Κατηγορίες UPS και λειτουργία

Η ιδέα για το ποστ μου ήρθε όταν έπιασα τον εαυτό μου να θέλει να σχολιάσει σε ένα άρθρο γνωστού site e-shop περί UPS όπου διάβασα αρκετές ανακρίβειες. Πιστεύω οτι υπάρχει κόσμος εκεί έξω που θέλει να μάθει και δίνει σημασία σε κάθε λέξη που αναφέρει ένας "ειδήμονας" πάνω στο αντικείμενό του. Έλα όμως που πολλοί οι ειδήμονες και λίγοι αυτοί που μετράνε τα λόγια τους! Πάμε λοιπόν!

Λοιπόν αρχικά να πούμε οτι UPS σημαίνει Uninterruptible Power Supply (Αδιάλειπτη Πηγή Ενέργειας). Αυτό σημαίνει οτι το UPS χρησιμεύει όταν θέλουμε να εξασφαλίσουμε την συνέχιση της λειτουργίας κάποιων συσκευών ακόμα και μετά από διακοπή της τροφοδοσίας αυτών, από τον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας (ΔΕΗ).

Φυσικά αυτό δεν μπορεί να συμβαίνει για πάντα. Το UPS χρησιμοποιεί μπαταρίες (στην συντριπτική πλειοψηφία μολύβδου) για να αντλήσει ενέργεια για όση ώρα διαρκεί η διακοπή της τάσης. Εάν οι μπαταρίες αποφορτιστούν πλήρως προφανώς και το UPS θα σβήσει μαζί με όλες τις συσκευές που υποστηρίζει. Στην ενδεχόμενη επαναφορά της ηλεκτροδότησης το UPS θα δώσει αμέσως τροφοδοσία στα φορτία του και θα ξεκινήσει να φορτίζει και τις μπαταρίες του μέχρι εκείνες να φορτιστούν πλήρως.

Τα UPS λοιπόν χωρίζονται σε 2 μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους. (υπάρχει και άλλη μια αλλά είναι για βιομηχανικές πολύ εξεζητημένες εφαρμογές).

Τα LINE INTERACTIVE και τα ONLINE

Τα line interactive είναι τα πιο οικονομικά από τις δύο κατηγορίες. Η λογική λειτουργίας τους είναι σχετικά απλή. Δίνουν αυτούσια την τάση της εισόδου τους (ΔΕΗ) στην έξοδό τους και απλώς την επιτηρούν. Εάν η τάση πέσει κάτω από ένα όριο τη τάξης του 10% ή ανέβει κατα το ίδιο ποσοστό τότε μπορεί (ανάλογα το μοντέλο) να κάνει μια ανύψωση ή υποβάθμιση τάσης ώστε τα φορτία να τροφοδοτηθούν με τάση πιο κοντά στο ιδανικό 230V. Εάν όμως η τάση της ΔΕΗ βυθιστεί ακόμα περισσότερο και οσιαστικά έχουμε διακοπή ρεύματος τότε ένα ρελέ εσωτερικά αλλάζει κατάσταση και το UPS αρχίζει να τροφοδοτεί τα φορτία του με ενέργεια που αντλεί από τις μπαταρίες του. Αυτή η μεταγωγή που κάνει το ρελέ , ένα "τικ" δηλαδή  που ακούγεται εκείνη τη στιγμή είναι ένα μικρό χρονικό διάστημα της τάξεως των milisecond το οποίο χρειάζεται το UPS για να κάνει την μεταγωγή των φορτίων προς τον inverter του. Ακόμα ένα "τικ" θα ακουστεί όταν επανέλθει το ρεύμα και θα χρειαστεί να κάνει μεταγωγή των φορτίων και πάλι στο δίκτυο της ΔΕΗ. Αυτός λοιπόν ονομάζεται χρόνος μεταγωγής ή χρόνος απόκρισης και είναι αρκετά μικρός, τόσο που ελάχιστες έως και καμία συσκευή δεν θα επηρεαστεί λειτουργικά. Ενημερωτικά τα line interactive βγαίνουν συνήθως σε ισχύ μέχρι το πολύ 3kVA.

