Home » ELEKTRİK SERVİSLERİ » ELEKTRİK SİSTEMLERİ » Ups ve Regülatör Sistemleri Projelendirmesi ve Kurulumu

Ups ve Regülatör Sistemleri Projelendirmesi ve Kurulumu

Home » ELEKTRİK SERVİSLERİ » ELEKTRİK SİSTEMLERİ » Ups ve Regülatör Sistemleri Projelendirmesi ve Kurulumu

Ups ve Regülatör Sistemleri Projelendirmesi ve Kurulumu

by vegatechenergy

UPS nedir?

UPS ; elektrik yükünün ( elektrik ile çalışan tüm cihazlar ) bağlı bulunduğu şebekede meydana gelen veya gelebilecek olası gerilim dalgalanmaları ( çöküntüler, yükselmeler, ani değişikler ),
harmonikler, kısa veya uzun süreli kesintiler v.b. durumlarda yükü bu değişimlerden koruyan ve yükün sağlıklı ve kesintisiz çalışmasını sağlayan elektronik cihazlardır.
İngilizce ve Türkçe olarak aşağıdaki şekillerde anılır.
UPS : Uninterruptible Power Supply
KGK : Kesintisiz Güç Kaynağı

UPS modelleri nelerdir?

UPS’ler yapıları itibariyle; Statik UPS ve Dinamik UPS olmak üzere ikiye ayrılırlar.
Statik UPS’ler de çalışma şekillerine göre;
OnLine UPS,
Line Interactive UPS,
Off Line UPS
olmak üzere üçe ayrılırlar.
Tüm modeller aşağıda detaylı olarak açıklanmıştır.

Regülatör Nedir?

Günümüzde enerjiyi daha verimli kullanmak için kullanılan birçok cihaz vardır. Bunlardan biriside kuşkusuz regülatörlerdir.

Şebeke geriliminde belirli zamanlarda yükselme ve düşme gibi dengesizlikler meydana gelir. Bu dengesizlikler verim kaybına sebep olur. İşte tüm bu olağan dışı dengesizlikleri önlemede kullanılan cihazlarda regülatörlerdir. Yani gerilim dengelemesi yaparak verimi arttırmayı sağlar. Frekans, güç, basınç, gerilim, hız ve akım gibi birçok fiziksel büyüklüğü sabit tura ve bu değerleri tekrar değiştirerek sabit tutabilir.

Ayrıca regülatörler, elektronik korumasistemi sayesinde ayar dışındaki gerilimlerdeki düşme ve yükselmelerde de çıkış gerilimini elektromekanik olarak keser. Bu durumdan kaynaklı olabilecek tüm hasarları da önler. Bu yüzden regülatörler fotokopi, bilgisayar, fax, labaratuvar cihazları, ev ve aydınlatma sistemleri gibi daha pek çok şebekede kullanılır.

Regülatör Nasıl Çalışır?

Regülatörlerin çalışma sisteminde genel olarak trafo ve hassas yapıdaki varyak sistemlere seri bağlanma mevzudur. Booster yani güçlendirici olan bu cihazlar gerilim dengelemesini en iyi şekilde ayarlamaktadır. Regülatörler temelde bir bulucu eleman bir servo motor ve yayım organından oluşur. Tipleri de karmaşık ya da basittir.

Yük tarafından kısa devre olduğunda regülatörler oluşan büyük akımların gitmesi için yol açar. Basit seri regülatörlerin tek eksik yanı bu değişmelere hemen cevap verememesidir. Fakat karmaşık yapıda olanlarda bu sorun yoktur. Şönt sezmeli seri regülatör olarak bilinen bu regülatörlerde küçük değişimlere bile anında cevap verilir.

Kısacası regülatörler düzeni şebeke gerilimde oluşan ya da yük empedansındaki meydana gelen değişmeleri sebebiyle oluşan gerilimlerin dalgalanmasını dengeler ve bunları kabul edilir hale getirir.

UPS Ne İçin Kullanılır?

UPS elektrik ile çalışan hassas cihazlarımızın kesintisiz ve sağlıklı çalışmasını sağlamak için kullanılır.
En doğru seçim, maliyeti yüksek olmasına rağmen OnLine UPS kullanmaktır.

Ancak; düşük maliyet ile çözüm düşünüldüğünde, elektriksel risk olasılığı küçük olan yerlerde
( 1 veya 2 PC bağlanacak ofis ortamları, ev içi kullanımlarda, hassas olmayan elektriksel cihazların beslenmesinde vs.) Line Interactive UPS modelleri de tercih edilebilir…

Statik UPS nedir?

