حفاظت بک فید دستگاه یو پی اس

عبارت «حفاظت بک فید »(بازخورد) به موقعيتي اشاره مي‌كند كه در آن توان به سمت ترمينال‌هاي ورودي يك وسيله‌ي الكتريكي بازخورد داده مي‌شود، يعني جهت انتقال توان مخالف جهت عملكرد عادي و نرمال است. اين امر موجب به وجود آمدن ريسك ايمني مي‌شود زيرا بازخورد دادن توان مي‌تواند باعث شود كه ترمينال‌هاي ورودي حتي وقتي كه از منبع تغذيه شبكه جدا شده‌اند باز هم توان (power) داشته باشند. بازخورد دادن همچنين مي‌تواند منجر به اختلالات جدي در تجهيزات ديگر كه در نقطه‌ي اتصال مشترك به هم متصل شده‌اند شود و در اغلب موارد مؤسسات اداره‌كننده‌ي شبكه (فراهم‌كنندگان شبكه) به طور كامل آن را منع كرده‌اند.

مقدمه

حفاظت بازخورد در دستگاه يو پی اس مانع از خرابي سوئيچ ايستا در خط by pass مي‌شود. سوئيچ ايستا متشكل از تريستورهايي است كه به صورت ناموازي به هم متصل شده‌اند. در بدترين حالت، خرابي تريستور مي‌تواند موجب ايجاد اتصال كوتاه در كل خط by pass داخلي يو پی اس شود و در نتيجه مسير امپدانس (مقاومت ظاهري) كوتاهي را براي مقدار زيادي از توان به وجود مي‌آورد.

 

ملزومات مورد نياز براي حفاظت بازخورد

در استاندارد بين‌المللي 1-62040 IEC در مورد «ملزومات كلي و ايمني مورد نياز براي يو پی اس » مقرر شده است كه دستگاه يو پی اس بايد بعد از اينكه توان ورودي قطع شد مانع از انتقال ولتاژ و انرژي پرخطر به ترمينال‌هاي ورودي يو پی اس شود. اين استاندارد امكان اجراي دو حفاظت بازخورد ديگر را مي‌دهد كه عبارتند از: نصب كردن يك دستگاه جداسازي (ايزولاسيون) بازخورد داخلي در يو پی اس ، يا نصب كردن يك دستگاه جداسازي خط ورودي خارجي كه تنها بازخورد را در يو پی اس تشخيص مي‌دهد و كنترل مي‌كند.

حفاظت بازخورد در يك سيستم يو پی اس منفرد

تجهيزات يو پی اس سه مرحله‌اي (سه فازي) Eaton، 9355، 9390 و 9395 شامل كنتاكتورهاي حفاظت بازخورد داخلي بر طبق استاندارد مي‌باشند. شكل 1 نمودار سيم‌كشي را براي يو پی اس 9395KVA275 با كنتاكتور بازخورد 5K نشان مي‌دهد. ركتيفاير و ترمينال‌هاي ورودي by pass در سمت چپ نمودار و ترمينال‌هاي خروجي يو پی اس در سمت راست نشان داده شده‌اند.

شكل 1- نمودار سيم‌كشي يو پی اس 9395Eaton با كنتاكتور بازخورد (5K)

كنتاكتور بازخورد داخلي به منظور محافظت خودكار در برابر موقعيت‌هايي كه موجب نقص و خرابي در سوئيچ ايستا مي‌شوند مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اگر يك تريستور در سوئيچ ايستا دچار نقص اتصال كوتاه شود، خروجي اينورتر به ترمينال ورودي by pass نيز كوتاه خواهد شد (اتصالي پيدا خواهد كرد). اين مسئله مي‌تواند باعث شود اگر يو ‌پي‌اس روشن باشد مقدار قابل توجهي از توان به سمت دستگاه برگشت داده شود. نرم‌افزار دائمي يو پی اس شامل مدار تشخيص بازخورد مي‌باشد و كنتاكتور بازخورد 5K به منظور از بين بردن حالت نقص و خرابي به كار برده مي‌شود و به صورت خودكار از بازخورد دادن توان جلوگيري مي‌كند. اين امر يو پی اس را قادر مي‌سازد در وضعيت خرابي و نقص سوئيچ ايستا در حالت تبديل دوگانه (double conversion) بماند.

كنتاكتورهاي بازخورد داخلي در دستگاه‌هاي يو پی اس Eaton معمولاً به عنوان بخشي از فرآيند تست و آزمايش ساخت استاندارد يو پی اس مورد سنجش قرار مي‌گيرند.

در طول آزمايشات روشن (burn-in) بر روي يو‌پي‌اس:

•  دستگاه يو‌ پي‌اس با 80 درصد از توان اسمي خود در هر دو حالت تبديل دوگانه و by pass به كار انداخته مي‌شود.
•  درستي و دقت اندازه‌گيري جريان سوئيچ استاتيك تست مي‌شود.
•  عملكرد كنتاكتور 5K مورد آزمايش قرار مي‌گيرد.

درستي و دقت اندازه‌گيري جريان by pass براي حفاظت بازخورد مهم است زيرا امكان تشخيص بازخورد را فراهم مي‌كند. هنگامي كه جريان در خط by pass تشخيص داده مي‌شود ولي دستگاه در حالت by pass در حال كار كردن نيست، كنتاكتور بازخورد به صورت خودكار باز مي‌شود.

حفاظت بازخورد در يك سيستم يو‌ پي‌اس موازي

يو پی اس ها در سيستم يو‌ پي‌اس به صورت موازي قرار داده مي‌شوند تا امكان دسترسي بيشتر يا ظرفيت بالاتري از آنها فراهم شود. حفاظت بازخورد در سيستم‌هاي يو پی اس موازي بسيار حياتي‌تر مي‌باشد و از اهميت بيشتري برخوردار است زيرا اندازه و توان سيستم افزايش پيدا مي‌كنند.

شكل 2- نمونه‌اي از نمودار كلي (بلوكي) يك سيستم يو پی اس موازي را با كنتاكتورهاي بازخورد داخلي (5K) نشان مي‌دهد.

شكل 2- سيستم يو پی اس موازي

اگر در يكي از سوئيچ‌هاي ايستا نقص يا خرابي به وجود بيايد، آنگونه كه در شكل 3 نشان داده شده است اينورترهاي موازي شروع به برگرداندن جريان به خط اصلي شبكه مي‌كنند. در اين موقعيت، كنتاكتور بازخورد به صورت خودكار باز مي‌شود تا مانع از انتقال توان و برگرداندن آن به مبدل اوليه (ورودي) شود.

خطوط by pass ايستا در سيستم موازي افزونگي (تكرار) دارند، زيرا خرابي و نقص در يك خط by pass ايستا مانع از عملكرد خطوط by pass ديگر مي‌شود. در يك سيستم موازي افزونه (تكراري) به وجود آمدن نقص by pass ايستا به هيچ وجه بر روي توانايي و قدرت by pass سيستم تأثير نمي‌گذارد، ولي در سيستم‌هاي ظرفيتي موازي ميزان by pass كمي كاهش مي‌يابد.

شكل 3- سيستم يو پی اس موازي كه در سوئيچ ايستا نقصي را نشان مي‌دهد.

حفاظت بازخورد در سيستم by pass متمركز

بعضي از سيستم‌هاي يو پي‌اس موازي با جانمايي (توپولوژي) by pass متمركز ساخته شده‌اند كه در آن مدول by pass سيستم (SBM) براي تمام دستگاه‌هاي يو پی اس موازي يك خط by pass مشترك فراهم مي‌كند. نمودار كلي (بلوكي) اين نوع از سيستم در شكل 4 نشان داده شده است.

شكل 4- سيستم يو‌ پي‌اس موازي با SBM

SBM نيز مانند by pass داخلي يو پی اس از تريستورهايي كه به صورت ناموازي به هم متصل شده‌اند تشكيل مي‌شود. بنابراين، حفاظت بازخورد در سيستم SBM نيز به همان اندازه اهميت دارد. دستگاه Eaton SBM كه از 2000 تا A5000 متغير است در شكل 5 نشان داده شده است. دستگاه SBM شامل يك وسيله‌ي قطع بازخورد داخلي بر طبق استاندارد است.

شكل 5- مدول by pass سيستم (SBM)

مزاياي كنتاكتور بازخورد داخلي

حفاظت بازخورد داخلي در يك دستگاه يو پي‌اس علاوه بر دارا بودن مزيت‌هاي مربوط به ايمني داراي مزاياي عملكردي نيز مي‌باشد. توانايي و قدرت يو پی اس در فراهم كردن مداوم توان در حالت تبديل دوگانه حتي در موقعيت نقص و خرابي سوئيچ ايستا يكي از مزيت‌هاي چشمگير و قابل توجه است. در صورت بروز خرابي در تريستور، كنتاكتور بازخورد به صورت خودكار باز مي‌شود و دستگاه يو پی اس مي‌تواند قبل از اينكه كار تعمير و نگهداري انجام شود و يا حتي در حين انجام اين كار در حالت تبديل دوگانه به عملكرد خود ادامه دهد.

حفاظت بازخورد داخلي در يو پی اس در سيستم موازي به اين معني است كه هر سوئيچ كنتاكتور بازخورد خارجي اغلب به معني نصب كردن و راه‌اندازي فقط يك كنتاكتور براي سوئيچ‌هاي ايستاي چندگانه است. بنابراين، در اين مورد وقوع نقص در تريستور در يكي از سوئيچ‌هاي ايستا منجر به خراب شدن تمام خطوط by pass ايستا كه به كنتاكتور بازخورد مشترك متصل هستند مي‌شود.

قرار دادن كنتاكتور بازخورد در يو‌ پي‌اس به عنوان ويژگي استاندارد اين امكان را به وجود مي‌آورد كه اين قسمت به صورت همزمان با دستگاه يو پی اس به عنوان بخشي از تست ساخت استاندارد مورد آزمايش قرار بگيرد. اين امر در رابطه با نشان دادن اعتبار و درستي روش حفاظت بازخورد اطمينان بيشتري به ما مي‌دهد.

بعضي از سازندگان يو پی اس به ويژه هنگامي كه از تجهيزات يو پی اس با محدوده‌هاي تواني بيشتر صحبت به ميان مي‌آيد تنها كنتاكتورهاي بازخورد خارجي را به عنوان يك جزء اختياري ارائه مي‌كنند. در اين حالت، كنتاكتور بازخورد خارجي در دستگاه سوئيچ ورودي سيستم نصب مي‌شود. اين روش متكي به اين است كه جداسازي (ايزولاسيون) حفاظت بازخورد به صورت منفرد براي هر نصب و راه‌اندازي يو پی اس برنامه‌ريزي، اجرا و تست شود و هيچ كدام از اين فرآيندها به صورت پيش‌فرض (default) انجام نمي‌شوند.

درباره‌ي Eaton

شركت Eaton يك كمپاني چندبخشي در مديريت توان با بيشتر از 100 سال تجربه است و در آن روش‌ها و راه‌حل‌هاي مربوط به بازده و كارآيي انرژي به مشتريان ارائه مي‌شود. اين روش‌ها به مشتريان ما كمك مي‌كنند تا توان الكتريكي، هيدروليكي (آبي) و مكانيكي را به صورت كارآمد مديريت كنند. Eaton با فروش 60/1 ميليارد دلاري در سال 2011 در قطعات الكتريكي، سيستم‌ها و خدمات مربوط به كيفيت توان، توزيع و كنترل، قطعات هيدروليكي، سيستم‌ها و خدمات براي تجهيزات صنعتي و سيار، سوخت هوايي فضايي، سيستم‌هاي هيدروليك و پنوماتيك براي كاربردهاي تجاري و نظامي و سيستم‌هاي انتقال حركت و انتقال توان در وسايل نقليه براي عملكرد بهتر، صرفه‌جويي در سوخت و ايمني بيشتر تبديل به يك پيشگام جهاني در تكنولوژي شده است. Eaton در حدود 73000 كارمند دارد و به مشتريان در بيش از 150 كشور محصولات خود را مي‌فرشود. براي كسب اطلاعات بيشتر از سايت www.eaton.com ديدن كنيد.

در مورد پيشنهادات و روش‌هاي Eaton براي مراكز داده‌ها در www.eaton.eu/datacenters مطالب بيشتري را مطالعه كنيد.