Google Reklamları =)

Hakan Özdemir

Kesintisiz Güç Kaynakları

Bu yazımızda Kesintisiz Güç Kaynakları, yani daha çok kısaltması ile bilinen UPS'ler konusunu masaya yatırıyoruz.

UPS, Uninterruptible Power Supply açılımı ile Kesintisiz Güç Kaynaklan şeklinde bilinir ve kısaca, şebeke enerjisindeolusabilecek ani dalgalanmalar, harmonikler ve pik akımlardan sisteminizi, cihazlarınızı koruyan ve ani enerji kesintilerinde elektrik kesintisini hissettirmeden enerji sağlayan cihazlar olarak tanımlayabiliriz. Bürolarınızda veya evinizde kullanmakta olduğunuz bir çok cihazınız temiz ve kesintisiz bir şebekede çalışmak üzere imal edilmişlerdir. Bu cihazlar, ülkemizdeki malum elektrik kesintileri, ani voltaj düşmeleri veya yükselmelerinde verimli çalışamaz ve arızalanmaktadırlar. 8u nedenle muhakkak bir ön korumaya ihtiyaç duyarlar. İşte kesintisiz güç kaynaklan cihazlarınızı bu tür sorunlara karşı korumak için üretilirler.

Güç kaynağını seçerken en doğru ölçümü cihazlarınızın ve iletişim sistemlerinizin enerji kesilmesi ya da kirliliğin neticesinde ne kadar zaman devre dışı kalabileceği ve bunun doğuracağı zararlar araştırılarak yapılabilir. Yapılan araştırmalar tipik bilgisayar ve iletişim sistemlerinin her ay 120'den fazla enerji (güç) sorunlarıyla karşı karşıya olduğunu göstermektedir. Bu sorunlar sistemlerinizde gözünüze çarpan ya da çarpmayan bîr çok zarara neden olur.

Birçok durumda kesintisiz güç kaynaklannın önemi basit bir hesaplamayla anlaşılabilir. Bitirilmesi uzun zaman alan çalışmalannız anlık gerilim düşüklüğü nedeniyle kaybolabilir. Kullanıcılar bu durumun doğurduğu yüksek maliyetli yeniden çalışmalara ya da geri konulamaz kayıplara uğrayabilirler. Fakat sisteme dahil edilebilecek kesintisiz güç kaynağı ile sağlıklı bir korumaya sahip olarak çalışılacak, bunun gibi olaylar kimsenin dikkatini çekmeden atlatılacaktır.

Güç koruması ihtiyacı küçük masaüstü bilgisayarlarla sınırlı değildir. Bölgesel ve genişletilmiş ağ (LAN/VVAN) sistemlerinin kullanımının artması, bürolann enerji sorunundan daha da fazla etkilenmelerine neden olmaktadır. Çünkü bu ağlardaki dosyaların büyük bir bolumu çok yüksek hızlı ana makinede (server) bulunurlar Ana makineye ulaşabilecek olan gerilim düşmesi veya yükselmesi kendisine bağlı elli ya da altmış kullanıcının da zarar görmesine neden olacaktır. Bu tur sistemlerde çoğunlukla operatör bulundurulmadığından güç koruması otomatik yapılmalıdır.

Günümüzün iletişim sistemleri de gelişen teknolojiden paylarını alarak her geçen gün dijital teknolojiyi daha fazla kullanır duruma gelmişlerdir. Bu durum getirdiği bir çok kolaylığın yanında, sistemlerin temiz ve kesintisiz enerji bağımlılıklarını arttırmıştır. Dolayısıyla bilgisayar sistemlerindeki, enerji sorunlarından kaynaklanan devre dışı kalmaları acı verici ise, iletişim sistemlerinin ki ölümdür. Çünkü günümüzde iş yönetiminin büyük bir bölümü iletişimli otomasyondan yararlanmaktadır.

Brownout Nedir?