Statik UPS tanımı içine giren farklı çalışma prensiplerinin tamamında, genel olarak üç ortak temel unsurdan söz etmek mümkündür.
Bunlar; şebekeden sağlanan AC enerjiyi doğrultarak akü grubuna ve eviricilere aktaran doğrultucu, akü grubundan ve doğrultucudan alınan DC enerjiyi
tekrar AC enerjiye evirerek yüklere aktaran evirici ve bu işlemler için gerekli DC enerjiyi depolamak için kullanılan akü grubu’dur.

Şebekeden çalışma anında AC/DC ve DC/AC dönüşümü yaparlar ve kesinti halinde çıkışı akü grubundan beslerler.
OnLine UPS, Line Interactive UPS ve Off Line UPS olarak üç ayrı tip Statik UPS vardır. Off Line tipi UPS’ler genellikle küçük güçlerde üretilirler.
Çünkü şebekedeki elektrik kesintisi durumunda UPS’in yükü akü grubuna aktarması sırasında yüksek güçlerde sorunlar yaşanabilir.
OnLine UPS modellerinde böyle bir durum söz konusu değildir. Çünkü yük sürekli olarak AC/DC/AC dönüşümü yapılarak beslenmektedir.
Şebeke kesintilerinde herhangi bir kesinti yoktur. Bu yüzden OnLine UPS sistemleri yüksek güçlerde sorunsuzca kullanılabilir.

Statik UPS’lerde yapısal nedenlerle ortaya çıkan, şebekeye yönelik harmonik salınımlar ve giriş güç faktörüne yönelik olumsuz etkiler, yeni nesil UPS’lerde azaltılmıştır.
Bu amaçla, özellikle büyük güçlerdeki yeni nesil UPS’lerde 12 Darbeli Doğrultucular, ve Giriş Harmonik Filtreleri ön plana çıkmış, ayrıca PFC (Power Factor Correction) devrelerinin kullanımı yaygınlaşmıştır.

Akü grubunun şarj yönetiminde ise akülere zarar vermemek için akım sınırlama, yüksek gerilim koruması, ortam sıcaklığı ve akülerin özel çalışma karakteristiklerinden faydalanılarak akülerin kullanım ömürleri arttırılabilir.
Statik UPS’lerde, yükleri aküler üzerinden beslemek ve bu amaçla AC çıkış gerilimi üretmek için kullanılan evirici kısmı, dinamik UPS’lerden farklı olarak, her zaman statik teknolojiye dayalıdır.
Özellikle OnLine UPS sistemlerinde güncelliğini koruyan PWM (Puls Width Modulation), AC sinüs çıkış elde etmek için en yaygın yöntem olarak kullanılır.

IGBT kontrol tekniklerindeki son gelişmeler sayesinde, günümüzde %100 dengesiz yükler için çıkış faz kaymaları, gerilim değişim oranları asgariye indirgenmiş olan statik eviriciler kullanılmaya başlanmış ve
bu tür ayrıntılarda avantajlı konumda olan dinamik eviricilerle rekabet edebilecek düzeyde, yüksek güçlü statik UPS’ler ortaya çıkmıştır.

Statik UPS’leri oluşturan bu temel kısımlara ek olarak, diğer tüm UPS’ler için de geçerli olan, kontrol paneli ve kontrol yazılımları da, hem UPS’lerin teknolojik düzeylerini ortaya koyan, hem de kullanıcıyla doğrudan ilgili olan unsurlardır.
Özellikle OnLine UPS’ler açısından önemli diğer unsurlar ise; yükü şebekeye aktarmaya yarayan Statik ByPass Anahtarı, giriş, çıkış ve DC bara filtreleri olarak sıralanabilir.

Dinamik UPS nedir?

Dinamik UPS’ler adından da anlaşılacağı gibi herhangi bir arıza durumunda yükü hareketli parçalarla besleyen UPS sistemleridir.
Ancak uygulamalarda oldukça farklılık gösterirler. Dinamik UPS’ler genelde yüksek güç uygulamalarında kullanılırlar ve bir alternatör grubu ile birlikte çalışırlar.

Özelikle, kinetik enerji depolama teknikleri açısından kendi aralarında farklılıklar gösteren Dinamik UPS’ler, son dönemde yarıiletken teknolojisindeki gelişmelerin etkisiyle, kısmen statik uygulamaları da içermeye başlamışlardır.

