برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

هارمونیک(Harmonic)


هارمونیک یک موج اضافی بادامنه کوچک است
که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی باشد.



هارمونیکها عموماً توسط بارهای غیر خطی بوجود می آیند که از
برق شهر جریان هایی غیرخطی با دامنه بالا می کشند . یکسو سازهای کنترل شده ، منابع
تغذیه سوییچینگ و ماشین های الکتریکی را می توان بعنوان منابع ایجاد این نوع تاثیر
نام برد . همچنین می توان به کامپیوترها ، دستگاههای فتوکپی ، پرینترهای لیزری و
موتورهای دوار با سرعت متغیر نیز اشاره کرد.هارمونیکهای اضافی باعث بروز خطا در
شبکه و افزایش حرارت دستگاهها می شوند.




البته استفاده از تجهیزاتیکه منبع
تغذیه
آنها مجهز به مدار اصلاح ضریب توان ورودی باشد در کاهش
هارمونیکهای اضافی بسیار موثر است .



افت طولانی ولتاژ( Brownouts )

Brownouts همانند Sag
بوده با این تفاوت که طول مدت آن طولانی تر است ، افت ولتاژ طولانی ، اغلب به دلیل
عدم توانایی تامین توان مورد نیاز ، توسط منبع اصلی تولید برق می باشد . البته مصرف
کننده های بزرگ در ساختمان ومنطقه مانند سیستمهای تهویه مطبوع ویا گرمازا نیز می
توانند باعث کاهش ولتاژ شبکه شوند . کاهش ولتاژ به مدت طولانی سبب ایجاد گرمای زیاد
در موتورها و خرابیهای عمده ای در تجهیزات الکتریکی می شود.




قطع برق
شهر( Blackouts )


عبارت است از قطع کامل جریان برق و در هنگام وقوع آن منبع نیروی برق
کاملا از کار می افتد . این وضعیت در اثر بروز اشکال درتجهیزات خطوط نیرو ، حرارت ،
طوفان همراه با رعد و برق و سایر شرایط پیش می آید و عواقبی چون از دست دادن
اطلاعات وگاهی خرابی تجهیزات مصرفی را به دنبال دارد .




نوسانات
فرکانسی ( Frequency variation)



به معنای تغییرات در فرکانس برق شهر یا منبع توان می باشد
معمولاً این نوسانات در برق شهر ایجاد نمی شود این مورد که یکی از مشکلات منابع
پشتیبانی مانند ژنراتورها می باشد می تواند در عملکرد دستگاههای حساس ایجاد مشکل
نماید. البته در صورتیکه نوسانات فرکانسی در بازه وسیعی رخ ندهد بر عملکرد تجهیزات
IT تاثیر نا مطلوبی نخواهد داشت .




زمان سوئیچینگ گذرا (Switching
Transient)


زمان
سوئیچ در دستگاههایی همانند کامپیوترها که با منابع تغذیه سوئیچینگ کار میکنند باعث
ایجاد پیشامدهای غیر عادی یا نا منظم مانند افت ولتاژ لحظه ای و یا ریست شدن میشود،
البته در برخی موارد هم سبب ایجاد خرابی در تجهیزات الکتریکی خواهد شد .

نتیجه گیری :


اختلالات رایج و احتمالی موجود در منبع
توان ورودی را به طور مختصر مورد بررسی قرار دادیم، حال با توجه به تجربیات و
تحقیقات به عمل آمده در این زمینه به منظور حفاظت و تامین توانی مناسب برای تغذیه
تجهیزات حساس مصرفی ، منبع تغذیه بدون وقفه
Uninterruptible power system : یو پی اس (ups)) ( پیشنهاد می گردد .


جهت درک آسانتر به تشریح مفاهیمی در ارتباط
با دستگاههای یو پی اس ( مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ۳-۷۰۲۷ ) می
پردازیم :


کلیات :


یک سیستم قدرت بدون وقفه (یو پی اس (ups)) به صورتی که در
استاندارد ملی ایران شرح داده شده یک سیستم قدرت الکترونیکی است .عملکرد اصلی یوپی
اس ، تامین پیوستگی و کیفیت مشخصی از توان برای تجهیزات مصرف کننده ، در صورت بروز
خرابی کلی یا جزئی منبع اصلی توان که معمولاً شرکت برق منطقه ای است ، می باشد. این
عمل با تبدیل برخی از شکلهای انرژی ذخیره شده به توان تغذیه مورد نیاز تجهیزات مصرف
کننده در دوره زمانی معین و زمانیکه توان تولید شده توسط شرکت برق به مدت کافی در
دسترس نباشد یا قابل قبول نباشد ، انجام می شود .


تجهیزات مصرف کننده که نوعاً به آنها بار
حساس یا محافظت شده اطلاق می شود ، ممکن است شامل قسمتی از تجهیزات یا یک اتاق یا
ساختمان پر از تجهیزات باشد. این تجهیزات ، تجهیزاتی است که استفاده کننده تشخیص
داده است که آنها به توانی دارای پیوستگی و کیفیت بهتری نسبت به توانی که عموماً در
دسترس است ، نیاز دارند .


