آشنایی با تابلو برق یو پی اس

تابلو برق یو پی اس چیست؟

تابلو برق یو پی اس (UPS) یک سیستم الکتریکی است که در مواقع قطع برق یا نوسانات ولتاژ، به طور خودکار و بدون وقفه برق پشتیبان برای تجهیزات حساس فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، این تابلوها نقش یک منبع تغذیه بدون وقفه را ایفا می‌کنند و از آسیب دیدن تجهیزات الکترونیکی و از دست رفتن اطلاعات جلوگیری می‌کنند.

اجزای اصلی تابلو برق یو پی اس:

• یو پی اس (UPS): قلب تپنده تابلو، وظیفه تامین برق اضطراری را بر عهده دارد. یو پی اس شامل باتری‌ها، اینورتر، شارژر و مدارهای کنترلی است.
• کلیدهای ورودی و خروجی: برای قطع و وصل جریان برق ورودی و خروجی یو پی اس استفاده می‌شوند.
• مدارهای حفاظتی: شامل فیوزها، محافظ جان و سایر تجهیزات حفاظتی برای جلوگیری از آسیب دیدن یو پی اس و تجهیزات متصل به آن در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه و سایر خطاهای الکتریکی.
• نمایشگرها و نشانگرها: برای نمایش وضعیت یو پی اس، ولتاژ ورودی و خروجی، میزان شارژ باتری و سایر اطلاعات مهم استفاده می‌شوند.
• سیستم مانیتورینگ: برای نظارت از راه دور بر عملکرد یو پی اس و دریافت هشدارهای مربوط به مشکلات احتمالی.

بخش ورودی (Input Section)

این بخش شامل قسمت‌های زیر است:

• کلید عمومی (Main Switch): این کلید به منظور قطع یا وصل کردن تغذیه برق شهری در تابلو برق UPS استفاده می‌شود.
• فیوز (Fuse): یک قطعه حفاظتی است که در صورت رسیدن جریان بالاتر از حد مجاز، قطع می‌شود و جریان را نیز قطع می‌کند.
• فیلتر (Filter): یک قطعه الکترونیکی است که به منظور حذف نوسانات و تداخلات الکترومغناطیس در خط برق شهر، نصب می‌شود.
• پایانه های ورود (Input Terminals): نقاط اتصال خط برق شهری به تابلو برقUPS هستند.

بخش خروجی (Output Section)

این بخش شامل قسمت‌های زیر است:

• پایانه‌های خروج (Output Terminals): نقاط اتصال خروجی برق تابلو برق UPS به تجهیزات مصرف کننده هستند.
• کلید خروج (Output Switch): این کلید به منظور قطع یا وصل کردن خروجی برق تابلو برق UPS استفاده می‌شود.
• فیوز (Fuse): قطعه‌ای حفاظتی است که اگر جریان بالاتر از حد مجاز وجود داشته باشد، جریان را قطع خواهد کرد.
• محافظ ولتاژ (Voltage Protector): یک قطعه الکترونیکی است که در صورت افت یا افزایش ولتاژ خروجی برق تابلو برق UPS، آن را تنظیم می‌کند.

بخش باتری‌ها (Battery Section)

این بخش شامل قسمت‌های زیر است:

• باتری‌ها (Batteries): قطعات شارژ شونده‌ای هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند. باتری‌ها معمولا از نوع سرب اسیدی یا لیتیوم یون هستند.
• شارژر (Charger): یک دستگاه الکترونیکی است که باتری‌ها را با استفاده از برق شهری شارژ می‌کند.
• پایانه‌های باتری (Battery Terminals): نقاط اتصال باتری‌ها به تابلو برق UPS هستند.

بخش خروجی (Output Section)

این بخش شامل قسمت‌های زیر است:

• مبدل AC به DC: یک دستگاه الکترونیکی است که برق متناوب (AC) را به برق مستقیم (DC) تبدیل می‌کند. این دستگاه برای شارژ کردن باتری‌ها و تغذیه مبدل AC به DC استفاده می‌شود.
• مبدل DC به AC: یک دستگاه الکترونیکی است که برق مستقیم (DC) را به برق متناوب (AC) تبدیل می‌کند. این دستگاه برای تولید خروجی برق تابلو برق UPS استفاده می‌شود.

بخش خروجی (Output Section)

این بخش شامل قسمت‌های زیر است:

• مدار کنترل (Control Circuit): یک مدار الکترونیکی است که عملکرد سایر قسمت‌های تابلو برق UPS را کنترل و نظارت می‌کند. این مدار با دریافت سیگنال‌های وضعیت از سنسورها، تصمیمات لازم را برای روشن یا خاموش کردن کلیدها، تغییر حالت مبدل‌ها، شارژ یا تخلیه باتری‌ها و… می‌گیرد.
• سنسورها (Sensors): قطعات الکترونیکی هستند که وضعیت مختلف پارامترهای الکتریکی هم‌چون ولتاژ، جریان، فرکانس، دما و… را اندازه گیری می‌کنند و به مدار کنترل اطلاع می‌دهند.
• صفحه نمایش (Display): یک قطعه الکترونیکی است که اطلاعات مربوط به عملکرد تابلو برق UPS را به صورت عددی یا نموداری به کاربر نشان می‌دهد. صفحه نمایش ممکن است از نوع LCD، LED، OLED و… باشد.
• صفحه کلید (Keyboard): یک قطعه الکترونیکی است که به کاربر اجازه می‌دهد تا با فشار دادن دکمه‌های مختلف، تنظیمات تابلو برق UPS را تغییر دهد یا دستورات مختلف را به آن بدهد.

کاربردهای تابلو برق یو پی اس:

• مراکز داده و سرورها: برای جلوگیری از خاموشی سرورها و از دست رفتن اطلاعات در صورت قطع برق.
• تجهیزات پزشکی: برای تامین برق بدون وقفه دستگاه‌های حیاتی در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی.
• سیستم‌های امنیتی: برای حفظ عملکرد سیستم‌های نظارتی و اعلام حریق در هنگام قطع برق.
• تجهیزات صنعتی: برای جلوگیری از توقف تولید و آسیب دیدن ماشین‌آلات حساس در کارخانه‌ها.
• کامپیوترها و تجهیزات اداری: برای جلوگیری از از دست رفتن اطلاعات و آسیب دیدن سخت‌افزار در ادارات و منازل.

ویژگی های تابلو برق یو پی اس:

ویژگی‌های یک تابلو برق یو پی اس به عوامل مختلفی مانند نوع یو پی اس (آنلاین، آفلاین، لاین اینتراکتیو)، ظرفیت، و کاربرد آن بستگی دارد. با این حال، برخی از ویژگی‌های عمومی و مهم در اکثر تابلوهای برق یو پی اس عبارتند از:

ویژگی‌های کلی:

• تامین برق بدون وقفه (Uninterruptible Power Supply): این اصلی‌ترین ویژگی است. تابلو برق UPS در صورت قطع برق شهر، به طور خودکار و بدون وقفه برق مورد نیاز تجهیزات را از باتری تامین می‌کند. مدت زمان تامین برق توسط باتری به ظرفیت باتری و میزان مصرف برق تجهیزات بستگی دارد.

• حفاظت از نوسانات ولتاژ (Voltage Regulation): بسیاری از تابلوهای برق UPS از تجهیزات داخلی برای تنظیم ولتاژ ورودی استفاده می‌کنند. این امر از آسیب دیدن تجهیزات حساس به دلیل نوسانات ولتاژ شبکه برق جلوگیری می‌کند.

• حفاظت در برابر اضافه بار (Overload Protection): تابلو برق UPS مجهز به سیستم‌های حفاظتی است که در صورت بروز اضافه بار، از آسیب دیدن خود UPS و تجهیزات متصل جلوگیری می‌کند.

• حفاظت در برابر اتصال کوتاه (Short Circuit Protection): سیستم‌های حفاظتی در برابر اتصال کوتاه نیز برای جلوگیری از آسیب‌های جدی وجود دارند.

• سیستم هشدار (Alarm System): هنگام بروز مشکلات مانند کاهش شارژ باتری، اضافه بار، یا اتصال کوتاه، تابلو برق UPS هشدارهای صوتی یا بصری ارائه می‌دهد.

• مدیریت باتری (Battery Management): تابلو برق UPS شامل سیستم‌های مدیریت باتری برای شارژ و تخلیه صحیح باتری‌ها و افزایش طول عمر آن‌ها است. این سیستم‌ها ممکن است شامل مانیتورینگ ولتاژ، دما و جریان باتری باشند.

• قابلیت مانیتورینگ (Monitoring Capabilities): بسیاری از تابلوهای برق UPS امکان نظارت بر عملکرد و وضعیت آن‌ها از طریق نرم‌افزار یا رابط‌های شبکه را فراهم می‌کنند.

• پشتیبانی از انواع باتری (Battery Compatibility): برخی از تابلو برق UPS با انواع مختلف باتری سازگاری دارند و می‌توانند از باتری‌های با ظرفیت‌های متفاوت استفاده کنند.

