یو پی اس ups چیست؟

پروژه پاور پوینت  جامع و تخصصی  با ۴۳ اسلاید در مورد یو پی اس  ups

(کاملترین توضیحات)

چرا به UPS نیاز داریم؟ محافظت بی‌وقفه برای کسب‌وکار شما

در دنیای امروز که وابستگی به تکنولوژی هر لحظه بیشتر می‌شود، پایداری و کیفیت برق، شریان حیاتی هر کسب‌وکار و فعالیتی است. قطع ناگهانی برق یا حتی نارسایی‌های جزئی در ولتاژ، می‌تواند فاجعه‌آفرین باشد؛ از اختلال در فعالیت‌های تجاری گرفته تا از دست رفتن داده‌های حیاتی و زیان‌های مالی جبران‌ناپذیر. بسیاری از شرکت‌ها تنها به دلیل پیامدهای ناشی از اختلالات برق ورشکست شده‌اند.

تنها قطعی کامل برق نیست که چالش‌آفرین است. دستگاه‌های الکتریکی مدرن به نارسایی‌هایی مانند افت لحظه‌ای یا طولانی ولتاژ، ولتاژهای لحظه‌ای بالا، نویز و تغییرات فرکانس به شدت حساس هستند. به این تجهیزات حیاتی “بارهای حساس” گفته می‌شود، زیرا عملکرد مداوم آن‌ها برای بقا و موفقیت یک شرکت ضروری است.

تجهیزاتی که نیازمند محافظت UPS هستند:

• سیستم‌های پردازش و کنترل: کامپیوترها و سرورها.
• عملیات صنعتی دقیق: تجهیزات تولیدی حساس.
• سیستم‌های کنترل و حفظ حیات: تجهیزات درمانی و پزشکی.
• سیستم‌های مخابراتی: تجهیزات شبکه ارتباطی.
• معاملات تجاری آنلاین: خرید و فروش اینترنتی و پلتفرم‌های دیجیتال.

مشکلات رایج در برق شهر که UPS حل می‌کند:

• نوسانات شدید لحظه‌ای (Spike): ولتاژهای سریع و گذرا که به شکل موج اصلی برق اضافه شده و باعث آسیب به سخت‌افزار، خرابی نرم‌افزار و در درازمدت، ضررهای مالی سنگین می‌شوند.
• نویز الکتریکی (Noise): اختلالاتی که می‌تواند باعث هنگ کردن کامپیوتر و از دست رفتن اطلاعات شود. این نویز ناشی از صاعقه، روشن و خاموش کردن بارها یا مجاورت با تجهیزات فرکانس رادیویی است.
• افت لحظه‌ای ولتاژ (Sags): افت ولتاژهایی که برای چند سیکل ادامه دارند و معمولاً باعث راه‌اندازی مجدد (Re-boot) کامپیوترها می‌شوند.
• افت طولانی ولتاژ (Brownouts): همان Sags هستند، اما با مدت زمان طولانی‌تر و تأثیرات جدی‌تر.
• اضافه ولتاژ لحظه‌ای (Surges): ولتاژ اضافه شده به موج اصلی برق که بیش از یک سیکل ادامه می‌یابد و از مقدار عادی خط اصلی برق بیشتر است.
• قطع کامل برق (Blackouts): قطع کامل جریان برق که منجر به از کار افتادن منبع تغذیه می‌شود.

پس از شناسایی بارهای حساس، مهمترین گام، محافظت از منبع تغذیه آن‌هاست. UPS (Uninterruptible Power Supply)، بهترین راه‌حل برای تأمین تغذیه بدون وقفه و محافظت از این تجهیزات در برابر تمامی اختلالات برق است.

UPS چیست و چگونه کسب‌وکار شما را نجات می‌دهد؟

UPS یک منبع تغذیه بدون وقفه است؛ دستگاهی متشکل از قطعات حالت جامد که بین منبع ورودی (برق شهر) و بار وصل شده و از بروز هرگونه اختلال در برق ورودی، از جمله قطع کامل آن، جلوگیری می‌کند. این سیستم، انرژی را در باتری‌های خود ذخیره کرده و در زمان بروز مشکل در برق شهر، فوراً این انرژی را به جریان متناوب (AC) تبدیل و به بار منتقل می‌کند تا عملکرد تجهیزات شما حتی برای یک لحظه نیز مختل نشود.

انواع UPS بر اساس توان:

• سیستم‌های با توان نسبتاً پایین: 250-۵۰۰ VA
• سیستم‌های توان پایین: 500-۲۰۰۰ VA
• سیستم‌های توان متوسط: 3-۲۰ KVA
• سیستم‌های توان بالا: 30-۴۰۰ KVA

ساختار کلی UPS: محافظتی بی‌عیب و نقص

تمامی UPSها دارای باتری، شارژر باتری و مدار اینورتر هستند. هنگامی که برق شهر دچار مشکل می‌شود، باتری به عنوان منبع انرژی اینورتر عمل کرده و با سرعت مصرف بار متصل به UPS، دشارژ می‌شود. زمان پشتیبانی (Back-up Time) در اغلب UPSها بین ۵ تا ۱۵ دقیقه است، که زمان کافی برای خاموش کردن ایمن تجهیزات یا فعال شدن ژنراتور پشتیبان را فراهم می‌کند.