حساس معمولاً شکلی از تجهیزات پردازش داده می باشد ، اگرچه ممکن است
تجهیزات دیگری از قبیل وسایل روشنایی ، وسایل اندازه گیری ، پمپها یا تجهیزات
مخابراتی نیز باشند .


انرژی
ذخیره شده برای تامین تغذیه این بار عموماً به صورت باتری است که ممکن است برای
تامین توان تجهیزات به مدت زمان مشخصی که از چند لحظه تا چند ساعت است ، مورد نیاز
باشد . این فاصله زمانی معمولاً تحت عنوان زمان انرژی ذخیره شده یا زمان انرژی
پشتیبانی (back up) شناخته می شود .



یوپی اس های گوناگون برای بارهای کمتر از یکصد وات تا چندین
مگا وات جهت برآورده کردن خواسته های کاربر در مورد پیوستگی و کیفیت توان وجود
دارند .


سیستم قدرت بدون وقفه (یو پی اس (ups))
:


ترکیبی از مبدلها ، کلیدها و وسایل ذخیره کننده انرژی ( برای مثال
باتریها ) است که سیستم قدرتی را برای حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار ، در حالتی
که نقصی در توان ورودی پیش آید تشکیل می دهد.



ازقسمتهای اصلی تشکیل دهنده یک دستگاه یوپی اس می توان به
موارد زیر اشاره نمود :


واحد یکسوساز ، واحد اینورتر ، واحد شارژر و باتری


واحد یکسوساز عبارتست از مبدل جریان
متناوب به جریان مستقیم


واحد اینورتر عبارتست از مبدل جریان مستقیم به جریان
متناوب


واحد
شارژر وسیله ای است که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم جهت شارژ نمودن
باتری بکار می رود .


باتری
( انباره الکتریکی ) : دو یا چند سلول ذخیره انرژی الکتریکی که به هم وصل شده و به
عنوان منبع انرژی الکتریکی استفاده می شوند .


انواع توپولوژی یوپی اس
:


لازم به ذکر است یادآور شویم اغلب مردم به
اشتباه بر این باورند که تکنولوژی یوپی اس محدود به دو نوع standby (Off line
(آفلاین یا آماده به کار) ) & online می باشد ، درحالیکه تکنولوژیهای متعددی در
مورد یوپی اس مطرح است که در این مبحث خلاصه ای از کارکرد و خصوصیات هر توپولوژی را
بازنگری و مقایسه می کنیم .


انواع توپولوژی
:


۱- standby (Off line (آفلاین یا آماده به
کار) ) & standby ferro

2-
Line interactive (لاین اینتراکتیو یا در تعامل با خط)


۳- double conversion
4-
delta conversion

تکنولوژی standby
(Off line (آفلاین یا آماده به کار) )



این توپولوژی عموماً
برای تغذیه کامپیوترهای شخصی بکاربرده می شود همان طور که در بلوک دیاگرام شکل ۱
نمایش داده شده است در شرایط عملکرد عادی (هنگامیکه منبع توان ورودی در بازه مجاز
است ) ، توان از منبع ورودی به transfer switch و خروجی دستگاه یوپی اس انتقال داده
می شود و در زمان خرابی منبع ورودی و یا خارج شدن ولتاژ و فرکانس از رواداریهای
مجاز ، توان خروجی توسط اینورتر و انرژی ذخیره شده باتری تامین میگردد واینورتر
تنها هنگامی شروع به کار میکند که منبع ورودی دچار خرابی گردد .



در این تکنولوژی توان خروجی از کیفیت
چندان مناسبی برخوردار نیست و عمومأ در توانهای کم تولید می گردد.، اما راندمان
بالا و قیمت پایین از مزایای این طراحی است.



تکنولوژی standby ferro


در این تکنولوژی ترانسفورمری با طراحی و
عملکردی خاص بنام فرورزونانت بکاررفته که با به اشباع رفتن هسته ترانس ، ولتاژ
تثبیت شده ای در خروجی فراهم میگردد،همان طور که دربلوک دیاگرام



شکل۲دیده میشود در شرایط عادی کارکرد،
توان از منبع AC ورودی به سیم پیچ اولیه ترانسفورمر فرو منتقل شده و از ثانویه
ترانسفورمر، توان خروجی فیلتر شده با رگولاسیون مناسب به بار مصرفی انتقال می یابد.
در زمان خرابی منبع ورودی ، اینورتر شروع به کار کرده و با استفاده از انرژی ذخیره
شده باتری وترانسفورمر خروجی توان مورد نیاز تامین میگردد .



ایزولاسیون بسیار خوبی که ترانس
فرورزونانت جهت تامین خروجی فیلترشده ایجاد مینماید از بکار بردن هرگونه تجهیزات
فیلترینگ دیگری مناسبتر است، از اینرو فیلتراسیون عالی برق شهر و قابلیت اطمینان
بالا از نقاط قوت این تکنولوژی است .


