استراتژی های مدیریت برق در استفاده از یو پی اس

یو پی اس: اجرای یک برنامه حفاظتی

در سیستم‌های برق اضطراری، بدترین کابوس یک تکنسین، خاموشی است. تصویر کنید که ناگهان برق تجهیزات قطع می‌شود و ژنراتور پشتیبانی نیز وجود ندارد. برای تضمین این که این کابوس به واقعیت تبدیل نشود، مدیران نگهداری و مهندسی می‌توانند به منبع تغذیه بدون وقفه (یو پی اس) روی بیاورند، که مؤلفه ضروری استراتژی تأسیسات صنعتی و تجاری برای حفاظت عملیات ساخت و فعالیت‌های حساس در برابر قطعی برق است.

برای این که یو پی اس به درستی کار کرده و از قطعی برق تجهیزات حساس یک کارخانه و مشکلات مرتبط با آن جلوگیری شود، مدیران باید یک برنامه حفاظتی دو شاخه را اجرا کنند:

1. انتخاب درست یو پی اس
2. طراحی سیستم الکتریکی
3. برنامه نگهداری جامع

آزمایش و نگهداری

آزمایش مکرر تجهیزات یو پی اس به شناسایی مشکلات و به حداقل رساندن قطعی‌های برق ویرانگر کمک می‌کند. در گذشته آزمایش کردن یو پی اس دشوارتر بود. به عنوان مثال، سیستم اغلب اخطار ضعیف شدن ظرفیت باتری را اعلام نمی‌کرد. در نتیجه، تکنسین‌ها نمی‌توانستند بسیاری از خرابی‌های احتمالی تجهیزات را تا زمان قطع برق شناسایی کنند.

امروزه، بسیاری از یو پی اس ها ماژولار (پیمانه‌ای) شده‌اند، که امکان آزمایش و جایگزینی اجزای مشخصی از واحد را برای تکنسین‌ها فراهم می‌کند و در عین حال یوپی اس کماکان پشتیبانی کامل را برای دوره طراحی تا بار مورد نیاز عرضه می‌دارد. به عبارت دیگر، تکنسین‌ها امروزه هیچ عذری برای عدم آزمایش و نگهداری یو پی اس به صورت منظم، ندارند.

چک لیست آزمایش، تعمیر و نگهداری یو پی اس

یک یو پی اس با ۱۰۰ درصد شارژ عالی نیست، مگر این که باتری‌ها تا بیشترین ظرفیتشان شارژ شده باشند. بسیاری از واحدهای یو پی اس نیازمند آزمایش تحت بار هستند تا کاهش ظرفیت باتری‌ها در طول زمان مشخص شود.

عمر باتری‌های یو پی اس معمولاً سه تا پنج سال است و این رقم به شرایط نگهداری بستگی دارد. پس از آن، تکنسین‌ها باید آن‌ها را جایگزین کنند تا عملکرد صحیح سیستم تضمین شود. گذاشتن یادداشت روی شاخص‌های مشکلات می‌تواند به خدمات رسانی بدون قطعی به تجهیزات و تأسیسات و در بسیاری از موارد، تضمین سود شرکت بیانجامد.

خوشبختانه، بسیاری از یو پی اس های جدید، در زمینهٔ سیستم‌های نظارتی پیشرفت کرده‌اند و وضعیت سیستم از جمله موارد ولتاژ سیستم، زمان پشتیبانی باتری، و زمان بندی آزمایش باتری را نشان می‌دهند. دیگر اطلاعاتی که سیستم مورد ملاحظه قرار می‌دهد، این است که مشخص کند که یو پی اس با باتری کار می‌کند یا با برق همگانی یا سیستم فرعی نگهداری.

بسیاری از سیستم‌ها می‌توانند تکنسین‌ها را از راه دور از وقوع مشکلات مطلع سازند. این اطلاعات می‌تواند مخصوصاً زمانی سودمند باشد که تکنسین‌ها در محل حضور نداشته یا از دور بر تأسیسات نظارت می‌کنند. برخی از یو پی اس ها حتی می‌توانند به صورت کنترل شده کامپیوترهای شبکه را به محض دریافت اخطار کمبود باتری خاموش کنند.

تکنسین‌ها همچنین باید به صورت فصلی، شش ماه یک‌بار و سالانه تجهیزات فیزیکی را با استفاده از یک سیاهه مشخص از موارد تحت پوشش، مورد آزمایش قرار دهند. زمان بندی باید شامل موارد زیر باشد:

• انجام بازرسی‌های چشمی از لحاظ خوردگی و فرسودگی باتری و اجزای عایق آن
• پاک‌سازی و تخلیه هوای محفظه
• نظارت بر دما و رطوبت محفظه
• انجام کاوش حرارتی که می‌تواند نقاط گرم را که اغلب اولین نشانه خرابی قطعه هستند، شناسایی کند.
• آزمایش سایر اجزای سیستم الکتریکی مانند سوئیچ‌های تبادل، کلیدهای قطع مدار و سیستم‌های فرعی نگهداری.

تعویض یو پی اس : تحلیل دوره بازپرداخت و هزینه‌های چرخه عمر

دو سناریو وجود دارد که مدیران مجبور به جایگزینی یک یو پی اس خواهند شد. حالت اول زمانی است که آن به ظرفیت بار خود رسیده باشد و حالت دوم زمانی است که بررسی های نگهداری نشان دهد که باتری‌ها به عمر مفید خود رسیده و نیازمند جایگزینی هستند.

زمانی که مشخص شد که یک واحد باید جایگزین شود، مدیران نگهداری و مهندسی باید یک پرونده تجاری ایجاد کنند تا هم دوره بازگشت ساده و هم هزینه‌های چرخه عمر معین شود. ارائه هر دو تحلیل بیان شده مدیران بالا را قادر می‌سازد تا تأثیرات مالی را فهمیده و برای جایگزینی بودجه اختصاص دهند. مدیران می‌توانند به جای تعمیر و نگهداری و ارتقای تجهیزات قدیمی، با خریدن یک واحد با فناوری جدیدتر از هزینه‌های کارکنان کاسته و قابلیت اطمینان سیستم را ارتقا دهند.

مدیریت برق: چهار فناوری متداول یو پی اس 

زمانی که زمان جایگزینی یو پی اس فرا می‌رسد، مدیران چند گزینه پیش رو دارند و انتخاب آن‌ها به تجهیزات فعلی آن کارخانه و نیازهای آتی آن بستگی دارد. مدیران لازم است به دقت یو پی اس را با طرح‌های سیستم برق اضطراری انطباق دهند تا قابل اطمینان سیستم به بیشترین حد برسد.

فناوری‌های متداول یو پی اس عبارت است از:

یو پی اس فلایویل: یو پی اس فلایویل (چرخ لنگر) یک فناوری نسل جدید به شمار می‌رود، اما بیش از پنج سال است که در بازار موجود است. اگر مدیران از یک UPS به همراه سیستم ژنراتور استفاده کنند، چرخ لنگر می‌تواند گزینه خوبی باشد. آن اینرسی کافی برای انتقال بار بحرانی در زمان قطعی برق برای مدت کوتاه (معمولاً ۱۰ تا ۲۰ ثانیه) را جمع می‌کند تا زمانی که ژنراتور شروع به کار کرده، به حالت پایدار رسیده و بار مورد نیاز را تأمین کند.

کاربردهای متداول آن عبارت‌اند از مراکز داده، تأسیسات صنعتی و تأسیسات بهداشتی و درمانی که نیازمند قابلیت اطمینان بالایی هستند. همچنین این UPS سبک‌تر بوده و فضای کمتری را اشغال می‌کند و نیز به تهویه کمتری نیاز دارد. در نتیجه، چالش‌های ساختاری، معماری و مکانیکی کمتری را نسبت به واحدهای با تغذیه باتری متداول دارد. این سیستم‌ها اغلب دارای هزینه اولیه بالایی هستند، اما به علت عدم نیاز به نگهداری باتری و سایر مزایایی که گفته شد، هزینه چرخه عمر ۲۰ ساله آن‌ها نسبتاً پایین است.

یو پی اس کاملاً برخط: این نوع یو پی اس (که گاهی اوقات با نام تبدیل دوگانه یا تبدیل دوگانه برخط نیز شناخته می‌شود) قابلیت اطمینان بسیاری بالایی را برای سرورهای بزرگ، مراکز داده و تجهیزات بزرگ و حساس فراهم می‌آورد. تحت شرایط معمولی کارکرد، آن به صورت مستمر بدون باتری با یک اینورتر کار می‌کند و برق شهری شارژ باتری را به راه می‌اندازد. در یو پی اس کاملاً برخط، هیچ زمان انتقالی پس از قطعی برق وجود ندارد.

این سیستم اصلاح ضریب توان، تنظیم فرکانس، جلوگیری از افزایش ناگهانی ولتاژ، و تصحیح برق را فراهم می‌کند. در صورت خرابی اینورتر (که به ندرت رخ می‌دهد)، یو پی اس با سیستم تصحیح برق/مقاومت در برابر افزایش ولتاژ، مستقیماً به برق شهری متصل می‌شود.

مدیران باید ملاحظات متعددی را در مورد این نوع UPS در نظر بگیرند. از آن جا که این واحد تمام برق را از جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) تبدل کرده و دوباره به AC برمی گرداند، ممکن است بازدهی آن کم بوده و گرمای زیادی تولید کند.

یک روش مقابله با کاهش بازدهی، جایگزینی یک UPS برخط تبدیل دلتا به جای شارژر باتری است. در این سناریو، به جای تأمین تمام خروجی از باتری تحت شرایط معمولی، مقداری از آن مستقیماً از مبدل دلتا از برق ورودی تأمین می‌گردد. در زمان خرابی منبع برق، واحد همانند یک یو پی اس کاملاً برخط معمولی عمل می‌کند.

یو پی اس ترکیبی برخط آماده به کار: این یو پی اس (که گاهی اوقات تبدیل دوگانه در هنگام نیاز نیز نامیده می‌شود) مشابه یک UPS کاملاً برخط است، اما بازدهی انرژی بالاتری دارد. تمایز قابل توجه آن در این است که UPS ترکیبی برخط آماده به کار تا زمانی که برق در تلورانس قابل قبولی باشد، مستقیماً از منبع برق تغذیه می‌کند. زمانی که برق از محدوده تعیین شده برای آن خارج شود، UPS به حالت عملکرد سیستم کاملاً برخط استاندارد درمی آید. کاربرد متداول این سیستم در اتاق‌های سرور است. این واحدها هزینه بیشتری نسبت به سایر گزینه‌ها دارند، اما بازدهی انرژی آن‌ها بالاتر است.

یو پی اس تعامل کننده با خط: این نوع UPS به طور مستمر برق AC مورد نیاز برای تجهیزات را با یک مبدل توان، تنظیم و متعادل می‌کند. در صورت قطعی برق یا وضعیت خارج از محدوده مشخص شده برای مبدل توان، باتری یوپی اس از طریق یک اینورتر بار مورد نیاز را تأمین می‌کند. مبدل توان، برق AC تأسیسات را تنظیم کرده، از افزایش ولتاژهای ناگهانی جلوگیری نموده و ولتاژ را تنظیم می‌کند تا برق مطلوب تجهیزات فراهم آید.

نقش اصلی یک یوپی اس تأمین برق برای تجهیزات حساس و عملکردهای اضطراری است. زمانی که سیستم خارج از رده باشد، نیازمند ارتقا بوده یا نتواند کار خود را به درستی انجام دهد، بهترین کار حفاظتی، طراحی مهندسی هوشمندانه و انتخاب تجهیزات مناسب خواهد بود.