Brownout'lar AC şehir şebekesindeki anlık seviye düşmeleridir. Genellikle civardaki yüksek güç gereksinimi olan makinelerin devreye girmesiyle meydana gelirler.

Büro ortamında bu makinelere örnek olarak klima sistemlerini ve lazer yazıcıları gösterebiliriz. Brownout' lar gözle görünmediğinden (Örneğin ışıklandırılmada anlaşılmazlar) sistemlerinize tesir edebilir. Direk olarak sistemlerinizi bozmasalar dahi sistemlerin elektronik elemanlarının ömürlerini kısaltırlar. Yapılan araştırmalarda günde en az dört kez brownout meydana gelebileceği anlaşılmıştır. Şehir şebeke geriliminde meydana gelen brownout'lardan hemen sonra gerilimin tekrar normale çıkmaya alıştığı durumlarda normal seviyenin çok üzerine çıkabilen gerilim yükselmeleri meydana gelebilir ve kesinlikle önlem almayı gerektirirler. Aksi takdirde sistemlerinizin donanımlarına zarar verebilir. Görüldüğü gibi hassas sistemlerinizi bütün bir şebeke geriliminden gelebilecek olumsuzluklara karşı koruyabilecek tek sistem Kesintisiz Güç Kaynaklarıdır.

UPS Çeşitleri

Off-line, On-line, Line-interactive olmak üzere 3 tür UPS'den bahsedebiliriz. Hepsi aşağı yukarı aynı prensiplerle işlese de, kesintisiz güç kaynakları arasında da farklılıklar mevcuttur. İlk ayrım bu cihazların on-line ya da off-line olmasıyla ilgilidir.

Offline Sistemler: Off-line UPS sistemleri yüke bağlanmalarına rağmen aktif değillerdir, yani yük kesintisiz güç kaynağı tarafından değil, elektrik hattı tarafından beslenir. Bu elektrik hattında bir sorun meydana geldiğinde, voltaj düşütüğünde, çıktığında veya elektrik kesildiğinde off-line UPS sistemleri otomatik olarak devre ye girerler. Gerilim dönüştürücünün sürekti hazır olması durumu bu tür sistemlerde Hot Standby olarak adlandırılır. Gerilim dönüştürücünün, gerilim hattının değişiklik göstermesi ile birlikte çalışmaya başlaması durumuna da Cold Standby adı verilir. Bu ürünler gerilim hattındaki dalgalamaları da filtreler, ancak çıkış geriliminin sürekliliğini kontrol etmezler; yanı belli bir değerde sabitlenemez ve çıkış gerilimini az da olsa belli bir hata payı ile oluştururlar. Bu UPS türü PC'Ierde çok kullanılıyor, bunun başta gelen sebeplerinden biri de fiyatlarının oldukça hesaplı olması. Dezavantajı ise gerilim değişiminde devreye girene kadar 2 ila 7 milisaniye arasında bir zaman harcaması. Dolayısıyla kullanıcının hissetmesi zor bile olsa, bu tür bir kesintisiz güç kaynağı kullanılacaksa bu gecikmeye alışmak gerekmektedir.

On-line Sistemler: On-line sistemler sürekli çalışır, çeşitli ayar mekanizmaları sayesinde çıkış gerilimini belli bir seviye içinde tutarlar. Gerilim hattındaki değişimler böylelikle filtrelenir, frekans belli bir değerde tutulur. Bu tür sistemler de kendi içinde ayrılıyorlar. Bunlardan biri Double Conversion
güç kaynakları.

Double Conversion UPS: Bu tip güç kaynağında gerilim hattındaki dengesizlikler fıltreleniyor. Filtreleme işlemi, gerilimin pillere aktarılması, burada bekletilmesi ve bir devre sayesinde tekrardan 50Hz'e getirilerek yükü beslemesi ile gerçekleşiyor. İşlem esnasında bu sistemin devre dışı kalması ve fazlaca bekletilmesi durumunda, anında bir bypass devresi kontrolü ele alıyor ve yükü beslemeye devam ediyor Bu tıp güç kaynaklarında aküler sürekli şarj ediliyor.