یوپی اس های فرورزونانت با بکار گرفتن بعضی
ژنراتورها و بارهای کامپیوتری که ضریب توان ورودی شان اصلاح شده است ، دچار
ناپایداری می شوند ، همچنین به دلیل اتلاف حرارتی بالا ، راندمان پایین و حجیم بودن
این دستگاهها ، طی چند سال اخیر محبوبیت این طراحی کاهش یافته است.


این تکنولوژی درتوانهای
۳~۱۵ KVA طراحی و تولید می شود.


APC Fig1 همه چیز درباره یو پی اس (ups) | یو پی اس | آماک
Figure 2 –
standby ferro



تکنولوژی Line
interactive (لاین اینتراکتیو یا در تعامل با خط)



این توپولوژی درسایتها ، شبکه وسرورها
(تجهیزات IT ) بیشترین استفاده را دارد . همان طور که در بلوک دیاگرام شکل۳دیده
میشود، در این طراحی اینورتر همواره روشن و به خروجی یوپی اس متصل است ودر حالت
عملکرد عادی وظیفه شارژ باتریها را عهده دار است و زمانیکه توان ورودی از بازه مجاز
تعریف شده خارج گردد ، پیوستگی توان خروجی از اینورتر و انرژی ذخیره شده باتریها
تامین میگردد.


معمولا جهت فراهم شدن رگولاسیون ولتاژ مناسب در خروجی در این طراحی
از ترانسفورمرهای tap changing نیز استفاده میشود.در مقایسه با توپولوژی standby
تجهیزات فیلترینگ بیشتری تعبیه شده و ناپایداری خروجی و نویزهای سوییچینگ نیز کاهش
یافته است .


در مجموع راندمان بالا ، قیمت پایین ، ضریب اطمینان بالا و توانایی
اصلاح ولتاژ نامناسب ورودی ، این طراحی را در توانهای ۰٫۵~۵ KVA برتر و غالب می
داند .


APC Fig2 همه چیز درباره یو پی اس (ups) | یو پی اس | آماک
Figure 3 – Line interactive (لاین
اینتراکتیو یا در تعامل با خط) یو پی اس (ups)


تکنولوژی double
conversion


همان
طور که در بلوک دیاگرام شکل۴دیده میشود این طراحی از جهاتی مشابه سیستم standby است
با این تفاوت که در شرایط عملکرد عادی نیز اینورتر توان خروجی را تامین مینماید .
در این طراحی ابتدا توانAC ورودی توسط رکتیفایر به DC و سپس توسط اینورتر، DC به AC
تبدیل می گردد و امکان عملکرد دو سویه وجود ندارد .


به هنگام خرابی منبع ورودی ویا خارج شدن توان
ورودی از رواداریهای مجاز، نیز اینورتر پیوستگی توان خروجی را با استفاده از انرژی
ذخیره شده باتریها تامین مینماید، در این طراحی عملا transfer time نخواهیم داشت
.این تکنولوژی مشخصه های کاری ایده آلی را در خروجی (مستقل از تغییرات ولتاژ و سرعت
تغییرات فرکانس ورودی ) فراهم می سازد و در توانهای بالاتر از ۱ kVA طراحی و تولید
می گردد ، اما به دلیل کارکرد مداوم اینورتر ، فرسایش قطعات و المانهای پاور ، ضریب
اطمینان این سیستم کاهش می یابد ، بازده کم و تلفات انرژی و هزینه بالا نیز از دیگر
معایب این تکنولوژی است .



APC Fig5 همه چیز درباره یو پی اس (ups) | یو پی اس | آماک
Figure 4 –
Double Conversion On-Line



تکنولوژی
delta conversion


واژه دلتا که یک نماد یونانی است به معنای تفاضل یا اختلاف می با شد
و نامگذاری تکنولوژی دلتا کانورژن نیز بر اساس بالانس توان خروجی با مقایسه شکل موج
ورودی و خروجی در هر نقطه و جبران تفاضل موجود بوسیله کانورترهاست .


این توپولوژی که در بلوک
دیاگرام شکل ۵ دیده میشود حدود ۱۰ سال پیش جهت مرتفع ساختن معایب تکنولوژی دابل
کانورژن طراحی وتولید شده است ،در شرایط عملکرد عادی توان خروجی با همکاری اینورتر
اصلی و دلتا اینورتر تامین می گردد .


ودر شرایط خرابی منبع ورودی ، مشابه سیستم
دابل کانورژن پیوستگی توان خروجی توسط اینورتر اصلی و با استفاده از انرژی ذخیره
شده باتریها حاصل می شود .


APC Fig6 همه چیز درباره یو پی اس (ups) | یو پی اس | آماک
Figure 5 – Delta Conversion یو پی اس
(ups)



در این طراحی
کانورترها به صورت دوسویه عمل می کنند یعنی دلتا کانورتر و کانورتر اصلی توانایی
تبدیل AC به DC و DC به AC را بطور همزمان دارند.


در طراحی دلتاکانورژن ، دلتاکانورتر یک
کانورتر جریان است که دو وظیفه را به عهده دارد. وظیفه اول کنترل مشخصه های توان
ورودی است که کشیده شدن جریان بصورت سینوسی و کاهش هارمونیکها و در نتیجه کاهش
تلفات گرمایی و استهلاک کمتراز فواید آن می باشد .


