Tư Vấn Kỹ Thuật

gioi-thieu-ve-cong-nghe-ups-317201241216PM.jpg

Giới thiệu về công nghệ UPS

Ngày đăng : 3/17/2012

Hiện nay, do nhu cầu về năng lượng điện ngày càng tăng, việc đầu tư cho hệ thống lưới điện đòi hỏi rất nhiều kinh phí dẫn tới tình trạng thiếu hụt điện năng và chất lượng điện năng suy giảm. Ðiều này ảnh hưởng trực tiếp tới các thiết bị dùng điện, đặc biệt ảnh hưởng lớn tới tuổi thọ các thiết bị điện tử nhạy cảm như hệ thống thông tin, điều khiển công nghiệp cũng như dân dụng.

1- Các dạng sự cố về nguồn cho hệ thống thông tin - điều khiển và cách khắc phục

Hiện nay, do nhu cầu về năng lượng điện ngày càng tăng, việc đầu tư cho hệ thống lưới điện đòi hỏi rất nhiều kinh phí dẫn tới tình trạng thiếu hụt điện năng và chất lượng điện năng suy giảm. Ðiều này ảnh hưởng trực tiếp tới các thiết bị dùng điện, đặc biệt ảnh hưởng lớn tới tuổi thọ các thiết bị điện tử nhạy cảm như hệ thống thông tin, điều khiển công nghiệp. Các dạng sự cố nguồn có thể liệt kê như sau:

1.1 Quá áp:

Quá áp xảy ra khi điện áp tăng quá định mức 110%.Nguyên nhân chủ yếu do khi ngắt thiết bị điện công suất lớn. Trong tình trạng này, hệ thống máy tính có thể bị lỗi bộ nhớ, mất dữ liệu và tắt toàn bộ hệ thống.

1.2 Tốc độ tăng áp:

trong khoảng 1/2 chu kỳ xảy ra khi điện áp tăng nhanh, đột ngột tới 6000V. Các xung áp này thường do sóng sét cảm ứng trong các đường dây, nhưng cũng có thể do các sự cố khác. Hậu quả xảy ra cho các hệ thống điện nhạy cảm có thể là mất dữ liệu và cháy hỏng bảng mạch.

1.3 Tăng áp do chuyển mạch (switching transient)

xảy ra khi đỉnh áp tăng nhanh tới 20.000 V trong khoảng 10 mili giây tới 100 miligiây. Tăng áp thường xảy ra do phóng tĩnh điện, xung áp, xung sét trực tiếp trên đường dây không lọc. Sự cố này trong lưới điện có thể xảy ra nhiều lần trong một ngày dẫn đến hậu quả là mất bộ nhớ, hỏng và mất dữ liệu, hỏng bộ phận máy.

1.4 Giảm áp (Power sag)

xảy ra khi điện áp giảm tới 80-85% định mức trong thời gian ngắn.Nguyên nhân do thiết bị lớn được khởi động và chuyển mạch của nguồn điện (bên trong và ngoài lưới điện). Giảm áp có hậu quả giống như quá áp như mất bộ nhớ, hỏng dữ liệu, đèn nhấp nháy và tắt thiết bị

1.5 Nhiễu công nghiệp (electrical line noise)

được xác định như nhiễu sóng radio (RFI) và nhiễu điện từ (EMI) và gây ra hậu quả không mong muốn trong các mạch hệ thống máy tính, thông tin, điều khiển. Nguyên nhân nhiễu do động cơ điện một chiều, rơ le, thiết bị điều khiển mô tơ, thiết bị truyền tín hiệu, phóng xạ vi sóng và bão điện xa. RFI và EMI và các sự cố về tần số khác có thể gây ra mất, hỏng dữ liệu, mất lưu trữ, treo bàn phím và dừng hệ thống.

