UPS Nasıl Çalışır? Çift Dönüşümün İçi

Çift dönüşümlü bir UPS; gelen alternatif akımı doğru akıma çevirir, bu doğru akımı iç bir bara üzerinde tutar ve yükü beslemek için tekrar alternatif akıma dönüştürür. Akü de aynı DC baraya bağlıdır. Yük her zaman evirici üzerinden beslendiği için şebekenin kesilmesi doğrultucunun girişini yok eder ama yükün görebileceği hiçbir şeyi değiştirmez; transfer süresinin kısa değil sıfır olmasının nedeni budur.

Gücün izlediği yol

Cihazın içinden tek bir watt’ı takip edin, tasarım kendini anlatır.

Şebeke alternatif akımı doğrultucuya gelir; doğrultucu bunu doğru akıma çevirir ve DC baradaki gerilimi regüle eder. Evirici bu baradan doğru akımı alır ve yük için temiz bir alternatif akım dalga şekli üretir. Akü, bir şarj devresi üzerinden aynı baraya bağlıdır ve şebeke varken dolu tutulur.

Şebeke kesildiğinde doğrultucu katkı vermeyi bırakır ve barayı hemen akü beslemeye başlar. Evirici yaptığı işi aynen sürdürür. Hiçbir şey anahtarlanmaz, hiçbir aktarma olmaz ve yük bir olay görmez. Topolojinin en önemli sonucu budur.

Bypass neden var, ne zaman kullanılır

Şemadaki kesikli yol statik bypass’tır. Girişi doğrudan çıkışa bağlar ve iki durum için vardır.

Birincisi arıza ya da aşırı yüktür. Aşağıda oluşan bir kısa devre eviricinin verebileceğinden fazla akım çekiyorsa, UPS milisaniyeler içinde bypass’a geçer; böylece çok daha yüksek arıza akımı verebilen şebeke, koruma cihazını açtırır. Bypass olmasaydı evirici akım sınırlamasına girer ve arızalı devre yalnızca kendisini değil yükün tamamını götürürdü.

İkincisi bakımdır. Bakım bypass’ı, genellikle statik olandan ayrı bir manuel düzendir; UPS’in yalıtılıp üzerinde çalışılmasına, yükün ise ham şebekeden beslenmeye devam etmesine izin verir. Birkaç on kW’ın üzerindeki her kurulumda bulunmalıdır ve pano kurulduktan sonra eklemek pahalıdır.

Kesintinin ilk on beş saniyesinde ne olur

1. t = 0. Şebeke kesilir. Doğrultucu DC barayı beslemeyi bırakır.
2. t = 0. Barayı akü devralır. Çıkışta ölçülebilir bir kesinti ve tespit edilecek bir transfer yoktur.
3. t = 1–3 sn. Varsa jeneratör çalıştırma sinyalini alır ve marş yapar.
4. t = 5–15 sn. Jeneratör kararlı gerilim ve frekansa ulaşır, transfer şalteri binayı jeneratör beslemesine aktarır.
5. t = 15 sn ve sonrası. Doğrultucu jeneratör gücünü kabul eder, barayı beslemeye döner ve aküyü şarj etmeye başlar.

Jeneratörü olan bir sahada beş ile on beş dakikalık otonominin neden normal bir şartname olduğunu bu sıra açıklar. Akü odayı çalıştırmak için değil, üçüncü ve dördüncü adımdaki boşluğu kapatmak için oradadır; üstüne de ilk denemede çalışmayan bir jeneratör için pay bırakılır.

Verim ve eko mod

İki kez dönüştürmenin bir bedeli vardır. Güncel üç fazlı tasarımlar tam çift dönüşümde yüzde 96 ve üzerinde çalışır; yani girişin kabaca yüzde dördü, iki kez bedelini ödediğiniz ısıya dönüşür: bir kez üretmek için, bir kez soğutmayla atmak için. 400 kW’ta bir verim puanı yaklaşık 4 kW eder.