دومین وظیفه کنترل و تنظیم جریان ورودی جهت
تامین جریان شارژ باتریهاست .


اینورتر(کانورتر) اصلی نیز یک اینورتر ولتاژ با تکنولوژی PWM است که
مهمترین وظیفه آن تنظیم و تثبیت ولتاژ در نقطه بالانس توان با تلرانس ۱%± است
.


کیفیت خوب
مشخصه های توان خروجی و راندمان بالا ، کاهش تلفات ، اصلاح ضریب توان ورودی ، کنترل
دینامیکی و سازگاری با ژنراتور نیز از مزایای قابل ملاحظه این تکنولوژی
است.


بر اساس پیش پا افتاده ترین تصور و برداشت
اکثر مردم بر این باور هستند که از یو پی اس (یو پی اس (ups)) صر فاًَََ برای
مواقعی استفاده کنند که برق می رود و می توانند از آن به عنوان یک باتری استفاده
کنند ولی این یک باورغلط است.

یو
پی اس (ups) اصولاً مواقعی به کار می آید که در برق شهر نوساناتی ایجاد شود ممکن
است به قسمت های حساس کامپیوتر مانند هارد دیسک یا مادربورد آسیب های جدی وارد سازد
در این مواقع یو پی اس (ups) برق متناوب شهر را به وضعیت ثابت تبدیل نموده وپس از
آن برق وارد کامپیوتر می شود تا مشکلی برای سیستم پیش نیاید


در این مقاله ابتدا توضیحاتی دررابطه با یو پی اس (ups) و در
بخش بعد به بررسی انواع اختلالات رایج در برق شهر برای درک اهمیت یو پی اس (ups) ها
وپارامترهای مهم جهت خرید یو پی اس (ups) می‌پردازیم و بعد ساختار یو پی اس (ups) و
مدل های آن را و در آخر به بررسی یو پی اس (ups) در بازار ایران خواهیم پرداخت.

یو پی اس (ups)

یو پی اس (ups) دستگاهی الکترونیکی است به منظور تامین پیوسته
انرژی برای دستگاه‌های مصرف کننده که به اختلالات موجود در شبکه و قطع برق حساس
بوده و به دلیل ضرورت و حساسیت‌های فوق العاده زیاد جزو تجهیزات حیاتی مجموعه‌های
کامپیوتری، مخابراتی، کنترل و ابزار دقیق، آزمایشگاهی و بیمارستانی می‌باشند.

کاهش یا افزایش ناگهانی ولتاژ،
تغییر فرکانس، انواع اعوجاج لحظه ای یا دایم، نمونه‌هایی ازمشکلات ایجاد شده بر روی
شبکه‌های برق شهری می‌باشند. دستگاه های الکترونیکی پیشرفته و حساس (نظیر سیستمهای
کامپیوتری، تجهیزات مخابراتی و پزشکی) با توجه به کاربردهای ویژه و حساسی که دارند
نیازمند تجهیزات ضروری مانند منبع تغذیه بدون وقفه و نسبتا
دقیق بوده تا ولتاژ و فرکانس ثابت و قابل اطمینان را تامین نماید.

در کشورهای پیشرفته علیرغم عدم قطع برق شهر،
دستگاه یو پی اس (ups) از وسایل ضروری کامپیوترها محسوب می‌شود. به عنوان مثال در
صورت وجود کوچکترین اغتشاش در برق شهر بخش کنترل کامپیوتر، با تولید یک پالس موجب
خاموش و روشن شدن مجدد (Restart) کامپیوتر می‌‌گردد. لذا با این عمل اطلاعاتی که در
حافظه RAM سیستم وجود دارد، از بین رفته و زیان های جبران ناپذیری به کاربر وارد
شده و حاصل کار کاربر در چند لحظه از بین می‌رود.

در مورد سایر سیستم‌های حساس نظیر دستگاه‌های مخابراتی و شبکه‌های
اطلاعاتی نیز با قطع یا تغییر مشخصات منبع
تغذیه
، هماهنگی بخشهای مختلف دستگاه بهم خورده و بر اثر قطع و وصل‌های
متوالی، علاوه بر صدماتی که به قطعات دستگاه وارد می شود، عملکرد کل سیستم با
اختلال مواجه می‌گردد. با توجه به مطالب فوق، نیاز به وجود دستگاهی که بتواند
جایگزین مناسبی برای برق شهر در مواقع اضطراری گردیده و با حذف اختلالات شبکه تغذیه
مدارات حساس را بر عهده گیرد، نمایان می شود.

این دستگاه یوپی اس نام دارد و جهت استفاده کاربران، انرژی DC را به
AC تبدیل می کند. لازم به ذکر است که در مواقع قطع برق میتوان از ژنراتورهای AC جهت
تغذیه دستگاه‌ها استفاده نمود ولی این منابع با توجه به مشکلاتی نظیر شناور بودن
ولتاژ و فرکانس، حجم بزرگ، آلودگی صوتی، دودزا بودن، زمان طولانی وصل شدن بعداز قطع
برق و لزوم سرویس و باز بینی دایمی عملا کاربردی در دستگاه‌های حساس ندارد.
دستگاه‌های یو پی اس (ups) با ابعاد کوچک و بدون نیاز به سرویس دایمی و بدون ایجاد
آلودگی‌ها با تثبیت ولتاژ و فرکانس، وسایل بسیار مناسبی جهت حفاظت سیستم‌ها در
مقابل اختلالات برق شبکه می‌باشد.



