KESiNTİSİZ GÜC KAYNAKLARI (UPS)

Sürekli besleme gerektiren; bilgisayar sistemleri, elektronik hız ve gerilim regülatörleri, ayırıcı, kesici motor beslemeleri, tıbbi cihazlar, haberleşme sistemleri, aydınlatma sistemleri, önemli kayıt cihazlarinda (UPS açılımı = Uninterruptible Power Supply) kesintisiz güç kaynaklarına ihtiyaç vardır.

Bu sistemlere genel olarak “‘kritik yükler’ denilmektedir. İç ihtiyaç sistemlerindeki kritik yükleri besler, sürekli ve kaliteli enerji sağlarlar.

Kesintisiz güç kaynaklarının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Yapılan araştırmalarda üretim kalitesi, hızı ve elektronik eleman kullanimi arttıkça, direk sebekeden enerji alarak beslemenin zor oldugu anlasilmistir. Her gün ortalama 10 saniyeden daha uzun süren elektrik kesintileri olusmaktadr. Bu kesintiler özellikle bilgi islem merkezleri için önemli tehlikeler olusmaktadir. Bu gerçekler UPS’ in günümüz için ne kadar önemli oldugunu göstermektedir.

 Aşağıda belirtilen yüklerden dolayı  oluşabilecek bozukluklarda, UPS sistemleri çok önemlidir.

▪️ Lineer olmayan yük

▪️ Yük değişimleri

▪️ Dengesiz yükler

▪️ Aşırı yüklenme

▪️ Pik akımlar

▪️ Kısa devre

▪️ Şebekenin tekrar gelişi

UPS Çeşitleri

🔹Açık Hatlı UPS (Online UPS’ler)

Her zaman devrede olan sistemlerdir. Bu sekilde calisan UPS’lerde invertör her zaman devrede oldugu için herhangi bir kesinti anında off-line sistemlerde görülen devreye girme gecikmesi meydana gelmez. Sürekli devrede olan UPS sistemlerinde, kritik yük her zaman UPS üzerinden beslenir. UPS sistemi yük akımını sürekli taşımak zorundadir. Ana besleme kesildigi zaman, UPS’ in aküleri yük için gerekli olan enerjiyi invertör üzerinden saglar. Bundan dolayı yük uçlarında herhangi bir enerji kesintisi meydana gelmez. UPS, yükü besleme tarafından tamamen izole ederek o yönden gelebilecek herhangi bir probleme karşı korumuş olur. Ayrıca, yük tarafinda meydana gelebilecek bir arızanın şebekeyi etkilemesi de önlenmiş olur.

🔹Kapalı Hatlı UPS (Offline UPS)

Şebekede herhangi bir kesinti olmadığı sürece beklemede kalan (invertör “off”) ancak kesinti anında devreye girerek yüke enerji saglayan sistemlerdir. Aşağıda ki şekilde Offline UPS bağlantısı şebekeden gelen gerilim herhangi bir şekilde aküler üzerinden geçmediği için regülasyon söz konusu değildir. Bu sistemde şebekenin kesilmesi anında yaklaşık 2 ile 5 ms içinde bir röle devreye girer. Bu süre çok kisa bir süre olsa bile olusabilecek arktan zamanla sorunlar yaşanabilir ve küçük güçlerde kullanılır.

🔹Hat Etkileşimli UPS (Line interactive UPS)

Çalışma sistemleri off-line UPS’ler ile aynıdır yani normal şartlar altında invertör devrede degildir. Ancak enerji kesildiginde ya da UPS’in regüle edebileceği sınırların dışına çıktığında devreye girer. Bazılarında bu işlem mikro işlemci kontrollü olarak yapilir. Günümüzde tüm interaktif modellerde gerilimi oransal olarak kullanan otomatik voltaj regülatörü bulunmaktadır. Giriş gerilimi normal değerinin belli bir yüzde kadar altına indiğinde ya da üzerine çıktığında giriş gerilimini belli bir katsayıyla çarparak azaltır veya arttırır. Offline sistemlerdeki gibi aküye geçme durumunda bir gecikme durumu söz konusudur.

🔹Bir UPS’den Beklenen Özellikler

Kesintisiz bir güç kaynağında bulunması arzu edilen en önemli özellikler şöyle sıralanabilir:

Gerilim Regülasyonu: Sürekli kararlı bir genlikte gerilim üretmelidir.

Frekans Kararlılığı : Çalışma sırasında şebeke frekansının normal sınırlar içerisinde UPS sisteminin frekansı ile aynı olup, devreye kilitlenmiş olmalıdır.

Çıkış Geriliminin Dalga Şekli: Çıkış geriliminin dalga şekli ideal sinüs eğrisine mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Yani UPS çıkışında şebeke frekansinin temel harmoniğinin dışında yüksek harmoniklerin bulunmaması önemle istenen bir özelliktir.

Verim: Verimin düşük olması toplam çekilen enerjinin bir kısmının ısı enerjisi olarak tüketilmesi anlamına gelmektedir. Gereksiz enerji tüketimi bir tarafa, sistem bulunduğu ortamı ısıtacağından ek soğutma önlemleri gerekebilir. Günümüzde üretilen cihazlarda verim % 65 – 90 arasında değişmektedir.

Ani Yük Değişikliklerine Gösterilen Tepki: Bu konuda bir standart olmamakla beraber büyük üretici firmalarca, sistemin  +- %50’lik yük değişikliklerine karşılık +-%10 Vpp (tepeden tepeye gerilim değeri) gerilim değisikliği göstererek, 50 milisaniye içinde +%2 Vpp degerine inmesi istenmektedir.

Ani Yüklenebilme Yeteneği : Yine bu konuda da bir standart olmamakla birlikte sistemin %120 yükte yaklaşık 10 dakika, %150 yük altında ise 10 sn çalışması beklenmektedir.

Bu sürenin uzaması durumunda aşırı yük koruma sisteminin çalışarak redresörü koruması beklenir.