Aşırı şarj durumu yaşandığında ve toleransın üzerine çıkıldığında güç kaynağı kendisini gerilim devresinden kesip tek başına yükü besleme işlemine giriyor.

Bu çalışmanın ne kadar sürdüğü, ürünlerin sahip olduğu akülerin teknik değerlerine bağlı. Bu tip bir güç kaynağının dezavantajı ise elektronik filtrenin girişte meydana cos phi = 0.9 değerini oluşturması. Yani gerilim hattının geri tepmesinde yüksek dalgalanmalar meydana geliyor. Diğer bir dezavantaj ise akülerin zamanla 80 - 92 % kapasite ile çalışır hale gelmesidir.

Delta Conversion UPS: Delta Conversion kesintisiz güç kaynakları, Double Conversion güç kaynaklarının daha gelişmiş bir versiyonu. Başta gelen fark, cihazın girişinde bir delta dönüştürücüsünün yer alması. Bu dönüştürücünün görevi akülerin şarj işlemlerini kontrol altında tutmak. Yani giriş gerilimi ayarlanarak bir denge oluşturuluyor ve cos phi =1 değeri elde ediliyor. Buna ek olarak delta dönüştürücüsü performansı direkt yüke iletebiliyor. Sistemin devre dışı kalması durumunda burada da bir bypass devresi kontrolü alıyor. Farklı olarak bu sistemde de bir ana kontrol ünitesi var ve delta dönüştürücüsüyle senkronize bir şekilde çift yönlü olarak çalışıp aşırı yüklemelerin Önüne geçiyor. Bu sistemin amacı Double Conversion güç kayaklarının sahip olduğu dezavantajları yok etmek. Dolayısıyla bu sistemin gerilim hattına herhangi bir ters etkisi yok, ayrıca cos phi'nin düzeltilmiş değeri sayesinde performans kaybı da çok düşük.

Line Interactive (Hybrid UPS): Off-line UPS ailesinden gelen Lıne Interactive güç kaynakları, bazı farklılıkları ile online UPS sistemlere de benziyorlar, çünkü on-line sistemlerde görmeye alıştığımız otomatik voltaj regülatörü sayesinde off-line UPS'lerden daha iyi bir koruma sağlıyorlar ve on-line UPS'lerden daha ucuzlar. Bu ürün ailesinde off-line sistemlerine ek olarak bir gerilim dengeleme ünitesi var. Her iki tasarımın da iyi noktalannı bir araya getirdiği için bazı kaynaklarda Hybrid UPS olarak da adlandırılıyor. Bu ünitenin görevi, gerilim toleransının üstüne çıkıldığında sistemi sürekli olarak çalıştırması. Bu sayede herhangi bir zaman kaybı da meydana gelmiyor.

UPS Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler

Bir UPS'den beklenen, belli bir süre içinde sabit bir frekans değeri verebilmesidir. Bu, cihazlann anında çalışmalannın önündeki en büyük engel. Alacağınız kesintisiz güç kaynağı donanım hatalarına yol açmadan, verilerin yedeklenmesi için yeterli vakti tanımalı.

Kesintisiz güç kaynaklarında dikkat edilmesi gereken diğer unsurlar ise fazla bir yer kaplamaması, aşırı ısınmaması ve geri gönderilen tepe dalgalar yüzünden içteki gerilim hattını olumsuz yönde etkilememesi. Alacağınız üründe yukarıdakilere ek olarak düşük güç tüketimi, stabilite, uzaktan kontrol ve otomatik kapatma gibi özellikleri de aramalısınız. Özellikle otomatik kapatma özelliği bir ürünü satın alırken tercih sebebi olmalıdır, çünkü bu sayede donanım güvenliği daha etkili bir şekilde sağlanabiliyor.

Tabii UPS'in güç durumu da oldukça önemli. Alacağınız cihaz, beslemesi gereken yükten en az %25 daha fazla güç değerine sahip olmalıdır. Ayrıca dayanma süresinin mümkün olduğunca yüksek olması gerekir. Bağladığınız yüke göre UPS cihazının en azından 10 dakika dayanabilmesi gereklidir. Tepe ve efektif çıkış gerilim değerleri de büyük önem taşıyor. Bunu belirlemek için de UPS'i bağlamak istediğiniz yüklerin bu değerlerini bilmeniz gerekiyor.

Bunun İçin yüklerin çektiği güç değerlerine bakın. Watt değerleri yazılmayan ürünlerde bunu akım (Amper) ve gerilim (Volt) değerlerini çarparak bulabilirsiniz. İşyerinde hayati önem taşıyan bilgileri İçeren bilgisayarlar ve kesintiye kesinlikle tahammülü olmayan profesyonel kullanıcılar İçin en iyi seçim on-line sistemler olacaktır.

Yukarıda anlattığımız gibi, bu tür cihazlar içlerinde oluşturduklan gerilim beslemesi sayesinde kesintisiz güç sağlıyorlar. Offlİne cihazların gerilim hattının kesilmesi durumunda devreye girdiğini söylemiştik. Ev PC'Ieri İçin bu tür bir kesintisiz güç kaynağı yeterli, zaten bu cins güç kaynaklarının fiyatları da oldukça düşük. Beslenmesi gereken yük bir sunucu olduğunda, üne interactive UPS sistemleri tercih edilmeli.

UPS'lerin Verimli Çalışabilmeleri İçin

- UPS, hat geriliminin 200V ile maksimum 250 Volt arasındaki değerlerinde normal çalışa bilmeli,
- Çıkış gerilimi 230 Volt olmalı ve maksimum ± % 5-10 sapmayı geçmemeli,
- Aşırı yüklenme ve kısa devre korumasına sahip olmalı,
- Alt ve üst gerilim dalgalanmalarını karşılayabilmen,
- Güvenilir bir işleyişe sahip olmalı,
- Besleyeceği yükten %25 oranında daha yüksek bir değerde olmalı,
- Güç kesilmesi durumunda en azından 10 dakika dayanabilmeli,
- PC bağlantısına sahip olmalı ve kontrol yazılımlarıyla desteklenmeli.

Kaliteli Bir Kesintisiz Güç Kaynağından Beklenen Özellikler

- Gerçek Tam Sinüs Çıkışlı (On-line) Olmalı
- Statik IGBT PWM Inverter'den Oluşmalı
- Galvanik İzolasyon Trafosu Bulunmalı
- Çift Çevrim Microişlemcİ Kontrollü Olmalı
- Şebek Giriş Devre Kesici
- Akü Giriş Devre Kesici
- KGK Çıkış Devre Kesici Bulunmalı
- Çıkış Kısa Devre Koruması olmalı
- RS232 Haberleşme Çıkışı ile PC Bağlantısı Yapılabilmeli
- SNMP Opsiyonu İle Sisteme Entegre Olabilmeli
- Sessiz Çalışmalı
- Dijital Grafik Ekran İle UPS Durumları Kontrol Edilebilmeli
- Cold Start özelliği Bulunmalı
- Kullanılan Aküler Tam Kapalı Bakımsız Kuru Tip Olmalı (TSE,CE)
- Manuel By-pass
- Statik By-pass Bulunmalı
- Verim%85 den Büyük Olmalı
- Giriş Gerilim Toleransı +%25 ile -%25 arasında Güvenle Çalışma Sağlamalı
- TSEK-ISO9001 ve CE Belgeleri Olmalı ve Bu Belgeleri İbraz Edebilmeli
- 7/24 Teknik Hizmet Departmanı Bulunmalı
- Yerli Üretim Tercih Sebebi Olmalı.

Neden UPS?

Kritik yükleri kesintisiz beslemenin yanı sıra gerilim efektif değer, frekans ve dalga şekli gibi tipik büyüklüklerini şebekenin sağlayamayacağı doğrulukta veren KGK şebekenden çektiği AC türündeki elektrik enerjisini önce bir doğrultucu üzerinden DC enerjiye dönüştürür.

Doğrultucu hem yüke gerekli biçimde enerji sağlayan eviriciyi besler nemde ara devrede yer alan akümülatöı grubunu doldurur (şarj eder). Eviricinin görevi sağlanan DC enerjisinden istenen standart efektif değerde ve frekansta AC dalga şeklini üretmektir. Doğrultucu çıkışı nominal DC değerde tutulur yük evirici üzerinden beslenir. Şebeke geriliminin sınır değerlerinin dışına çıkması veya kesilmesi durumunda doğrultucu çalışmaz.

Evirici akümülatörden çektiği DC enerjisi ile yükü kesintisiz olarak istenen değerde beslemeye devam eder. Akümülatör grubunun depoladığı enerji sınırlı olduğundan kesinti uzun süre devam ederse doğrultucunun yedek bir motor jeneratör grubu tarafından beslenmesinde yarar vardır. Kontrol elektroniği ünitesi şebeke doğrultucu akü ve eviriciyi sürekli olarak denetleyerek bu birimlerin uyum içerisinde çalışmasını sağlar.

Elektrik enerjisinin gittikçe yaygın kullanım alanı bulması hayati önem taşıyan ya da sürekli çalışması gereken cihaz ve sistemlerde uygulanması bu enerjiyi üreten kaynakların güvenilirlik sorununu gündeme getirmiştir. Tüketilen Elektrik Enerjisinin %95'den büyük bir oranını sağlayan AC şebeksinde güvenilirlik için alınan tüm önlemler bile günümüz uygulamalarında yeterli olmamaktadır. Kritik yük olarak değerlendirilen cihazların kesintisiz güç kaynakları üzerinden beslenmesini zorunlu kılmaktadır.

AC şebekeleri aşağıda özellikleri sağladığı varsayılan gerilim kaynaklarıdır:
- Sabit efektif değer ve sabit frekansta alternatif gerilim sağlar.
- Gerilim dalga şekli sinüzoidaldır
- Sağlanan enerji süreklidir.
- Sıralanan özellikler yükleme şekli ile değişmez.

Ancak bu özellikleri pratikde bulmak mümkün değildir. Şebekeyi oluşturan güç santrallerindeki jeneratörlerden tüketicinin bağlandığı besleme klemensine kadar bütün birimler belirtilen özellikleri sınırlı olarak sağlar. Gerilim Efektif değeri ve dalga şeklinin değişmesi genellikle yüklenmeye bağlıdır.Kısa devre empedansının ideal olarak sıfır olamaması çekilen akıma bağlı olarak gerilim değişmesine neden olur. Efektif değeri sabit tutmak için gerilim regülatörlerinden dalga şeklini düzeltmek için filtre devrelerinden faydalanılabilir.

Şebekenin herhangi bir noktasında oluşabilecek geçici arızalar da tüketiciyi etkiler. Enerji nakil hattının kopması, aşırı yüklenmede kesicilerin devreyi açması, hatta yıldırım düşmesi, İndirici ve yükseltici trafoların devreye girip çıkması gibi durumlarda gerilimde uzun yada kısa sürli kesintiler görülür ve tüketici temiz enerji ile beslenemez. Buna benzer durumlarda motor-jeneratör grupları gibi yedek güç kaynaklarına başvurulabilir. Ancak bunlar elektro mekanik dönüştürücüler olduğundan kesinti süresi belli bir değerin altına İndirilemez. Kesintisi sırasında grubun otomatik olarak çalıştırlıması ve sürekli rejime girmesi bile birkaç dakika alır. Grubun Sürekli çalıştırılması ve kesinti ile yükün jeneratöre aktarılması birkaç yüz milisaniye süre gerektirir. Bu da ekonomik açıdan verimli olmayabilir.

