انواع سیستم های برق بدون وقفه UPS-بخش دوم

0 رای با میانگین امتیاز 0
انواع سیستم های برق بدون وقفه UPS-بخش دوم

انواع سیستم های برق بدون وقفه UPS-بخش دوم

انواع سیستم های برق بدون وقفه UPS-بخش دوم

این نوع، متداول ترین نوع UPS بالای 10kVA می باشد. بلوک دیاگرام UPS آنلاین نوع Double Conversion، که در شکل زیر به تصویر کشیده شده است، همانند نوع Standby می باشد به جز اینکه مسیر برق اصلی به جای برق اصلی AC (برق شهر)، اینورتر می باشد.

استفاده از اجزای قدرت قابلیت اطمینان را نسبت به سایر طراحی ها کاهش می دهد و انرژی مصرف شده به وسیله توان الکتریکی به صورت نا کارآمدی بخش قابل توجهی از هزینه در طی چرخه حیات و طول عمر یک UPS می باشد. همچنین، برق ورودی استفاده شده به وسیله شارژر باتری بزرگ اغلب غیر خطی است و می تواند با سیم کشی برق ساختمان تداخل ایجاد کند یا مشکلاتی با ژنراتورهای استندبای به وجود آورد.

در طراحی سیستم Double Conversion On-Line، قطع برق ورودی AC منجر به فعال شدن کلید تغییر وضعیت یا همان Transfer Switch نمی گردد چرا که ورودی AC منبع اصلی نیست بلکه منبع پشتیبان می باشد. بنابراین، در حین قطعی برق AC ورودی، عملکرد آنلاین منتج به عدم نیاز به زمان برای تغییر وضعیت می گردد.

حالت آنلاین کارکرد UPS، در زمانی که برق از مسیر عبوری از شارژر باتری اصلی / باتری / اینورتر قطع می شود مقداری زمان برای تغیییر وضعیت نیاز دارد. این اتفاق می تواند در زمانی که هر یک از بلوک ها در این مسیر قطع یا دچار مشکل شوند رخ دهد. اگر اینورتر در معرض تغییرات بارناگهانی یا مشکلات کنترلی داخلی قرار گیرد توان خروجی اینورتر می تواند ناگهان افت نماید و باعث تغییر وضعیت UPS شود.

سیستم های UPS نوع Double Conversion On-Line، زمان انتقال (تغییر وضعیت) یا Transfer time دارند اما تحت شرایط متفاوتی نسبت به یک UPS نوع Line interactive یا standby. در حالی که یک UPS نوع Line interactive و standby در زمان قطعی برق نیاز به زمانی برای تغییر وضعیت خواهند داشت، یک UPS نوع double conversion on-line، زمانی که یک افزایش بار ناگهانی یا جریان هجومی به وجود می آید نیاز به این زمان دارند. این زمان لازم برای تغییر وضعیت، نتیجه انتقال بار از اینورتر UPS به خط میانبر (bypass) می باشد. عموماً، این خط میان بر (مسیر خط چین)، با یکسوسازهای کنترل شده سیلیکونی دوگانه (SCR یا Silicon Controlled Rectifiers) ساخته می شود. این کلیدهای حالت جامد (solid state switches) خیلی سریع هستند و بنابراین مشابه UPS نوع Line Interactive و Standby، زمان انتقال یا تغییر وضعیت خیلی کم است، معمولاً 4 تا 6 میلی ثانیه.

هم شارژر باتری (Rectifier) و هم اینورتر (Inverter)، تمامی توان الکتریکی ورودی به خود را تبدیل به حالت به ترتیب DC و AC می نمایند که این کار منجر به کاهش راندمان و افزایش تولید حرارت می گردد.

Delta Conversion On-Line UPS

این طرح UPS، به تصویر کشیده شده در شکل زیر، فناوری جدیدی است که برای حذف اشکالات طرح Double Conversion On-Line معرفی شده است و در محدوده 5kVA تا 1MW در دسترس می باشد. مشابه Double Conversion On-Line، یو پی اس های نوع Delta Conversion On-Line همیشه اینورتری دارند که ولتاژ بار را تأمین می نماید. به هر حال، Delta Converter (مبدل) اضافه شده به اینورتر در تأمین توان خروجی نیز کمک می نماید. در شرایط اختلال یا قطعی برق AC، این فناوری مشابه Double Conversion On-Line عمل می نماید.

یک راه ساده برای فهمیدن بهره وری انرژی ساختار delta conversion این است که انرژی مورد نیاز برای انتقال یک بسته از طبقه چهارم به طبقه پنجم یک ساختمان مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است را در نظر بگیرید. فناوری Delta Conversion انرژی را به وسیله حمل بسته فقط بر مبنای تفاوت بین نقاط شروع و پایان (دلتا) حمل می کند. UPS نوع Double Conversion On-Line توان الکتریکی را در باتری ذخیره و دوباره پس می گیرد در حالی که مبدل دلتا (Delta Converter) توان را از ورودی به خروجی منتقل می کند.

مقایسه میان فناوری Double Conversion و Delta Conversion

در طرح Delta Conversion On-Line، مبدل یا کانورتر Delta با دو هدف عمل می نماید. اولی کنترل مشخصه برق ورودی است. این تجهیز مهم و فعال، برق را به شیوه ای سینوسی دریافت می کند و هارمونیک های ناشی از برق ورودی (شبکه برق شهر) را به حداقل می رساند. این امر شرایط مطلوب را برای خطوط برق و سیستم های ژنراتور فراهم می آورد و گرما و فرسایش در سیستم توزیع برق را کاهش می دهد. کارکرد دوم مبدل دلتا (Delta Converter) شارژ نمودن باتری UPS به وسیله دریافت توان الکتریکی و تبدیل آن به ولتاژ شارژ DC مناسب می باشد.

UPS نوع Delta Conversion On-Line، مشخصه خروجی مشابه طرح Double Conversion On-Line دارد. به هر حال، مشخصات ورودی بسیار متفاوت هستند. با اصلاح ضریب توان کامل، فناوری Delta Conversion On-Line، هم کنترل برق ورودی و هم کنترل برق خروجی را میسر می سازد. مهمترین مزیت، کاهش قابل توجه در تلفات انرژی است. همچنین کنترل برق ورودی، UPS را با تمامی ژنراتورها سازگار و هماهنگ می کند و نیاز به سایزینگ بیش از نیاز ژنراتور و سیم کشی را کاهش می دهد. فناوری Delta Conversion On-Line، تنها فناوری اصلی UPS امروزی است که دارای گواهی ثبت شده انحصاری می باشد و بنابراین متأسفانه طیف وسیعی از تأمین کنندگان UPS آن را تولید نمی کنند.

خلاصه انواع UPS

جدول زیر برخی مشخصات انواع مختلف UPS را نشان می دهد. برخی ویژگی های یک UPS، مانند راندمان، با انتخاب نوع UPS دیکته می شوند. از آنجا که کیفیت ساخت و پیاده سازی شدیداً مشخصاتی مانند قابلیت اطمینان (Reliability) را تحت تأثیر قرار می دهد، این فاکتورها باید به این ویژگی های طراحی اضافه شوند.

کاربرد انواع UPS در صنعت

ارائه محصولات UPS فعلی در طول زمان تکامل یافته است تا بسیاری از این طرح ها را در برگیرد. انواع متفاوت UPS ویژگی هایی دارند که آنها را کمتر یا بیشتر مناسب برای کاربردهای مختلف می سازد و خط تولید محصول APC (تولیدی توسط شرکت اشنایدر الکتریک)، این تنوع را در جدول زیر نشان می دهد:

نتیجه گیری

انواع مختلف UPS برای کاربردهای متفاوتی مناسب هستند و به همین دلیل است که نوع واحدی UPS که برای تمامی کاربردها ایده آل باشد وجود ندارد. امروزه با توپولوژی و ساختارهای متنوع UPS ها در بازار، مطالب بیان شده به از بین بردن سر درگمی در مورد اینکه هر توپولوژی چگونه کار می کند و مزایا و معایب هر یک چیست کمک خواهد نمود.

تفاوت های بارزی در طراحی UPS میان محصولات موجود در بازار، با مزایای عملی و تئوری برای رویکردهای مختلف وجود دارد. با این اوصاف، کیفیت خوب طراحی، ساخت و پیاده سازی در تعیین رسیدن به حد مطلوب کارایی در استفاده مشتری از آن ها مهمترین عامل است

محصولات مرتبط