Cihazların çoğunda, şebeke tolerans içindeyken yükün bypass üzerinden beslendiği ve eviricinin beklemede durduğu bir eko ya da yüksek verim modu bulunur. Verim yüzde 99 civarına çıkar. Karşılığında artık bir transfer vardır, tipik olarak iki milisaniyenin altında, ve yük çift dönüşümün sağladığı düzeltmeden mahrum kalır. Bunun kabul edilebilir olup olmadığı hem donanıma hem de giriş beslemesinin kalitesine bağlıdır.

Hiçbir şey olmazken akü ne yapıyor

Bir UPS aküsü ömrünün neredeyse tamamında float şarjda ve boşta durur, buna rağmen yıpranır. Valf regüleli kurşun-asit hücreler hem sıcaklıkla hem de her deşarj çevrimiyle kapasite kaybeder; iki yıl önce sorunsuz test edilmiş bir dizi bugün yükü taşımayabilir. Akü izlemenin ve dönemsel deşarj testinin var olma nedeni budur; yük altında hiç test edilmemiş bir UPS bir koruma değil bir varsayımdır.

Lityum-iyon hesabı değiştirir. Daha yüksek sıcaklığa dayanır, aynı enerji için kabaca yarı alan kaplar, iki-üç kat daha uzun ömürlüdür ve kendi sağlık durumunu bildirir. Başlangıç maliyeti yüksektir; kararı veren karşılaştırma kWh başına fiyat değil, kurulumun ömrü boyunca toplam maliyettir.

Aküyü ne yıpratır, ne zaman değişir

Akü ömrünü belirleyen üç şey var ve üçü de kurulumun kendisinde saklıdır. Birincisi sıcaklıktır: valf regüleli kurşun-asit hücreler 20–25 °C için tasarlanır ve bu aralığın her 8–10 °C üzerinde ömür kabaca yarıya iner. UPS odasının soğutulmasının nedeni cihaz değil çoğu zaman akülerdir.

İkincisi çevrim sayısıdır. Her deşarj kapasiteden bir miktar götürür. Şebekesi sık kesilen bir sahada akü, aynı modelin kararlı bir şebekedeki ömrünün çok altında kalır.

Üçüncüsü dizi içindeki dengesizliktir. Seri bağlı hücrelerden biri zayıflarsa dizinin tamamı onun kadar dayanır; bu yüzden tek bir hücreyi değiştirmek genellikle çözüm değildir, dizinin tümü birlikte yenilenir.

Pratik sonuç şu: aküyü takvime göre değil ölçüme göre değiştirin. Yıllık iç direnç ölçümü ve dönemsel yük altında deşarj testi, kapasitenin gerçekte nerede olduğunu söyler. Test edilmemiş bir akü grubunun sağladığı şey koruma değil, koruma varsayımıdır.

Paralel çalışma ve yedeklilik

İki ya da daha fazla cihaz paralellenebilir ve bunun ne kazandırdığı konusunda net olmakta fayda var. Kapasite için paralelleme, birleşik çıkışın hiçbir cihazın tek başına taşıyamayacağı bir yükü taşıması demektir. Yedeklilik için paralelleme ise her cihazın yükü tek başına taşıyabilmesi, dolayısıyla birinin arızalanması ya da bakıma alınmasının hiçbir etkisi olmaması demektir.

Bunlar farklı fiyatlarda farklı satın almalardır ve karar, tek hat şeması çizilmeden önce verilmelidir. Modüler gövdede aynı fikir modül seviyesinde geçerlidir; modüler bir UPS’te N+1’in ikinci bir sistem değil bir modül etmesinin nedeni budur.

Boyutlandırma, işe yarayan sırayla

Dördüncü adım, diğer üçünün toplamından fazla hatayı yakalar. 30 kW’lık bir UPS 32 A’lik tek fazlı bir devreden beslenemez ve bu, olması gerekenden çok daha sık biçimde teklif aşamasında değil montajda fark edilir.

İlgili sayfalar

Kesintisiz güç kaynağı sayfamızda tedarik ettiğimiz aileler ve her birinin kapsadığı kapasite listelidir. Odanın ayrıca kaynak aktarmaya ya da kabin içi dağıtıma ihtiyacı varsa, transfer şalterleri ve rack PDU’lar aynı güç zincirinde UPS’in iki yanındaki aşamalardır.