Dlaczego UPS nie może zastąpić regulatora napięcia

Chociaż niektóre interaktywne urządzenia UPS posiadają podstawowe możliwości regulacji napięcia, ich cele projektowe, logika sterowania,i architektury sprzętowe są zasadniczo zorientowane na krótkoterminowe zasilanie zapasoweW niniejszym artykule przedstawiono cztery podstawowe powody, dla których UPS nie może zastąpić regulatorów napięcia: mechanizm działania, pojemność obciążenia, strukturę kosztów i kluczowe parametry.Przytoczone typowe badania przypadków niepowodzenia, a właściwy schemat wyboru sprzętu.

• UPS (na przykład typ interaktywny linii)Funkcja regulacji napięcia:funkcja pomocniczaPo przekroczeniu tego zakresu napięcie wejściowe zamiast kontynuować regulację UPS przechodzi na tryb zasilania akumulatorami.W normalnych warunkach sieci, większość jednostek UPS działa wtryb obejścia, z napięciem wyjściowym wahającym się wraz z siecią.

• Regulator napięcia: zatrudnieniekontrola negatywnego sprzężenia zwrotnego w zamkniętej pętli, przy użyciu autotransformatora napędzanego silnikiem serwo lub obwodu regulacji napięcia opartego na tirystorach. Kontynuuje wykrywanie napięcia wyjściowego, porównuje go z wartością odniesienia (np. 220V),i dynamicznie koryguje błądRozporządzenie brzmi:ciągły i niezależny od obciążenia, bez konieczności używania baterii.

Wniosek: UPS towywołane zdarzeniemurządzenie, podczas gdy regulator napięcia jestciągłe regulowanieIch logika sterowania nie jest zamienna.

Kluczowe wnioskiWykorzystanie UPS do ciągłego regulacji napięcia powoduje częste płytkie cykle ładowania/wyładowania, przyspieszającsulfowaniei zmniejszenie pojemności baterii w tempie3×5 razy szybciej.W tym samym czasie, przy częstym przełączaniu (przechodzenie przez baterię), żywotność mechaniczna przekaźnika spada od typowej wartości projektowej100, 000 operacjidomniej niż 20 000 operacji, co znacząco zwiększa ryzyko przedwczesnej awarii.

• UPSW przypadku typowego 3kVA sieciowego UPS, zestaw akumulatorów składa się z czterech akumulatorów VRLA o mocy 12V/9Ah, kosztujących około 80$100 USD,z typowym okresem trwania konstrukcji wynoszącym tylko3 ̇5 lat, czyniąc je okresowym materiałem eksploatacyjnym.

• Regulator napięcia: Koszty koncentrują się wModuł regulacji napięciaW przypadku tej samej mocy regulator napięcia zazwyczaj kosztuje tylko1/3 do 1/2cena UPS, o projektowym okresie eksploatacji8·10 lat, co prowadzi do znacznie niższych całkowitych kosztów posiadania (TCO).

WniosekWykorzystanie UPS jako regulator napięcia "na pół etatu" oznacza zapłacenie dodatkowych kosztów baterii każdego roku, przy jednoczesnym skróceniu całkowitej żywotności urządzenia.

• Scenariusz: W biurze w komputerze występowały częste wahania napięcia sieci pomiędzy 190V a 240V (około 30 dużych wahania dziennie).Użytkownik wdrożył 3kVA linii interaktywnej UPS do serwerów zasilania bez regulatorów napięcia.

• ProgresjaPo 6 miesiącach pracy UPS przechodził na tryb akumulatorowy 1015 razy na dzień roboczy.i pojemność baterii spadła do 40% wartości nominalnej.

• Przyczyna: Częste wahania napięcia spowodowały, że relé działało znacznie ponad jego ograniczenie projektowe (około 2400 operacji/miesiąc), co prowadziło do erozji kontaktowej.Długotrwałe płytkie rozładowywanie poważnie zatruło baterie..

• KorektaW ciągu następnych 18 miesięcy nie doszło do podobnej awarii.

• Scenariusz: Kabinet sterowania PLC na zautomatyzowanej linii produkcyjnej był zasilany przez UPS o mocy 1kVA.

• ProgresjaPo 12 miesiącach baterie VRLA (pierwotnie przeznaczone na 5 lat) nie mogły już zapewnić 1 minuty czasu pracy zapasowej..

• Przyczyna: Częste krótkotrwałe cykle rozładowania-ładowania (płytki cykle) powodowały zmiękczenie aktywnego materiału płyty dodatniej i siarkowanie płyt ujemnych, przyspieszając awarię.

• Korekta: wprowadzono regulator napięcia o mocy 10 kVA w górnym rzędzie. częstotliwość przełączania UPS spadła do mniej niż 2 razy w miesiącu (tylko w przypadku rzeczywistych awarii prądu).Te same baterie są w normalnej pracy od 26 miesięcy..

Typowa topologia:

Główne źródła (160V ∼ 280V zmienne) → Regulator napięcia (wydziel 220V±5%) → UPS (wyjście obejściowe, bateria tylko na zapasowe) → Obciążenie krytyczne

UPS i regulator napięcia sąuzupełniające, nie podlegające wymianiePierwszy z nich jest skoncentrowany na bateriach i zaprojektowany doOdpowiedź na zdarzenie; ten ostatni koncentruje się na modułach regulacyjnych i jest przeznaczony do:ciągła korektaPróba użycia UPS jako regulatora napięcia nie tylko nie spełnia wymogów regulacji dokładności, ale także, ze względu na częste cykle baterii i zużycie przekaźnika,znacznie skraca żywotność urządzeń i zwiększa koszty długoterminowej konserwacjiW rzeczywistości przypadki awarii pokazują, że takie niewłaściwe użycie zwykle prowadzi do znacznej degradacji urządzeń w ciągu 6-12 miesięcy w warunkach wahań napięcia.Właściwą praktyką inżynieryjną jest rozmieszczenie ich oddzielnie lub w serii., na podstawie rzeczywistej jakości mocy i wymagań obciążenia.