برای درک اهمیت یو پی اس (ups) ها، در این بخش به بررسی
اختلالات رایج در برق شهر می‌پردازیم


انواع اختلالات رایج در برق
شهر


• قطعی برق: به قطع کامل
برق برای مدتی طولانی تر از یک دقیقه اطلاق شده که در هنگام وقوع آن، منبع برق
کاملا از کار می‌افتد.

عوامل موثر
در ایجاد اختلال:

این وضعیت ممکن
است در اثر بروز اشکال در خطوط نیرو مانند قطع کلیدها، فیوزها و یا حوادثی نظیر
طوفان همراه با رعد و برق و یا سایر شرایط ایجاد گردد.


تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

- خاموشی باعث از دست رفتن اطلاعات در حال انجام در RAM و یا
Cache می‌شود

- توقف عملیات
اجرایی و عدم امکان فعالیت

- ضرر
ناشی از زمان از دست رفته برای تنظیم یا تعمیر سیستم آسیب دیده


- زیانهای تجاری در معاملات اینترنتی On-line
- بروز خطر جانی در تجهیزات درمانی (سیستمهای
کنترل حفظ حیات)



افت لحظه ای ولتاژ:
به کاهش کوتاه مدت ولتاژ برق اطلاق شده که تقریبا ۸۵%
از کل اختلالات موجود در برق شهر را شامل می‌شود.

عوامل موثر در ایجاد اختلال:
این امر ناشی از سوئیچ‌کردن یک بار با توان بالا مانند دستگاه‌های
تهویه هوا یا راه انداختن موتورهای الکتریکی ، تاسیسات حرارتی و برودتی و یا بروز
اتصال کوتاه در مناطق اطراف می‌باشد. همچنین عدم دقت در انتخاب سایز مناسب کابل‌های
برق استفاده شده در ساختمان و تغییرات شبکه در زمان اوج مصرف بخصوص در فصل گرما از
دیگر عوامل ایجاد این اختلال است.

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

در صورتیکه ولتاژ منبع اصلی آنقدر پایین بیایدکه منبع تغذیه
کامپیوتر نتواند ولتاژی دریافت کند، افت ولتاژ باعث Restart شدن کامپیوتر می‌شود.
هنگ کردن کامپیوتر، قفل کردن صفحه کلید، کم یا زیاد شدن نور لامپها و کوچک شدن صفحه
تصویر مانیتور از دیگر تبعات این نوع اختلال می‌باشد. همچنین بدلیل ثابت بودن توان
الکتریکی دستگاه مصرف کننده، افت ولتاژ سبب افزایش کوتاه مدت جریان شده و به تبع آن
باعث کم شدن راندمان و کوتاه شدن عمر دستگاه مصرفی می‌گردد.



• افزایش لحظه ای ولتاژ:
عبارتست از افزایش لحظه ای دامنه ولتاژکه برای چند سیکل پیاپی ادامه و در
حدود ۱۲۰/۱ ثانیه طول می‌کشد

عوامل
موثر در ایجاد اختلال:

این اختلال
معمولا به دلیل سوئیچ نمودن بار در مراکز فرعی و یا به یکباره خاموش شدن دستگاه‌های
توان بالا و یا پرمصرف بوجود می‌‌آید. همچنین اتصال کوتاه و عدم توجه به سایز مناسب
کابل‌های برق نیز از عوامل ایجاد آن می‌باشند.

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

این اختلال باعث وارد آمدن فشار به دستگاه‌های حساس شده و در
طول زمان سبب خرابی آنها می‌گردد. همچنین می‌تواند باعث بروز خطا در داده‌های
دیجیتال و قفل شدن کامپیوتر شود.

کم و زیاد شدن نور لامپها و تغییرات ناگهانی در عرض تصویر مانیتور
نیز از اثرات محسوس افزایش لحظه ای ولتاژ می‌باشد.


• ولتاژ ضعیف: عبارتست از
ضعیف شدن ولتاژ برای مدت زمان طولانی

عوامل
موثر در ایجاد اختلال:

این اختلال
زمانی ایجاد می‌شود که منبع اصلی تولید برق، قدرت تامین توان مورد نیاز شبکه (بار
مصرفی ) را ندارد، به همین دلیل شرکت برق، ولتاژ شبکه سراسری را کاهش می‌دهد.

تاثیر اختلال بر شبکه و
بار مصرفی:

در یک بار
مصرفی با توان ثابت، کاهش ولتاژ شبکه سبب افزایش جریان بار خواهد شد که این افزایش
جریان به نوبه خود می‌تواند سبب کاهش طول عمر قطعات بکار رفته در دستگاه مصرفی شود.

کاهش ولتاژ بیش از یک دقیقه
می‌تواند موجب عملکرد نادرست تجهیزات گردد. مثلا در یک موتور القایی، این کاهش
می‌تواند منجر به بالا رفتن تلفات حرارتی و یا تغییر سرعت (دور موتور)
شود



ولتاژ قوی:
عبارتست از قوی شدن یا بیشتر شدن دامنه ولتاژ برای مدت زمان
طولانی که می تواند موجب بالا رفتن توان راکتیو در خروجی بانک‌های خازنی
شود

عوامل موثر در ایجاد
اختلال:

صاعقه و رعدوبرق از
مهمترین عوامل ایجادکننده این نوع اختلال می باشد.


تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

باعث سوختن دستگاه مصرفی و یا آتش سوزی می‌شود.

• نوسانات
فرکانسی:
به تغییر فرکانس شکل موج ورودی اطلاق می‌شود


عوامل موثر در ایجاد اختلال:
این اختلال معمولا در مواردی دیده می‌شود که
منبع تولید انرژی برای تغذیه دستگاه‌ها، ژنراتور (موتور برق) باشد.

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

نوسانات فرکانسی باعث
برش ولتاژ وکاهش دقت دستگاه‌های حساس آزمایشگاهی، مخابراتی، تجهیزات پزشکی و. . . و
به هم خوردن همزمانی (Synchronize) در برخی دستگاه‌ها که با عبور از صفر ولتاژ کار
می‌کنند، می‌شود



اعوجاج هارمونیکی:
به اغتشاش‌های پریودیک و شبه سینوسی ولتاژ منبع و یا به
جریانی که بارهای غیر خطی از منبع می‌‌کشد گویند

عوامل موثر در ایجاد اختلال:

هارمونیک‌ها عموما توسط بارهای غیرخطی بوجود می‌آیند که از
برق شهر جریان‌هایی بالا می‌کشند. (کامپیوتر، دستگاه‌های فتوکپی، پرینترهای لیزری و
موتورهای دوار با سرعت متغیر، دستگاههای جوشکاری)

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:
هارمونیک‌ها باعث افزایش نامناسب جریان
می‌شوند و این افزایش اثر خود را در دماهای بالا نشان داده و باعث خرابی اجزا تشکیل
دهنده و افزایش حرارت دستگاه می‌شوند.

دمای
تولید شده بوسیله هارمونیک‌ها می‌تواند سیم‌های اصلی نول سایت را خراب کند مگر آنکه
سیم‌ها به اندازه کافی ضخیم درنظر گرفته شوند



• حالت های گذرای سوئیچینگ: به تغییرات
ناخواسته و لحظه ای فرکانس از یک مقدار تعیین شده گفته می‌شود


عوامل موثر در ایجاد اختلال:
پیدایش عناصر نیمه هادی (ترانزیستورها) و
استفاده فراوان از آنها در شبکه‌های قدرت، عامل مهمی برای ایجاد هارمونیک در
سیستم‌های قدرت می‌باشد. اکثر PC ها توسط منابع تغذیه سوئیچینگ تغذیه می‌شوند و این
باعث می‌شود مشکلات مربوط به هارمونیک‌ها با افزایش تعداد کامپیوترها بصورت تصاعدی
بالاتر رود و درجایی‌که تعداد کامپیوترها در سایت زیاد باشد، استفاده از یوپی‌اس
دارای THD جریان ورودی کم (مثلا کمتر از ۵%) ضروری است.



• نویز الکتریکی: نویز
در واقع تغییرات نامنظم و کاملا اتفاقی ولتاژ است. تداخل الکترومغناطیس (EMI) و یا
تداخل ناشی از فرکانس‌های رادیوئی (RFI) از انواع نویز هستند.


عوامل موثر در ایجاد اختلال:
نویز الکتریکی در اثر مشکلات کابل، کابل‌کشی
و مجاورت با تجهیزات فرکانس رادیویی، القای امواج روی خطوط انتقال، کارکرد
ترانسفورمرها، ژنراتورها و دستگاه‌های صنعتی بوجود می‌آید.


تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

نویزها باعث سوء کارکرد و بروز خطا در
برنامه‌های اجرایی و فایلهای اطلاعاتی می‌گردد. بطور کلی نویز الکتریکی می‌تواند
فقط باعث اشکالات نرم افزاری (مانند Hang نمودن کامپیوتر) و در نتیجه از دست رفتن
اطلاعات شده ولی موجب آسیب‌های سخت افزاری نمیگردد

نویزها دو نوع اند:

۱- Common Mode Noise
2-
Normal Mode Noise

Normal
Mode Noise :
این نویزها عموما بین خطوط فاز و نول شبکه دیده شده و باعث
آسیب منابع تغذیه، بردها و اجزای تشکیل دهنده مدار می‌شوند


Common Mode Noise: بیشتر نویزها از این
دسته اند و بین خطوط فاز و ارت یا نول و ارت وجود داشته و باعث از دست رفتن اطلاعات
در کامپیوترها می‌شوند.

تاثیر
نویز در بیت‌های اطلاعاتی: طبق منطق موجود در تجهیزات و دستگاه‌های کامپیوتری، سطح
ولتاژ ۰ ولت، سطح منطقی صفر و سطح ولتاژ ۵ ولت، سطح منطقی یک در نظر گرفته شده است.
نویزهای وارد شده به سیستم‌ها در سطوح منطقی مختلف، می‌توانند بر روی سیستم تأثیر
گذاشته و سطح منطقی را تغییر دهند.



• اسپایک: (Spike) عبارتست از افزایش بسیار
زیاد لحظه ای ولتاژ

عوامل
موثر در ایجاد اختلال:

ضربات ناشی از رعد و برق و یا عواملی که باعث سقوط خطوط انتقال برق
می‌شوند، باعث بروز این اختلال می‌گردند. مانند: طوفان، تصادفات و …

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی:

باعث سوختن مدارهای
داخل کامپیوتر شده و یا با سوختن هارد (Hard Disk)، باعث از بین رفتن اطلاعات
می‌گردد


ساختمان داخلی یک یو پی اس (ups)

1- قسمت ورودی وخروجی برق ودر بعضی از یو پی اس (ups) ها که
سیستم حفاظتاز خط تلفن ومودم را دارند ؛ به همراه ورودی وخروجی تلفن

۲- یک ترانسفورماتور دو منظوره که در مواقعی
که ولتاژ برق کاهش یا افزایش می یابد آن رابه ولتاژ استاندارد یعنی ۲۲۰V می رساند

۳- بخش استابلایزر آن است که
وظیفه این قسمت گرفتن بارهای خطی وغیر خطی وتأئید یک منبع یکنواخت برق بدون هیچگونه
تغییر در آمپراژ و ولتاژ برق شهری است

۴-
باتری خشک داخلی که در اکثر یو پی اس (ups) ها است توانایی ذخیره مقداری برق را در
خود دارد ودرحال حاضریک یو پی اس (ups)خوب در این رابطه توانایی حدود ۷۰ دقیقه
ذخیره برق را برای ساعات قطع برق داردطرز کار این قسمت طوری است که در موقع رفتن
برق یو پی اس (ups) به کمک یک سیستم هوشمند ، سریعاً باتری رااز حالت OFF به وضعیت
ON تبدیل میکند


پارامترهای اصلی جهت خرید یک
دستگاه یو پی اس (ups)


THD (Total Harmonic Distortion)

وجود بارهایی که از
منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می‌کنند، به دلیل ایجاد هارمونیک در شبکه، باعث داغ
شدن سیم‌های نول و به تبعه آن باعث بروز گرما در سیستم برق می‌شوند. بنابراین برای
مکان‌هایی که تعداد دستگاه‌های کامپیوتری زیادی دارند، توصیه می‌شود از یوپی اس با
THD جریان ورودی پایین مثلا ۱۰% استفاده شود.



Switch Time :

عبارت است از فاصله زمانی بین سوئیچ از برق شهر به باتری و
بالعکس. هر چه این زمان بیشتر باشد احتمال Restartشدن کامپیوتر در لحظه سوئیچ بیشتر
خواهد بود.

دستگاه هایی که زمان
سوئیچ آنها حدود صفر است به دستگاه های Online معروف هستند



Backup Time:

زمان موردنیاز برای
وضعیتی است که برق شهر قطع شده و لازم است برای تغذیه بار مصرفی از انرژی ذخیره شده
در باتری استفاده شود. این زمان بستگی به باتری دارد و با کم و زیادشدن باتری، کم و
زیاد می‌شود. یو پی اس ممکن است دارای باتری داخلی و یا خارجی (کابینت باتری)
باشد.


Noise Filtration:

فیلتراسیون نویز بسته به مکان استفاده تغییر می‌کند و زمانی
که کنترل نویزهای Normal و Common ورودی به سیستم مهم است از آن استفاده
می‌شود.


Audible Noise:
زمانی که دستگاه روشن است بر اساس صدای ناشی از فن یا ترانس دستگاه
میزان نویز صوتی سیستم مشخص می‌شود



Size & Weight:

سایز و حجم دستگاه می‌تواند بر اساس مکان استفاده متفاوت و در
بحث حمل و نقل و یا خدمات مهم باشد



Interface and Ergonomy:

شکل ظاهری و تناسب دستگاه با توجه به نوع دستگاه و مکان
استفاده، نقش مهمی در انتخاب دستگاه دارد



Robustness and Reliability:
استحکام و قابلیت اطمینان زیاد در برابر
شرایط سخت و بحرانی از مهمترین پارامترهای انتخاب یوپی‌اس مناسب می باشد


:Technology
& Wave Shape

یکی از
پارامترهای مهم در انتخاب یو پی‌اس مناسب، تکنولوژی ساخت آن می‌باشد که توضیحات
آن‌ها در ادامه آمده است.