Τα Online είναι αισθητά ακριβότερα από τα προηγούμενα γιατί έχουν πιο πολύπλοκη λειτουργία και αποτελούνται από περισσότερα κυκλώματα. Η λειτουργία τους βασίζεται στην συνεχή μετατροπή της εναλλασόμενης τάσης (AC) της ΔΕΗ σε σε συνεχή (DC) και στη συνέχεια την μετατροπή ξανά από DC σε AC για την τροφοδότηση των φορτίων. Παρακάτω έχουμε ένα δομικό διάγραμμα του τρόπου λειτουργίας ενός online UPS.

Η όλη λειτουργία τους και οι αυτοματισμοί των UPS αυτών είναι ένα ακόμη ποστ από μόνο του και δεν θα την αναλύσω λεπτομερώς εδώ. Καταλαβαίνουμε όμως τα εξής. Το UPS κανει συνεχώς μετατροπή της μορφής της ηλεκτρικής ισχύος κάτι που σημαίνει οτι έχουμε ένα σημαντικό ποσοστό απωλειών σε θερμότητα το οποίο αντανακλά και στην καταγραφή του ρολογιού της ΔΕΗ κυρίως όταν μιλάμε για μεγάλα συστήματα UPS 60 - 100 και περισσότερων kVA. Η θερμότητα αυτή πρέπει να απομακρυνθεί από το εσωτερικό της συσκευής και άρα τα ανεμιστηράκια του UPS δουλεύουν συνεχώς, 24 ώρες το 24ωρο. Κάτι που σημαίνει και μόνιμος θόρυβος. Κατα τ' άλλα τα online δίνουν πάντα στην έξοδό τους 230V 50Hz σταθεροποιημένα βρέξει χιονίσει! Ακόμα κι άν η ΔΕΗ κάνει τα πιο τρελά της παιχνίδια με αυξομειώσεις στην τάση ακόμα και στην συχνότητα! Αυτό σημαίνει οτι αυτά τα UPS είναι κατάληλα για όλα τα φορτία εντός των ορίων ισχύος του UPS! Επίσης σε αυτήν την περίπτωση δεν υπάρχει χρόνος μεταγωγής! Την στιγμή που θα έχουμε διακοπή τάσης στην είσοδο, το κύκλωμα από την μπαταρία και δεξιά θα συνεχίσει να λειτουργεί χωρίς να αισθανθεί καμία μεταβολή και η μπαταρία θα αρχίσει να αποφορτίζεται. Στην επαναφορά της εισόδου θα έχουμε και πάλι την λειτουργία του rectifier ο οποίος θα ξανασηκώσει την DC στάθμη φορτίζοντας και πάλι τις μπαταρίες. Τα online UPS λοιπόν σχεδόν πάντα μπορούν να παραμετροποιηθούν σε αρκετά σημεία, μπορούν να πάρουν πολλές φορές και επιπλέον μπαταρίες για επέκταση της αυτονομίας, και να γίνουν κομμάτι ενός αυτοματοποιημένου συστήματος. Πολλές φορές υπάρχουν δικτυακές κάρτες (SNMP) που δίνουν την δυνατότητα του ελέγχου δικτυακά, κάρτες ξηρών επαφών για αυτοματισμούς, χρονικά εντολών για τερματισμό κάποιου φορτίου (server) μετά απο καθορισμένο χρονικό διάστημα, παραλληλισμό μεταξύ τους κοκ. Επίσης τα online έχουν μεγάλη γκάμα ισχύος, από 1ΚVA, 1.5, 2, 3, 6, 10, 15, 20, 30, 60, 80, 100, 120, 160, 200 kVA και ακόμα μεγαλύτερα!

Έχουμε να αναλύσουμε ακόμη πολλά, κυρίως για την λειτουργία των Online και βέβαια οι μπαταρίες είναι ακόμη μια μεγάλη κουβέντα. Επίσης ο υπολογισμός της μέγιστης ισχύος των φορτίων μας είναι μια πάρα πολύ σημαντική μελέτη που πρέπει να γίνει πριν την αγορά ενός UPS όπως και ο εκτιμώμενος χρόνος αυτονομίας που σε πολλές εφαρμογές είναι αρκετά κρίσιμος.

*Η ανάρτηση περιέχει τοποθέτηση προϊόντος. :)