بر اساس ساختار طراحی، UPSها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

۱. سیستم‌های UPS آفلاین (Off-line): راه‌حلی اقتصادی برای محافظت اولیه

در این نوع UPS، بارهای حساس در شرایط عادی از مسیر بای‌پس (Bypass) انرژی دریافت می‌کنند. اگر تغذیه بای‌پس قطع شود یا ولتاژ آن خارج از محدوده مجاز قرار گیرد، مسیر اینورتر جایگزین می‌شود. انتقال از بای‌پس به اینورتر، پس از قطع برق شهر آغاز می‌شود و وقفه‌ای کوتاه (۲-۱۰ میلی‌ثانیه) در تأمین انرژی بار ایجاد می‌کند. این مدل برای کاربردهای با حساسیت کمتر یا بودجه محدود مناسب است. در این سیستم، شارژر باتری دائماً فعال است تا باتری‌ها را آماده نگه دارد. در برخی مدل‌ها، اینورتر ممکن است برای افزایش راندمان خاموش باشد.

۲. سیستم‌های UPS لاین اینتراکتیو (Line Interactive): پایداری بیشتر با تنظیم ولتاژ

این مدل، یک گام فراتر از سیستم‌های آفلاین است. با اضافه کردن یک مدار تنظیم ولتاژ در مسیر بای‌پس، عملکرد بهتری در برابر نوسانات ولتاژ ارائه می‌دهد. بار همچنان از طریق بای‌پس تغذیه می‌شود، اما به دلیل وجود مدار تنظیم ولتاژ (مانند ترانس فرو رزونانس)، نیاز کمتری به انتقال به اینورتر خواهد بود. این ترانس علاوه بر تنظیم ولتاژ، انرژی مورد نیاز را برای مدت کوتاهی هنگام قطع کامل برق فراهم می‌کند تا اینورتر فعال شود. این سیستم ترکیبی از هزینه مناسب و پایداری بالاتر است.

۳. سیستم‌های UPS آنلاین (On-line): نهایت حفاظت برای بارهای فوق حساس

این سیستم Double Conversion نامیده می‌شود و بالاترین میزان حفاظت را ارائه می‌دهد. در حالت عادی، بار همیشه از مسیر اینورتر تغذیه می‌شود. یعنی حتی زمانی که برق شهر وصل است، یکسوکننده، شارژر و اینورتر فعال هستند و بار از طریق اینورتر، ولتاژی کاملاً تنظیم شده دریافت می‌کند. این مجموعه، مانند سدی محکم در برابر تمامی نوسانات زودگذر ولتاژ عمل می‌کند و هیچ وقفه‌ای هنگام انتقال به باتری وجود ندارد. این ویژگی، سیستم‌های آنلاین را برای بارهای فوق حساس و حیاتی، ایده‌آل می‌سازد.

در صورت قطع طولانی برق، اگر جریان شهر برقرار نشود و ولتاژ باتری به حداقل برسد، اینورتر از کار می‌افتد. در این شرایط، برخی مدل‌ها بار را به مسیر بای‌پس متصل می‌کنند. برای اطمینان بیشتر، می‌توان یک ژنراتور Stand-by به سیستم اضافه کرد که در زمان قطع برق، به صورت خودکار فعال شده و منبع تغذیه UPS را تأمین کند.

مزایای سیستم‌های آنلاین:

• بالاترین حد محافظت از بارهای حساس با تأمین ولتاژ همواره تنظیم شده.
• عدم وجود وقفه هنگام انتقال بین اینورتر و مسیر بای‌پس.

سیستم‌های UPS موازی: افزایش ظرفیت و ضریب اطمینان

در سیستم‌های موازی، دو یا چند UPS به صورت همزمان برای تأمین انرژی یک گروه بار مشترک به کار گرفته می‌شوند. این روش معمولاً برای سیستم‌های آنلاین با توان متوسط یا بالا اجرا می‌شود و مزایای قابل توجهی دارد:

• افزایش ظرفیت و توان مؤثر سیستم: با اضافه کردن واحدهای بیشتر، توان خروجی سیستم افزایش می‌یابد.
• افزایش ضریب اطمینان (Redundancy): در صورت بروز مشکل برای یک دستگاه، سیستم می‌تواند بدون وقفه به کار خود ادامه دهد.
• قابلیت جداسازی و سرویس‌دهی: امکان جداسازی یک واحد خراب بدون تأثیر بر کل سیستم وجود دارد.

نکات مهم در سیستم‌های موازی: تمام UPSهای یک سیستم موازی باید از یک نوع و دارای توان خروجی یکسان باشند.