چنانچه
منابع تغذیه دستگاه‌های مورد استفاده بسیار حساس بوده و هیچگونه نویز یا اعوجاجی
نباید به آن وارد شود و شکل موج خروجی به صورت سینوسی کامل و بدون قطعی و بدون
وابستگی به ولتاژ ورودی لازم باشد، توصیه می‌شود از یو‌پی‌اس‌های Online استفاده
شود و چنانچه ورود نویز یا تغییر شکل موج خروجی سیستم از درجه اهمیت کمتری برخوردار
است، یو پی‌اس‌های Line-Interactive توصیه می‌شودیکی از پارامترهای مهم در انتخاب
یو پی‌اس مناسب، تکنولوژی ساخت آن می‌باشد که توضیحات آن‌ها در ادامه آمده است.


Rated VA:
توان
نامی دستگاه پارامتری است که از دو راه می‌توان مقدار آن را محاسبه و سپس دستگاه
مناسب را خریداری نمود.

روش اول:
مجموع مقادیر توان دستگاه‌های مصرفی بر حسب وات را محاسبه نموده و بر ۰٫۶ تقسیم
می‌نماییم. عدد به دست آمده، مقدار توان مصرفی می‌باشد.



روش دوم: مقدار کل جریان را به دست آورده
و آن را در ۲۲۰ ضرب نموده تا مقدار توان مصرفی به دست آید.


عدد به دست آمده از روش ۱ یا ۲ را با توجه به رنج تولیدی
یو‌پی‌اس‌ها چک کرده و یو‌پی‌اس مورد نظر را بیابید.


برای مثال من می‌خواهم برای کامپیوتر خود، یو‌پی‌اس‌ای را
انتخاب نمایم. ابتدا از پشت Power کامپیوتر، مشخصات مانیتور و یا تجهیزات دیگر،
وات‌های مربوطه را با هم جمع می‌کنم، که برای مثال عدد ۲۵۰W به دست می‌آید. حال بر
۰٫۶ تقسیم می‌کنیم تا عدد ۴۱۶٫۶ به دست آید. بنابراین یو‌پی‌اس مورد انتخاب من
می‌بایست ۴۱۶٫۵VA خروجی داشته باشد تا در حالت Full Load کار کند. پیشنهاد می‌شود
که مقدار بار متصل به یو‌پی‌اس نهایتا ۷۰% از توان خروجی یو‌پی‌اس باشد، بنابراین
از محصولات آلجا دستگاه PCM600 که دارای توان خروجی ۶۰۰VA بسیار مناسب
است.


Input Voltage Range:

میزان تغییرات ولتاژ ورودی یو‌پی‌اس می‌باشد. مثلا دستگاه
یوپی‌اس که بازه ولتاژ ورودی آن ۱۴۸-۲۷۰ VAC می‌باشد، بدان معناست که یوپی اس بین
ولتاژ ۱۴۸ تا ۲۷۰ ولت برق شهر بدون استفاده از باتری و با در اختیار گرفتن
فیلتراسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه
می‌دهد


Input Frequency Range:

میزان تغییرات فرکانس ورودی یو‌پی‌اس می‌باشد. مثلا دستگاه
یوپی‌اس که بازه فرکانس ورودی آن ۵۰Hz ± ۵% می‌باشد، بدان معناست که یوپی اس در
بازه فرکانسی ۴۷٫۵ تا ۵۲٫۵ هرتز بدون استفاده از باتری و با در اختیار گرفتن
فیلتراسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه می‌دهد.
یوپی‌اس در خارج از این بازه، ورودی یوپی‌اس را غیرنرمال تشخیص داده و به حالت
Backup درآمده و ولتاژ خروجی را از باتری تأمین می‌نماید



Output Voltage
Range:

بازه ولتاز خروجی
یوپی‌اس که مقدار آن با بازه ولتاژ ورودی دستگاه‌های مصرفی می‌بایست هماهنگ
باشد.


Output Frequency Range:
بازه فرکانس خروجی یوپی‌اس که مقدار آن با
بازه فرکانس ورودی دستگاه‌های مصرفی می‌بایست هماهنگ باشد



Efficiency – Normal
Mode:

مقدار توان خروجی
دستگاه یوپی‌اس با توجه به مقدار توان ورودی دستگاه تحت عنوان Efficiency مطرح بوده
که این عدد معمولا ۱۰۰% نیست، زیرا مقداری از توان ورودی توسط خود یوپی‌اس مصرف می
شود.

میزان راندمان و کارایی
دستگاه بنا به نوع تکنولوژی ساخت متفاوت و به خصوص در حالت باتری به علت تغذیه از
باتری ها از اهمیت ویژه برخوردار است، Efficiency در دستگاه‌های Line-Interactive
بین %۸۰-۷۰ و در دستگاه‌های Online بیشتر از %۸۰ می‌باشد



یو پی اس (ups) Management
Software:

یکی از
معیارهای مهم جهت خرید یوپی اس، بررسی بحث مدیریت آن توسط نرم افزار مرتبط با یو
پی‌اس می‌باشد. مانیتورینگ و کنترلینگ یوپی‌اس حتی به صورت Remote)) مکانیزم Auto
Saving فایل‌ها در زمان‌های بحرانی، کاربرپسند بودن و پشتیبانی آن از
سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله مهمترین ویژگی‌های یک نرم افزار مدیریت یوپی‌اس
می‌باشد

http://amakups.com

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :