعاد و ظرفیت های مختلفی وجود دارند که این باعث می شود با افزایش ظرفیت باتری ها ابعاد سیستم های برق اضطراری (UPS) نیز بزرگ تر شوند. به علت اهمیت باتری ها در سیستم UPS بایستی باتری ها به صورت مرتب تست شوند تا باعث آسیب دیدن به داده های کاربران نشوند. در سیستم های UPS این امکان وجود دارد در صورتی که باتری ۸۰ درصد تخلیه شود، با ارسال یک فرمان shut down  به سیستم ها، برنامه های آن ها را ببندد و سیستم را غیرفعال کند.

 

۲- شارژر

از آنجایی که برق شهری با ولتاژ ۲۲۰ ولت از نوع متناوب و برق مورد نیاز باتری ها از نوع مستقیم است، در نتیجه برخی قسمت های UPS وظیفه تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم را دارند.

۳- اینورتر (مبدل برق مستقیم به متناوب)

این دستگاه وظیفه تبدیل جریان مستقیم ذخیره شده در باتری ها به جریان متناوب شهری را دارد. با قطع برق شهری دستگاه بلافاصله وارد مدار شده و توان مصرف کننده را تامین می کند. هرچه به توان خروجی بیشتری نیاز باشد دستگاه اینورتر و دیگر تجهیزات نیز ابعاد بیشتری خواهند داشت.

انواع سیستم های برق اضطراری (UPS)

با توجه به نیاز مصرف کنندگان خانگی و موسسات مختلف به سیستم های برق اضطراری، تولید کنندگان این سیستم ها سه نوع فناوری UPS روانه بازار نموده اند که هرکدام از این سیستم ها مزایا و معایبی دارند. در ادامه به بررسی این موضوع نیز می پردازیم.

۱- سیستم برق اضطراری آفلاین  (Offline/standbye UPS)

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

۲- سیستم برق اضطراری آنلاین (Online Double Conversion UPS)

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

۳-سیستم برق اضطراری تعاملی (Line Interactive UPS)

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

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *