Vai trò của UPS
UPS là viết tắt của "nguồn cung cấp điện liên tục" trong tiếng Trung. Nó là nguồn cung cấp điện liên tục với các thiết bị lưu trữ năng lượng, chủ yếu bao gồm các bộ chỉnh lưu và bộ biến tần, cung cấp điện áp và tần số không đổi cho các hệ thống giám sát, thiết bị tự động hóa, hệ thống liên lạc từ xa và các thiết bị khác trong trạm biến áp.
Các chức năng chính của hệ thống UPS có hai chức năng:
(1) là nguồn cung cấp điện xoay chiều cho các thiết bị quan trọng, nó ngăn chặn việc mất điện đột ngột ảnh hưởng đến hoạt động bình thường và gây hư hỏng cho thiết bị;
(2) Loại bỏ ô nhiễm điện như xung điện, điện áp cao/thấp nhất thời, nhiễu dây và bù tần số trong nguồn điện chính, cải thiện chất lượng điện năng và cung cấp điện chất lượng cao cho máy tính và các thiết bị khác.
Phân loại UPS
Có ba loại hệ thống UPS chính: dự phòng, tương tác và trực tuyến.
(1) Loại dự phòng: Nó có các chức năng như tự động ổn định điện áp và bảo vệ khi tắt nguồn, với thời gian chuyển đổi khoảng 10ms. Nguồn điện xoay chiều từ biến tần là sóng vuông, có cấu trúc đơn giản và giá thành thấp;
(2) Tương tác: có chức năng lọc, khả năng chống nhiễu nguồn mạnh, thời gian chuyển đổi dưới 4ms, đầu ra biến tần dưới dạng sóng hình sin tương tự, giá thấp hơn nhiều so với trực tuyến;
(3) Trực tuyến: Với cấu trúc phức tạp và hiệu suất hoàn chỉnh, nó có thể liên tục tạo ra nguồn điện xoay chiều hình sin thuần túy mà không bị gián đoạn và có thể giải quyết tất cả các vấn đề về điện như tăng đột biến, tăng vọt và lệch tần số; Giá cao, thường được sử dụng trong môi trường có yêu cầu khắt khe về điện năng như máy tính và thiết bị mạng quan trọng.
Cấu trúc của UPS
Hệ thống UPS trong trạm biến áp thường bao gồm ba phần: máy chủ UPS nguồn, tủ điều chỉnh điện áp rẽ nhánh và tủ cấp nguồn đầu ra (cũng có thể kết hợp thành một cho nguồn điện thấp).
Bộ chỉnh lưu:
Có hai chức năng chính: thứ nhất là chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC), được lọc và cung cấp cho biến tần; Thứ hai, việc cung cấp điện áp sạc cho pin đóng vai trò như một bộ sạc;
Biến tần:
Chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC) và cấp vào tải để sử dụng;
Ắc quy:
UPS được sử dụng như một thiết bị lưu trữ năng lượng điện, cho phép nó đảo ngược nguồn điện một chiều và cung cấp nguồn điện liên tục cho các tải trong trường hợp mất điện. Công suất của nó quyết định thời gian bảo trì phóng điện (nguồn điện);
Công tắc tĩnh:
Còn được gọi là công tắc tĩnh, nó là một công tắc AC bao gồm hai thyristor (SCR) được kết nối song song ngược và việc đóng và mở của nó được điều khiển bởi bộ điều khiển logic;
Máy biến áp cách ly và ổn áp:
Ở phần đầu vào hoặc đầu ra, AC và DC được cách ly, bộ điều chỉnh điện áp không chỉ cách ly mà còn ổn định điện áp;
Bốn chế độ hoạt động của UPS
(1) Chế độ hoạt động bình thường: Trong nguồn điện xoay chiều thông thường, bộ chỉnh lưu chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC, loại bỏ "ô nhiễm nguồn" trong nguồn điện lưới và đồng thời sạc pin. Cấp thêm bộ biến tần để chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC, cung cấp nguồn điện ổn định hơn cho tải.
(2) Chế độ mất điện: Khi nguồn điện xoay chiều không bình thường hoặc bộ chỉnh lưu hoặc cuộn kháng bị lỗi, bộ pin sẽ cung cấp nguồn DC cho biến tần, để đầu ra AC không bị gián đoạn, từ đó đạt được chức năng bảo vệ tải.
(3) Chế độ nguồn dự phòng: Khi biến tần gặp các tình trạng bất thường như đứt cầu chì, đoản mạch…, biến tần sẽ tự động cắt để tránh hư hỏng. Nếu nguồn điện AC bypass bình thường vào thời điểm này, công tắc tĩnh sẽ chuyển nguồn điện sang nguồn điện dự phòng bypass và xuất ra tải để sử dụng.
(4) Chế độ bỏ qua bảo trì: Khi cần sửa chữa UPS hoặc cần thay pin và nguồn điện tải không thể bị gián đoạn, công tắc biến tần có thể được cắt trước, sau đó có thể kích hoạt công tắc bỏ qua bảo trì và bộ chỉnh lưu và công tắc bypass có thể bị cắt. Bộ nguồn AC tiếp tục cung cấp nguồn AC cho tải thông qua công tắc chuyển mạch bảo trì và nhân viên bảo trì có thể bảo trì UPS một cách an toàn tại thời điểm này.
Yêu cầu đối với UPS trong hệ thống điện
(1) Hệ thống giám sát và hệ thống liên lạc từ xa rất quan trọng đối với các trạm biến áp nên độ tin cậy của hệ thống UPS với vai trò là nguồn điện cũng có yêu cầu rất cao;
(2) Phụ tải của hệ thống tự động hóa tích hợp chủ yếu là tải 1 pha nên bộ nguồn UPS chuyên dụng cho hệ thống điện hầu hết yêu cầu UPS công suất vừa và nhỏ có đầu vào 3 pha/1 pha và đầu ra 1 pha , có công suất thông thường trong khoảng 60kVA;
(3) Công tắc tĩnh bỏ qua phải có hai chế độ làm việc, tự động và thủ công, để đạt được chuyển mạch không bị gián đoạn;
(4) Do trạm biến áp có hệ thống DC 220V hoặc 110V và màn hình sạc DC để sạc ắc quy. Vì vậy UPS chuyên dụng nguồn không đi kèm ắc quy và sử dụng trực tiếp hệ thống DC làm đầu vào DC của UPS mà không cần chức năng sạc;
(5) Đầu vào DC của UPS chuyên dụng dành cho nguồn thường yêu cầu lắp đặt bộ giảm nhiễu chống đột biến, chẳng hạn như điốt dừng ngược, để giảm thiểu tác động của UPS lên bus DC;
(6) Bộ nguồn UPS phải có ít nhất 40% công suất nguồn khi được nạp đầy đủ tất cả các thiết bị. UPS phải duy trì nguồn điện liên tục trong thời gian không ít hơn 60 phút sau khi mất điện AC.