انواع سیستم‌های موازی:

• سیستم‌های Capacity: در این پیکربندی، توان کل UPSها برای تأمین بار مورد نیاز طراحی می‌شود. در صورت خرابی یک واحد، واحدهای باقی‌مانده مجبور به تأمین بار بیشتری می‌شوند که ممکن است منجر به اضافه بار و انتقال به بای‌پس شود.
• سیستم‌های Redundancy (N+1 یا N+2): در این سیستم‌ها، تعداد UPSها حداقل یک دستگاه بیشتر از تعداد مورد نیاز ظرفیت اصلی است. این طراحی، ضریب اطمینان بسیار بالایی را فراهم می‌کند، زیرا در صورت نقص یک یا حتی دو دستگاه، سیستم همچنان می‌تواند با انرژی اینورتر به کار خود ادامه دهد و بار تنها پس از خرابی دستگاه‌های اضافی به بای‌پس منتقل می‌شود. این سیستم‌ها برای بارهای حساس و متغیر، کارایی و اطمینان بی‌نظیری دارند، اگرچه هزینه اولیه بالاتری دارند.

باتری‌ها: قلب تپنده UPS شما

باتری‌ها جزء اصلی هر UPS هستند که منبع انرژی الکتریکی ذخیره یا جایگزین را هنگام قطع برق شهر یا خروج ولتاژ از حد مجاز تأمین می‌کنند. محل نصب باتری به شرایط محیطی و فضای موجود بستگی دارد و ممکن است درون کابینت UPS یا در رک‌های جداگانه باشد. ظرفیت باتری بر حسب AH (آمپر ساعت) تعریف می‌شود، که نشان‌دهنده قدرت یا ظرفیت باتری برای تولید یک آمپر جریان برای چندین ساعت معین است.

عواملی که بر عمر مفید باتری تأثیر می‌گذارند:

• انبارداری نامناسب: نگهداری در محیط خشک و خنک و شارژ مجدد باتری‌های با ماندگاری طولانی در انبار (بیش از یک سال) ضروری است.
• سولفاته شدن: تشکیل کریستال‌های سولفات سرب در اثر ماندگاری طولانی در انبار، که می‌تواند با شارژ مجدد با جریان ثابت و محدود احیا شود.
• شارژ و دشارژ بیش از حد: آسیب به سلول‌های باتری.
• دما: دمای محیط تأثیر زیادی بر عمر مفید باتری دارد.

محاسبه بار و زمان پشتیبانی باتری:

در زمان انتخاب باتری، دو نکته مهم است:

• بار باتری: مجموع بار واقعی UPS و تلفات بخش اینورتر. به عنوان مثال، برای یک UPS با بار ۴۰ KVA و راندمان اینورتر ۹۰%، باتری باید حدود ۳۵.۵ KW توان DC تولید کند. در نسل جدید UPSهای آنلاین، راندمان اینورتر بیش از ۹۷% است که زمان استقلال باتری (Autonomy) را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد.
• زمان استقلال یا Back-up: مدت زمانی که باتری باید انرژی مورد نیاز بار را تأمین کند. این زمان با افزایش میزان آمپر ساعت باتری‌ها، موازی کردن ردیف‌های سری باتری یا هر دو روش، قابل افزایش است.

نکات ایمنی و زیست‌محیطی باتری‌ها:

• همیشه ترمینال‌های باتری را از اتصال کوتاه محافظت کنید.
• باتری‌ها حاوی مواد مضر برای محیط زیست هستند؛ از دفن یا سوزاندن آن‌ها خودداری کرده و در سطل زباله نیندازید. آن‌ها را به مراکز بازیافت تحویل دهید.

مشخصات کلیدی در انتخاب UPS مناسب

برای انتخاب بهترین UPS برای نیازهای شما، توجه به مشخصات زیر ضروری است:

• راندمان و هزینه نگهداری: تأثیر مستقیم بر هزینه‌های عملیاتی.
• مقدار THD جریان ورودی (Total Harmonic Distortion): نشان‌دهنده کیفیت جریان ورودی.
• ضریب توان (Power Factor): نسبت توان حقیقی به توان راکتیو (وات/ولت آمپر). ضریب توان بالا (نزدیک به ۱) به معنای بهره‌وری بیشتر است و می‌توان آن را با تصحیح ضریب توان (استفاده از خازن) بهبود بخشید.
• ساختار UPS: آفلاین، لاین اینتراکتیو یا آنلاین.
• قابلیت ارتقاء سیستم: برای نیازهای آینده.
• امکان چیدمان باتری‌ها: انعطاف‌پذیری در نصب.
• قیمت دستگاه: متناسب با بودجه و نیاز.
• قابلیت سرویس‌دهی: سهولت در تعمیر و نگهداری.
• حسن شهرت سازنده: اطمینان از کیفیت و پشتیبانی.
• مراجع و اطلاعات نصب: برای راه‌اندازی صحیح.

با درک عمیق از این ویژگی‌ها و نیازهای خاص کسب‌وکار خود، می‌توانید بهترین سیستم UPS را انتخاب کرده و از سرمایه‌گذاری‌ها و فعالیت‌های خود در برابر نوسانات و قطعی برق محافظت کنید.

تصاویر پاورپوسنت یو پی اس ups چیست؟

مطالعه بیشتر