مشخصات فنی عمومی و اجرایی تاسیسات برقی ساختمان : ضابطه شماره 110 جلد 1 | ۵-۱۰- توپولوژی ها سیستم برق بدون وقفه

۱-۵-۱۰- کلیات 

این بخش توپولوژی های معمول مورد استفاده UPS و حالت کار هر یک از آن ها را به صورت نمودار بلوکی شرح می دهد. منبع ذخیره انرژی به طور معمول باتری است و در این بخش با نماد باتری نمایش داده شده است. اما استفاده از دیگر منابع ذخیره انرژی نیز امکان پذیر است به بند ۵-۴-۱ استاندارد ملی ایران به شماره ۳-۷۰۲۷ مراجعه شود. 

استفاده از سایر اجزا و مدارها مانند فیلتر (گذرا و EMC) و ترانسفورماتور ایزوله ممکن است با در نظر گرفتن توپولوژی، الزامات بار و سیستم توزیع توان (a.c) لازم باشد. این جزئیات برای سادگی حذف شده است. در این بخش مزایای فنی بررسی نمی شود و بهتر است خریدار با فروشنده، مناسب بودن هر یک از سیستم ها را برای تجهیزات بار مورد نظر بررسی نمایند. 

۲-۵-۱۰- توپولوژی دو تبدیله 

توپولوژی دو تبدیله شامل یک مبدل (a.c) به (.d.c) (به طور معمول یکسوساز) و یک مبدل (d.c) به (.a.c) (به طور معمول اینورتر) است. به شکل (۱۰-۸) مراجعه شود.

    • در حالت کار عادی باز با ترکیب یکسوساز اینورتر به طور پیوسته تغذیه می شود. 

    • خط ارتباط (.d.c) ممکن است به طور مستقیم یا از طریق یک مبدل (d.c) به (.d.c)، یک کلید یا یک نیمه هادی به منبع ذخیره انرژی وصل شود. شارژ دوباره منبع ذخیره انرژی می تواند به وسیله یکسوساز یا وسایل دیگر مانند شارژر جداگانه فراهم شود. 

    • هرگاه تغذیه ورودی (a.c) خارج از تلورانس های از پیش تنظیم شده UPS باشد، UPS بر روی تغذیه از طریق انرژی ذخیره (مثلاً باتری) قرار می گیرد که در این حالت ترکیب باتری/اینورتر پیوستگی تغذیه بار را به عهده می گیرند. این حالت تا زمان دشارژ انرژی ذخیره ادامه می یابد، مگر اینکه تغذیه ورودی (a.c) به وضعیت نرمال تعریف شده برای UPS برگردد. 

یادآوری 1- توپولوژی دو تبدیله اغلب “on-line UPS” نامیده می شود. به این معنی که صرف نظر از شرایط منبع ورودی (a.c) بار همواره به وسیله اینورتر تغذیه می شود. عبارت "on-line" همچنین به مفهوم "on-the mains" است. از آنجایی که از عبارت "on-line" می تواند به معنای وصل به برق برداشت شود، برای پرهیز از سردرگمی توصیه شده است از به کاربردن عبارت “on-line” خودداری نمود و اصطلاح دو تبدیله را به کار برد. 

یادآوری 2- UPS دو تبدیله نمونه ای از UPS است که کارایی VFI را فراهم می کند (به بند ۵-۳-۴ استاندارد ملی ایران به شماره ۳-۷۰۲۷ مراجعه شود). 

۳-۵-۱۰- توپولوژی تعاملی خط 

توپولوژی تعاملی خط در برگیرنده مبدل دو طرفه (.a.c) به (.d.c) می باشد که به طور معمول یک اینورتر دوسویه و واسط توان (.a.c) است. به شکل (۱۰-۹) مراجعه شود. 

در حالت عادی، بار با توان بهبود یافته از طریق آرایش اتصال موازی ورودی (.a.c) و اینورتر UPS تغذیه می شود. اینورتر یا واسط توان، بهسازی ولتاژ خروجی و/یا شارژ باتری را انجام می دهد. فرکانس خروجی به فرکانس ورودی (.a.c) وابسته است. 

هرگاه ولتاژ با فرکانس تغذیه ورودی (.a.c) خارج از تلورانس های از پیش تنظیم شده UPS باشد، اینورتر و باتری پیوستگی تغذیه بار را در حالت کار با انرژی ذخیره به عهده می گیرند و کلید برای جلوگیری از برگشت توان اینورتر به خط تغذیه، مدار تغذیه ورودی (.a.c) را قطع می کند. 

UPS تا پایان زمان دشارژ انرژی ذخیره یا تا زمانی که تغذیه ورودی (a.c) به وضعیت نرمال پارامترهای تعریف شده برای UPS برگردد (هر کدام که زودتر باشد) در حالت کار با انرژی ذخیره باقی می ماند. 

یادآوری 1- ماهیت این طراحی مستلزم قرار دادن امپدانسی میان ورودی (.a.c) و اینورتر است. 

یادآوری 2- طراحی اینورتر می تواند دوسویه باشد همان گونه که در بالا گفته شده است و واسط ورودی (.a.c) ممکن است شامل یک امپدانس غیر فعال باشد. در روش دیگر اینورتر می تواند یک سویه باشد و واسط ورودی (.a.c) شامل یک بهساز توان باشد. در این حالت یک شارژر ذخیره انرژی جداگانه گذاشته می شود. 

یادآوری 3- UPS با توپولوژی تعاملی خط نمونه ای از UPS است که کارایی VI را فراهم می کند. 

۴-۵-۱۰- توپولوژی آماده به کار 

توپولوژی آماده به کار در برگیرنده شارژر باتری و یک مبدل (.d.c) به (.a.c) (به طور معمول یک اینورتر یک سویه است) و یک کلید UPS می باشد. به شکل (۱۰-۱۰) مراجعه شود. 

    • در حالت کار عادی بار توسط کلید UPS از برق (a.c) ورودی تغذیه می شود. هرگاه تغذیه ورودی (.a.c) خارج از تلورانس های از پیش تنظیم شده UPS باشد، واحد UPS با فعال نمودن اینورتر به حالت کار با انرژی ذخیره در می آید و بار به طور مستقیم یا از راه کلید UPS به اینورتر وصل می شود. 

    • ترکیب باتری/اینورتر پیوستگی تغذیه بار را به عهده می گیرند. این حالت تا پایان دشارژ انرژی ذخیره یا تا زمانی که تغذیه ورودی (.a.c) به تلورانس های از پیش تعیین شده UPS برگردد و بار را تغذیه کند (هر کدام که زودتر باشد) ادامه می یابد. 

    • در کار کرد آماده به کار فعال، اینورتر همیشه به صورت بی بار روشن است. 

    • در کار کرد آماده به کار غیر فعال، اینورتر خاموش است ولی در اثر خرابی برق به کار می افتد. 

یادآوری1- توپولوژی آماده به کار غالباً “off-line UPS” نامیده می شود، به این مفهوم که توان بهبود شرایط یافته به طریق الکترونیکی تنها در مواقعی که تغذیه ورودی (.a.c) خارج از تلورانس باشد، بار را تغذیه می کند. از آنجایی که عبارت “off-line” می تواند به معنای “قطع از برق” برداشت شود و این در حالی است که در حالت کار عادی بار از برق شهر تغذیه می کند، برای پرهیز از سردرگمی در تعریف بهتر است از اصطلاح "off-line" خودداری نمود و اصطلاح “آماده به کار غیر فعال” را به کار برد. 

یادآوری 2- کلید انتقال بار UPS بسته به نیازهای بار می تواند الکترومکانیکی یا الکترونیکی باشد. (به بند ۱۰-۶-۳ مراجعه شود). 

یادآوری 3- یک UPS آماده به کار نمونه ای از UPS است که کارایی VFD را فراهم می کند. (به بند ۵-۳-۴ استاندارد ملی ایران به شماره ۳-۷۰۲۷ مراجعه شود). 

یادآوری ۴- افزودن وسایل دیگری همچون ترانسفورماتورهای فرورزونانس یا تپ چنجر خودکار برای بهبود شرایط توان در داخل دستگاه UPS آماده به کار غیر فعال را به UPS تعاملی خط تبدیل می کند.