ویژگی‌های بر اساس نوع UPS:

• UPS آنلاین (Online): همیشه برق را از طریق اینورتر تامین می‌کند. این باعث می‌شود که هیچ وقفه‌ای در جریان برق وجود نداشته باشد و محافظت از نوسانات ولتاژ به بهترین شکل انجام شود. معمولا گران‌تر و کارآمدتر از انواع دیگر است.

• UPS آفلاین (Offline): در حالت عادی برق را مستقیما از شبکه می‌گیرد و تنها در صورت قطع برق، باتری وارد مدار می‌شود. مدت زمانی بین قطع برق و روشن شدن باتری وجود دارد. معمولا ارزان‌تر از انواع دیگر است.

• UPS لاین اینتراکتیو (Line-Interactive): ترکیبی از ویژگی‌های UPS آنلاین و آفلاین است. از یک AVR (تنظیم کننده ولتاژ خودکار) برای تنظیم نوسانات ولتاژ استفاده می‌کند و در صورت قطع برق از باتری استفاده می‌کند. در مقایسه با UPS آنلاین، زمان قطع برق کمی بیشتر است.

ویژگی‌های اضافی (در برخی مدل‌ها):

• اتصال به شبکه (Network Connectivity): امکان مانیتورینگ از راه دور و مدیریت از طریق شبکه.
• پشتیبانی از کارت‌های افزونه (Expansion Cards): قابلیت اضافه کردن کارت‌های افزونه برای افزایش قابلیت‌ها.
• پشتیبانی از چندین باتری (Multiple Battery Support): برای افزایش زمان پشتیبان‌گیری.
• قابلیت تنظیم پارامترها (Parameter Adjustment): امکان تنظیم پارامترهای مختلف مانند ولتاژ خروجی.

تابلو برق یو پی اس چقدر توان دارد؟

توان تابلو برق یو پی اس بستگی به توان آن و تعداد و نوع تجهیزات مصرف ‌کننده دارد. به طور کلی، توان این تابلو برق باید حداقل برابر با جمع توان همه تجهیزات مصرف ‌کننده باشد. همچنین باید در نظر داشت که همه تجهیزات همزمان روشن نخواهند شد و لذا معمولا چند درصد حاشیه خطا در محاسبات لحاظ می‌شود.

به عنوان مثال، اگر 10 دستگاه رایانه با توان 200 وات به یک تابلو برق یو پی اس وصل شده باشند، حداقل توان لازم برای آن تابلوی برق 2000 وات است. اما باید توجه داشته باشید که با در نظر گرفتن حاشیه خطا، معمولا توان بالاتر از 2000 وات برای آن در نظر گرفته خواهد شد.

همچنین معمولا توان یو پی اس با واحد ولت-آمپر (VA) یا کیلوولت-آمپر (KVA) اندازه ‌گیری می‌شود. اما توان واقعی یو پی اس که با واحد وات (W) یا کیلووات (KW) بیان می‌شود، با ضرب توان ظاهری در ضریب قدرت (PF) محاسبه می‌شود. برای مثال، یک یو پی اس 3KVA با PF=0.9 می‌تواند حداکثر 2700W بار را تامین کند.

در عین حال برای انتخاب یو پی اس مناسب، باید توان و جریان تجهیزات مصرف ‌کننده را با توان و جریان خروجی یو پی اس هماهنگ کنید. در عین حال باید زمان و توان باتری، نوع و کیفیت جریان خروجی، هزینه و سرویس دهی یو پی اس را نیز در نظر بگیرید.

 

• ایجاد ارتباط بین اتاق رک و شبکه مجموعه
• تعیین وضعیت trip در کلیدهای ورودی
• نمایش fault در شبکه برق شهر یا ups
• جلوگیری از overload باس بار خروجی
• ارائه جریان پایدار در مواقع قطعی برای مصرف کننده ها
• اجازه ی اتصال تجهیزات حساس به شبکه برق
• حراست و حفاظت از اطلاعات حساس و داده های ضروری در دیتاسنترها

• مدیریت اتاق رک باتری ها بصورت مداوم
• کنترل شبکه اضطراری و برق شهری بصورت همزمان
• اطلاع از وضعیت هشدار در صورت بروز مشکل
• عدم نیاز به تابلوبرق بالا دست
• قابلیت تنظیم برای استفاده از شبکه اضطراری ویا برق شهر
• کاهش مخارج تعمیر و نگهداری وسایل الکتریکی
• حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر قطع ناگهانی برق و نوسانات ولتاژ شبکه