1.6 Trượt tần (frequency variation)

là tần số thay đổi khác với định mức (50Hz). Trượt tần xảy ra do hoạt động không ổn định của máy phát điện hoặc nguồn phát có tần không ổn định. Với các thiết bị điện tử nhạy cảm, kết quả có thể là mất dữ liệu, hỏng ổ cứng, treo bàn phím và hỏng chương trình.

1.7 Yếu nguồn (brownout)

là trạng thái điện áp yếu. Khi yêu cầu phụ tải điện tăng cao (ví dụ vào mùa hè), tổn thất trên đường dây tăng dẫn tới giảm điện áp cho phụ tải điện. Yếu nguồn gây ra hỏng ở hệ thống máy tính, mất hoặc sai lỗi dữ liệu, hỏng phần cứng.

1.8 Mất nguồn

hoàn toàn được hiểu là tình trạng điện áp bằng 0 kéo dài hơn 2 chu kỳ. Nguyên nhân do thiết bị đóng, ngắt mạch không ổn định, lỗi bộ phân phối nguồn hoặc lỗi lưới điện. Tình trạng này gây ra hỏng, mất dữ liệu, hỏng file và phần cứng.

Tất cả các dạng sự cố về nguồn đều gây tác hại đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm như các server, workstation, hub và các thiết bị mạng, điều khiển... dẫn tới:

- Hỏng dữ liệu, mất dữ liệu, hỏng đĩa cứng.

- Hỏng phần cứng: các bo mạch, các chip.

- Rối loạn chương trình và hệ thống.

Cách khắc phục

Ðể loại trừ những vấn đề về nguồn, người ta thường sử dụng các thiết bị như ổn áp tự động(ARV), lưu điện (UPS)... Ðối với các phụ tải nhạy cảm, việc sử dụng các bộ ổn áp không có hiệu quả bảo vệ vì quán tính cơ của chúng không đáp ứng kịp những biến động nhanh của lưới điện. Ví dụ những xung áp lớn tồn tại khoảng 1/2 chu kì dòng điện(1/100 giây) có tác động nguy hiểm cho phụ tải nhạy cảm, trong khi đó tác động điều chỉnh của ổn áp (như ổn áp LIOA hoặc tương tự) thường đạt được sau 1-3 giây do vậy sẽ không có tác dụng bảo vệ.

Việc sử dụng UPS bảo vệ phụ tải nhạy cảm là điều cần thiết và cũng là xu thế áp dụng để bảo vệ trong các hệ thống trọng yếu. Tuy nhiên, khi lựa chọn UPS cần phải hiểu rõ khả năng bảo vệ của từng loại UPS cho những dạng phụ tải nào. Ðiều này thường thông qua phân tích của các kỹ sư về thiết bị điện hoặc thông qua tư vấn của chuyên gia của lĩnh vực này

2. Công nghệ UPS

2.1 Công nghệ Off-line (Standby UPS)

Khi có nguồn điện lưới UPS sẽ cho điện lưới thẳng tới phụ tải. Khi mất điện, tải sẽ được chuyển mạch cấp điện từ ắc quy qua bộ invector. Dạng điện áp ra của bộ invertor loại này thường là STEP WAVE (dạng xung chữ nhật, không SIN).

Phạm vi áp dụng UPS loại này thường cho các thiết bị đơn giản, công suất nhỏ, ít nhạy cảm lưới điện, đòi hỏi độ tin cậy thấp.

2.2. Công nghệ Single-conversion Online

Hoạt động dựa vào sự thay đổi của lưới điện, mỗi sự biến động của lưới điện, UPS đều tác động tăng hoặc giảm áp để cho điện áp cung cấp cho tải là hầu như không thay đổi (tác động tương hỗ làm việc như bộ ổn áp tự động có sự tham gia điều chỉnh bởi nguồn DC của ắc quy). Khi mất điện, UPS sẽ cấp điện từ ắc quy (invertor) điều khiển theo độ rộng xung (PWM), thời gian quá độ của bộ invector rất nhỏ, do đó không ảnh hưởng tới các thiết bị nhạy cảm điện. Dạng điện áp ra của UPS loại này là hoàn toàn SIN.

Khi kết hợp với các bộ lọc, UPS loại này là bộ nguồn lý tưởng cho các thiết bị máy tính, thông tin, điều khiển.

2.3 Công nghệ Double - conversion Online

Hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi kép: từ AC sang DC sau đó chuyển ngược DC sang AC. Do đó nguồn điện cung cấp cho tải hoàn toàn do UPS tạo ra đảm bảo ổn định cả về điện áp và tần số. Ðiều này làm cho các thiết bị được cung cấp điện bởi UPS hầu như cách ly hoàn toàn với sự thay đổi của lưới điện. Vì vậy, nguồn do UPS online tạo ra là nguồn điện sạch (lọc hầu hết các sự cố trên lưới điện), chống nhiễu hoàn toàn. Ðiện áp ra hoàn toàn hình SIN

3 - Công nghệ đặc trưng UPS của Techviet:

Hệ thống nguồn cung cấp liên tục (UPS- Uninterruptible Power System) là hệ thống có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các phụ tải có yêu cầu đặc biệt như hệ thống máy tính, mạng truyền thông, các máy y tế, điều khiển..., các phụ tải trên đều có chung một yêu cầu là điện năng cung cấp không được gián đoạn vì khi bị mất điện thì dự liệu của máy tính bị mất, thông tin trong mạng truyền thông bị cắt và còn có thể tính mạng của bệnh nhân bị đe dọa. Tùy theo mức độ quan trọng và công suất của các phụ tải.


1. Công nghệ biến đổi: Công nghệ biến đổi kép AC / DC và DC / AC dùng IGBT đảm bảo:

* Nguồn điện cung cấp bởi UPS thực sự SIN WAVE, lọc sạch nhiễu cũng như các xung điện tác động từ lưới.

* ổn định điện áp ra (sai lệch nhỏ hơn 1%) trước sự biến động về biên độ cũng như tần số điện áp vào lớn (sai lệch điện áp vào cho phép 25% UPS vẫn không cần sử dụng ắc quy). Tổn hao trong quá trình biến đổi nhỏ.

2. Công nghệ điều khiển: Sử dụng vi xử lý điều khiển để đảm bảo:

* Quá trình tạo lập và ổn định điện áp cũng như tần số nhanh chóng.

* Kiểm soát quá trình hoạt động cũng như xử lý các sai lệch hoặc sự cố để lựa chọn chế độ làm việc thích hợp, bảo đảm an toàn cho thiết bị cũng như bản thân UPS.

* Cổng giao tiếp cho phép điều khiển UPS thông qua hệ thống mạng máy tính dễ dàng kết nối trong hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất thống nhất.

3 Công nghệ ăc qui :

* Sử dụng ắc qui lead axid đóng kín không cần bảo dưỡng với công nghệ điều khiển van (Valve regulated) cho phép tăng độ an toàn và kéo dài tuổi thọ ắc qui (theo thiết kế là 5 năm liên tục, loại đặc biệt là 10 năm).

* Công nghệ nạp ắc qui Cell Saver (Kiểm soát quá trình nạp, chỉ nạp khi cần, làm cho nhiệt độ ắc quy thấp) cho phép tăng nhanh quá trình nạp mà vẫn đảm bảo kéo dài thời gian sử dụng.

Trên đây là những đặc điểm công nghệ UPS chủ yếu, ngoài ra còn có một số công nghệ tiên tiến khác như đồng bộ nóng (khi kết nối song song các UPS tăng khả năng tải và dự phòng), công nghệ mạch lọc thông minh,...sẽ đựoc đề cập trong từng loại sản phẩm. Với cơ sở công nghệ trên, các hệ thống UPS của Techviet còn sử dụng hệ thống điều khiển, kiểm soát các quá trình hoạt động bằng vi xử lý lập trình được đảm bảo độ tin cậy cao, đáp ứng nhanh và chắc chắn.