Bộ lưu điện UPS là gì? Các loại UPS thường gặp

Bộ lưu điện (UPS) là một thiết bị cho phép máy tính tiếp tục hoạt động trong một khoảng thời gian ngắn khi nguồn điện chính bị mất. Ngoài ra, UPS cũng cung cấp khả năng bảo vệ các thiết bị tải khỏi các sự cố về điện áp.

UPS có chứa một hoặc nhiều ắc quy. UPS sẽ hoạt động khi nhận thấy tình trạng mất điện từ nguồn điện chính. Nếu người sử dụng đang làm việc trên máy vi tính thì khi UPS thông báo mất điện, họ có thời gian để lưu những dữ liệu quan trọng hoặc các tác vụ đang làm việc và thoát ra trước khi nguồn điện thứ cấp từ UPS hết. Khi hết điện, mọi dữ liệu trong bộ nhớ truy cập tạm thời (RAM) của máy vi tính sẽ bị xóa. Khi xảy ra sự cố nguồn điện đột ngột, UPS sẽ chặn dòng điện này lại để nó không làm hỏng máy vi tính.

UPS cho Data Center

Mọi UPS đều chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều thông qua một mạch chỉnh lưu và lại chuyển đổi nó trở lại thành điện xoay chiều bằng một bộ Inverter. Các ắc quy sẽ dự trữ năng lượng để sử dụng trong trường mất điện. Chế độ bypass định tuyến dòng điện xung quanh mạch chỉnh lưu và inverter, cung cấp điện cho các thiết bị IT bằng đầu vào từ lưới điện Quốc gia (điện lưới) hoặc máy phát điện.

Các hệ thống UPS thường được gọi là double-conversion, line-interactive và standby designs. Các thuật ngữ này thường được sử dụng không nhất quán từ các nhà sản xuất khác nhau: Ít nhất một hệ thống cho phép sử dụng bất kỳ chế độ nào trong ba chế độ. Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC) đã thông qua thuật ngữ mô tả kỹ thuật hơn trong tiêu chuẩn IEC Std. 62040.

Các loại UPS và các tính năng quan trọng

Loại UPS điện áp và tần số độc lập (Voltage and frequency independent: VFI) hay còn được gọi là dual hoặc double conversion vì dòng điện xoay chiều đầu vào được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều và giúp cho ắc quy được sạc, đồng thời chạy Inverter. Inverter tái tạo lại nguồn điện xoay chiều ổn định để chạy các thiết bị IT.

bo-luu-dien-ups-la-gi-cac-loai-ups-thuong-gap-h1227

Khi mất điện, ắc quy sẽ chạy inverter, tiếp tục cung cấp điện cho các thiết bị IT. Khi có điện trở lại từ lưới điện Quốc gia hoặc máy phát điện, mạch chỉnh lưu cung cấp dòng điện một chiều đến inverter và đồng thời sạc lại cho ắc quy. Inverter lúc nào cũng hoạt động. Đầu vào của điện lưới tách biệt hoàn toàn khỏi đầu ra và tụ bypass chỉ được sử dụng để bảo vệ an toàn hoặc nếu có sự cố điện. Được dùng để ngăn ngừa sự cố điện cho các thiết bị IT nên VFI thường được coi là dạng UPS mạnh mẽ nhất. Hầu hết các hệ thống đều đồng bộ hóa tần số đầu ra so với đầu vào nhưng điều đó không cần thiết, vì vậy nó vẫn đủ điều kiện độc lập với tần số.

bo-luu-dien-ups-la-gi-cac-loai-ups-thuong-gap-h2227

Mọi chuyển đổi điện năng đều phải chịu tổn thất. Vì vậy lãng phí năng lượng từ trước đến nay được coi là cái giá phải trả để có được sự ổn định cao nhất.

UPS điện áp độc lập (Voltage independent: VI) hoặc true line interactive UPS có điện áp đầu ra được kiểm soát. Nhưng lại có cùng tần số đầu ra và đầu vào. Tần số độc lập của điện hiếm khi được xem là mối quan tâm ở các nước phát triển. Nguồn điện cấp trực tiếp đến các thiết bị IT, đồng thời mạch chỉnh lưu giữ cho ắc quy được sạc đầy. Inverter được mắc song song với đầu ra nhằm bù lại cho sự sụt giảm điện áp và hoạt động như một bộ lọc các xung điện áp và sóng hài. Mạch chỉnh lưu và inverter chỉ bị ảnh hưởng khi nguồn điện đầu vào bị dao động.

bo-luu-dien-ups-la-gi-cac-loai-ups-thuong-gap-h3227

Khi nguồn điện đầu vào bị mất hoặc điện áp vượt ra ngoài phạm vi cho phép, tụ bypass nhanh chóng ngắt kết nối khỏi đầu vào và ắc quy sẽ chạy inverter. Khi nguồn điện đầu vào được khôi phục, tụ bypass sẽ kết nối lại với nguồn điện đầu vào, sạc lại ắc quy và giữ điện áp đầu ra không đổi. Các nhà cung cấp UPS sử dụng nguồn điện song song khẳng định không có sự khác nhau quá nhiều. Kết quả là hiệu suất năng lượng đạt khoảng 98%.

bo-luu-dien-ups-la-gi-cac-loai-ups-thuong-gap-h5227

UPS điện áp và tần số phụ thuộc (Voltage and frequency dependent: VFD) hoặc UPS dự phòng hoạt động tương tự như VI và đôi khi bị gọi nhầm là line interactive. Trong các hệ thống UPS VFD thông thường, inverter sẽ tắt vì vậy có thể mất khoảng 10 đến 12 mili giây (ms) để bắt đầu tạo ra điện. Điều đó có thể làm hỏng các máy chủ, khiến các UPS VFD trở nên không phù hợp với các Data Center.

bo-luu-dien-ups-la-gi-cac-loai-ups-thuong-gap-h6227

Các loại VFD mới có inverter tạo ra năng lượng trong vòng 2 ms sau khi được kích hoạt. Tụ bypass thường được đặt giống với UPS VI. Vì vậy, thiết bị hoạt động trực tiếp từ điện lưới hoặc máy phát điện. Vì inverter không hoạt động cho đến khi mất điện nên không điều khiển điện áp hoặc điện năng tiêu thụ, cho phép hiệu suất đạt tới 99%. Khi mất điện hoặc điện áp nằm ngoài phạm vi mở của tụ bypass sẽ ngắt đầu vào khỏi đầu ra. Inverter bắt đầu hoạt động nhờ ắc quy. Mạch chỉnh lưu chỉ đủ lớn để sạc ắc quy.

bo-luu-dien-ups-la-gi-cac-loai-ups-thuong-gap-h7227

Ưu nhược điểm của UPS

Ưu điểm của việc sử dụng bộ lưu điện UPS bao gồm:

  • Không có độ trễ giữa việc chuyển đổi từ nguồn điện chính sang UPS.
  • Có thể hỗ trợ tốt hơn cho các thiết bị quan trọng so với máy phát điện.
  • Người dùng có thể chọn loại và công suất của UPS tùy thuộc vào lượng điện họ cần cung cấp cho thiết bị.
  • Bộ lưu điện ít phát ra tiếng ồn.
  • Bảo trì hệ thống UPS rẻ hơn so với máy phát điện.

Nhược điểm của việc sử dụng UPS:

  • Không thể vận hành các thiết bị tải nặng vì UPS không đủ ắc quy.
  • Nếu sử dụng ắc quy kém chất lượng thì người dùng có thể phải thay ắc quy thường xuyên.
  • Nếu không có nhiều kinh nghiệm, UPS cần phải có người chuyên nghiệp hỗ trợ lắp đặt.

UPS với máy phát điện, Surge protector (SPD), inverter và AVR

Không giống như UPS, máy phát điện không giữ cho các thiết bị hoạt động liền mạch khi nguồn điện chính bị ngắt. Tuy nhiên, máy phát điện cung cấp điện trong thời gian dài hơn so với UPS. Hệ thống UPS không thể cung cấp năng lượng trong khoảng thời gian quá lâu vì ắc quy không đủ để cung cấp năng lượng trong thời gian dài.

Surge protector (SPD) giúp ngăn chặn sự tăng vọt và đột biến về điện áp. Tuy nhiên SPD không hoạt động khi mất điện hoặc các trường hợp nguồn điện chính bị ngắt.

Inverter là thiết bị chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều. Inverter thường được kết nối với nguồn điện xoay chiều bên ngoài và liên tục chuyển đổi nó sang dòng điện một chiều. Inverter thường sử dụng một hoặc nhiều ắc quy để lưu trữ điện năng. Sử dụng inverter sẽ có độ trễ trong quá trình chuyển năng lượng từ ​​nguồn điện chính sang nguồn thứ cấp khi nguồn chính bị cắt.

Bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVRs) sẽ kiểm soát điện áp đầu vào giảm thiểu dao động điện áp. AVR thường được sử dụng trong cả bộ chuyển đổi nguồn và inverter.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *