Usikker strømforsyning (UPS): Blokkdiagram og forklaring
Hva er en UPS (Uavbrutt strømforsyning)?
En uavbrutt strømforsyning (UPS) defineres som et elektrisk utstyr som kan brukes som umiddelbar strømforsyning til den koblet belastingen når det oppstår feil i hovedstrømforsyningen.
I en UPS lagres energien generelt i flyhjul, batterier, eller super kondensatorer. Når man sammenligner med andre umiddelbare strømforsyningssystemer, har UPS fordelene med umiddelbar beskyttelse mot avbrudd i inngangstrømmen.
Den har veldig kort batteritid, men denne tiden er nok til å sikkerstenge den koblet apparaturen (datamaskiner, telekommunikasjonsutstyr osv.) eller skru på en reservestrømforsyning.
UPS kan brukes som et beskyttende enhet for hardvarer som kan forårsake alvorlig skade eller tap ved plutselig strømavbrudd.
Uavbrutt strømforsyning, batterireserve og flyhjulsreserve er andre navn ofte brukt for UPS. De tilgjengelige størrelsene for UPS-enheter varierer fra 200 VA, som brukes for en enkelt datamaskin, til flere store enheter opp til 46 MVA.
Hovedroller for en UPS
Når det oppstår noen feil i hovedstrømforsyningen, vil UPS levere strøm for en kort periode. Dette er den primære rollen for UPS. I tillegg til dette, kan den også korrigere noen generelle strømproblemer relatert til forsyningsvirksomheten i ulike grad.
Problemer som kan rettes opp er spenning spike (vedvarende over spenning), støy, rask reduksjon i inngangsspenning, harmonisk forvrengning og ustabilitet i frekvens i nettet.
Typer av UPS
Generelt er UPS-systemet kategorisert inn i Online UPS, Offline UPS og Linjeinteraktiv UPS. Andre design inkluderer Standby online hybrid, Standby-Ferro, Delta konvertering Online.
Offline UPS
Denne UPS-en kalles også for Standby UPS-system som kun gir de mest grunnleggende funksjonene. Her er den primære kilde den filtrerte AC-hovedstrømmen (vist i solid bane i figur 1).
Når det oppstår strømavbrudd, velger overføringsbryteren reservasjonskilden (vist i stiplet bane i figur 1).
Så vi kan klart se at standby-systemet bare begynner å virke når det oppstår noen feil i hovednettet. I dette systemet rektifiseres først AC-spenningen og lagres i lagringsbatteriet som er koblet til rektifieren.
Når det oppstår strømavbrudd, konverteres denne DC-spenningen til AC-spenning ved hjelp av en effektomformer, og overføres til lasten som er koblet til den.
Dette er det billigste UPS-systemet, og det gir surgesikring i tillegg til reserve. Overføringstiden kan være omtrent 25 millisekunder, som kan knyttes til tiden det tar for UPS-systemet å oppdage at forsyningsspenning som er tapt. Blokkdiagrammet vises nedenfor.
Online UPS
I denne typen UPS brukes dobbeltkonverteringsmetoden. Her konverteres først AC-inngangen til DC ved rektifiseringsprosessen for å lagre den i ladbart batteri.
Denne DC-en konverteres til AC ved prosessen omforming og gitt til lasten eller utstyret som den er koblet til (figur 2).
Denne typen UPS brukes der elektrisk isolasjon er obligatorisk. Dette systemet er litt dyrere på grunn av designet med konstante løpende konvertere og kjølesystemer.
Her driver rektifieren, som er strømforsynt med normal AC strøm, direkte omformer. Derfor er det også kjent som Dobbeltkonverterings-UPS. Blokkdiagrammet vises nedenfor.
Når det oppstår strømavbrudd, har rektifieren ingen rolle i kretsen, og den stabile strømmen lagret i batteriene som er koblet til omformeren, blir gitt til lasten ved hjelp av overføringsbryter.
Når strømmen er gjenopprettet, begynner rektifieren å lade batteriene. For å forhindre batteriene fra å overhete på grunn av den høye effekten fra rektifieren, er ladestrømmen begrenset. Under hovedstrømavbrudd, opererer dette UPS-systemet med null overføringstid.
Grunnen er at reservesystemet fungerer som hovedsystemet, ikke hoved-AC-inngangen. Men tilstedeværelsen av inrush-strøm og stor last-trinn-strøm kan føre til en overføringstid på omtrent 4-6 millisekunder i dette systemet.
Linjeinteraktiv UPS
For små bedrifter og avdelingsenheter, brukes linjeinteraktiv UPS. Dette er mer eller mindre det samme som offline UPS.
Forskjellen er tilføyelsen av tapendrings transformator. Spenningsregulering utføres av denne tapendrings-transformator ved å endre tapet basert på inngangsspenning. Ekstra filtrering er gitt i denne UPS, noe som resulterer i lavere transitorisk tap. Blokkdiagrammet vises nedenfor.