Modem teknolojinin getirdiği olanaklar yanında karşılaşılan belkide en önemli problem elektrik gücü ile çalışan bir takım cihaz ve sistemlerin beslemede görülebilecek çok kısa süreli aksamalardan bile etkilenmeleridir. Hastaneler, havaalanları, haberleşme merkezlerı gibi kuruluşların kesintilere karşı tahammülü gittikçe azalmaktadır, örneğin bir açık kalp ameliyatı veya iniş sırasında uçağa gerekli bilgilerin aktarılması anında doğabilecek kesintiler hayati önbem taşımaktadır.

Şebeke arızaları endüstriyel otomasyon sistemlerinde verimi büyük ölçüde etkilemektedir. Süreklilik isteyen proseslerde kesinti sonucu doğan malzeme ve iş gücü kayıpları önemli boyutlara ulaşmaktadır Gerek hayati Önem taşıyan kuruluşlarda gerekse endüstriyel uygulamlarda gittikçe yaygın kullanım alanı bulan Kesintisiz Güç Kaynakları daha yaygın olarak bankacılık İşletmedik gibi çabuk etkilenen kritik yüklerin bulunduğu yerlerde kullanılmaktadır. Birkaç saniyelik kesintiler bile hassas cihazlardaki bilgilerin yok olmasına ve hatalı bilgilerin oluşmasına neden olmaktadır.

Kesintisiz Güç Kaynaklan işte bu gereksinimlerin zorlaması ile ortaya çıkmış statik elektronik düzenlerdir. Güç Elektroniği ve elektronik kontrol tekniğindeki gelişmelere paralel olarak gerçekleştirilen Kesintisiz Güç Kaynakları günümüzde tüketicinin tüm isteklerine cevap verebilecek Özellikte ve performansta yapılabilmektedir.

U.PS., "Kesintisiz Güç Kaynağı" teriminin uluslararası elektrik literatüründeki kısaltılmış kullanım şeklidir. Enerji yatırımlarını tamamlayamamış ülkelerde kalitesiz enerji bir çok sorunlara sebebiyet vermektedir. Yapılan araştırmalar elektrikle çalışan cihazların arızalarının %85'nin temiz olmayan veya düzensiz olan enerjiden kaynaklandığını ortaya çıkarmıştır. Başta enerji üretim ve dağıtım şebekelerinin yetersizliği olmak üzere, bir çok farklı nedenlere dayanan olumsuzluklar, doğrudan bu şebekelere bağlı olarak çalışan elektronik cihazlar için açık birer risk unsuru oluşturmaktadır. Kullanıcının doğrudan hissettiği elektrik kesintisi haricinde şebekede oluşan harmonikler frekans değişimleri ve benzer hatalar zamanla kullanılan elektronik cihazlarda onanmı zor ve maliyetli hasarlara neden olmaktadır.

Kesintisiz Güç Kaynağının (UPS) akla ilkgelen kullanım amacı enerji kesintilerinden korunmaktır. Ama bu yüksek teknoloji ürünü cihazlann aynı zamanda regülasyon ve filtreleme yapabildiğini unutmak sanırım haksızlık olur. Yalnızca ABD ekonomisi göz önüne alınırsa enerji problemleri nedeni İle karşılaşılan sorunların yıllık maliyeti 26 milyar dolar olduğu düşünülürse UPS sistemlerinin kullanımının ayn bir önem kazandığı ortaya çıkmaktadır.

Araştırmada kullanılan kaynaklar:
1- Chip Dergisi
2- Güç Kaynağı Üretim Bilgileri Kitabı
Google Reklamları =)
Tekil:9 | Çoğul:46 | Çevrimiçi:

=> Sen de ücretsiz bir internet sitesi kurmak ister misin? O zaman burayı tıkla! <=