Bazı üreticiler, bu alanda da birbirlerinden farklı karma uygulama yöntemleri geliştirmişlerdir.
Örneğin enerji depolama işlemi bir akü grubu aracılığıyla statik olarak sağlanırken, yüke aktarma işleminin dinamik bir alternatörle gerçekleştirildiği uygulamalar mevcuttur.

Yine farklı bir yöntem olarak; enerji depolama işleminin bir volan üzerinde dinamik olarak gerçekleştirildiği, ancak girişte ve çıkışta statik doğrultucu-evirici devrelerin kullanıldığı sistemler de, bu tür karma uygulamalara örnek gösterilebilir.

OnLine UPS nedir?

UPS’ler temel olarak 3 çeşide ayrılırlar. Bunlar;

1-) Eviricinin sürekli devrede olduğu beklemesiz olarak çalışan OnLine UPS’ler,

2-) Şebeke etkileşimli olarak çalışan Line Interactive UPS’lerdir,

3-) Eviricinin sadece şebeke arızası durumunda yükü beslediği, beklemeli olarak çalışan Off Line UPS (Stand-By UPS)’ler,

OnLine UPS’lerde şebekede enerji olsun ya da olmasın yük sürekli olarak evirici üzerinden beslenir.
Şebekede enerji olduğu sürece hem aküler şarj edilir, hem de şebeke ile aynı frekansta çalışan evirici yardımıyla yük beslenir.
Şebekede kesinti olması durumunda aküden aldığı enerjiyi yüke aktarır. Yükün bu biçimde beslenmesi sırasında şebekeden veya aküden besleniyor olması UPS çıkış gerilim kalitesi ve sürekliliğini değiştirmemektedir.
Son teknoloji ürünler hep OnLine UPS mantığı ile üretilmektedir.

Online UPS sistemleri, motor-jeneratör uygulamaları gibi dengesiz frekansın sorun olduğu alanlarda da kullanılabilir.
Ayrıca aşırı yüklenme, aşırı ısı, kısa devre gibi UPS üzerinde oluşan herhangi bir arıza durumunda yük Statik Anahtarlar üzerinden kesintisiz olarak şebekeye aktarılır.
En iyi çıkış OnLine UPS sistemlerinde elde edilir. Çünkü şebeke arıza durumu hariç daima AC/DC/AC dönüşümü ile yüke enerji sağlar. Çıkış bu yüzden Off Line ve Line Interactive UPS sistemlerinden daha iyidir.

Line Interactive UPS’lerde şebeke varken evirici pasiftir ve bu durumda şebeke gerilimini regüle eden kısım ve akü şarj birimi aktiftir.
Akü grubu ve evirici kısmı, şebeke enerjisi kesildiğinde devreye girer ve aküler üzerinden yükü besler.
Akülerin doldurulması şebekenin normal olduğu durumda eviricinin ters yönde işletilmesiyle sağlanır.

Şebeke hatası oluştuğunda Statik Aktarım Anahtarı açılır ve güç akışı akülerden UPS çıkışına doğru akmaya başlar.
Çıkışa bağlı olan düşük anahtarlama geçişi özellikli regülasyon sistemi sayesinde gerilim düzenlemesi sağlanır ve gerçek düşük şebeke geriliminde (Brownout) de UPS’in çalışması sağlanır.
Aksi halde UPS anahtarlarının aküden çalışma durumuna geçirilir. Bu durum UPS’in çok zayıf şebekelerde de çalışabilmesine imkan vermektedir.

Line Interactive UPS’ler piyasada özellikle voltaj regülasyonlu UPS olarak bilinmektedir.
Bu doğrudur ancak; line interactive UPS’lerin birçoğu giriş gerilimini belirli toleranslar içerisinde kaldığı sürece olduğu gibi çıkışına yani yüke vermektedirler.
Bu toleranslar cihaz üreticilerinin tercihine bağlı olarak değişebilmekle birlikte genel olarak 200 VAC ile 235 VAC aralığında oynamaktadır. Bu durum hassas cihazlar için oldukça önemli bir risktir.

Off Line UPS (Stand-By UPS)’lerde şebekede enerji bulunduğu sürece yük şebekeden beslenir, ancak evirici hazır bekletilir ve şebekede enerji kesildiği anda devreye girerek yükü beslemeye devam eder.
Off Line UPS’ler tercih edilirken şebeke kesintisi durumunda devreye girme süresi en kısa olanı tercih edilmelidir.
Daha çok tek kullanıcılı bilgisayar sistemleri ve çok hassas olmayan elektronik cihazlar için uygundur.