Home / Sản phẩm / APC UPS

APC UPS

GIỚI THIỆU.

APC là nhà cung cấp hàng đầu giải pháp tối thiết các dịch vụ về nguồn và làm mát. Năm 2009, Công ty đoạt Giải thưởng Kỹ thuật công nghiệp Đông Nam Á Frost & Sullivan dành cho sản phẩm dẫn đầu về thị phần tại thị trường UPS Đông Nam Á. Trên thị trường Việt Nam hiện nay, APC có các dòng sản phẩm dành riêng cho các máy tính văn phòng, hộ gia đình và các thiết bị ngoại vi như Back-UPS, các thiết bị máy chủ và máy công nghiệp như dòng Smart UPS.

TÍNH NĂNG

  • Làm tăng chất lượng nguồn điện thông qua việc lọc và nắn lại các thay đổi đột ngột của điện áp.
  • Chống lại hiện tượng quá tải cũng như ngắn mạch .
  • Tự động tắt máy trong trường hợp nguồn điện dự trữ sắp hết
  • Theo dõi trạng thái của nguồn điện, ghi lại các thông tin về các thay đổi của việc cung cấp điện
  • Hiển thị các tham số của nguồn điện như điện áp, tần số, cũng như công suất tiêu thụ của thiết bị điện
  • Đặt thời gian bật tắt cho thiết bị điện.

 

UPS là gì?

UPS – Uninterruptible Power Supply là thiết bị cung cấp nguồn liên tục hay bộ lưu điện dự phòng nhằm làm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống. UPS cung cấp tạm thời điện năng nhằm  duy trì sự hoạt động liên tục của các thiết bị sử dụng khi điện lưới gặp sự cố (như mất điện, tăng giảm điện áp, tần số quá giới hạn cho phép, sự cố khác…) trong một khoảng thời gian với công suất giới hạn theo khả năng của UPS.

UPS khác với nguồn phụ hoặc hệ thống điện khẩn cấp hoặc máy phát ở chỗ nó bảo vệ tức thời cho tải khi nguồn bị gián đoạn, bằng cách cung cấp điện từ battery hoặc flywheel. Thời gian chạy trên battery của UPS là tương đối ngắn (chỉ vài phút) nhưng là đủ để khởi động nguồn phụ hoặc tắt thiết bị cần bảo vệ.

UPS thường dùng để bảo vệ máy tính, datacenter, thiết bị viễn thông hoặc các thiết bị điện mà khi mất nguồn có thể gây gián đoạn công việc, mất mát dữ liệu làm thiệt hại nghiêm trọng. UPS có công suất từ nhỏ (200VA) cho đến lớn (đủ bảo vệ cả trung tâm dữ liệu hoặc toà nhà).

Phân loại

Từ yêu cầu của các thiết bị về mức độ nguồn điện liên tục và chất lượng, UPS được phân thành các dòng sản phẩm chính về công nghệ như sau:UPS Offline đơn thuần, UPS Offline công nghệ Line-interactive, UPS Online, UPS tĩnh, UPS quay.

– UPS 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. Điều 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. Điện áp ra hoàn toàn hình SIN.

– UPS offline : 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 inverter. 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. Đa số các UPS ngày nay đều có Software kèm theo giao tiếp với máy tính qua cổng COM hoặc USB. Software này cho phép kiểm soát các trạng thái hoạt động của UPS (Điện áp vào/ra, tải tiêu thụ …).Ngoài ra bạn còn có thể lập thời khoá biểu tự động (Mở /shutdown máy tính theo ngày,giờ, tuần,tháng)

– UPS tĩnh : Sử dụng bộ biến đổi điện tử công suất làm chức năng chỉnh lưu và nạp acqui để tích trữ điện năng khi làm việc bình thường .Khi xảy ra sự cố,điện áp một chiều qua bộ nghịch lưu được biến thành điện áp xoay chiều và được cấp cho các tải ưu tiên .Ưu điểm của UPS tĩnh là kích thước nhỏ gọn,đáp ứng nhanh,vận hành đơn giản, làm việc chắc chắn,dòng cho phép lớn.

-UPS quay : Sử dụng máy điện làm chức năng nghịch lưu.

Nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện UPS

ups1

UPS là giải pháp tối ưu để khắc phục các vấn đề này, không những giúp loại bỏ các sự cố về điện mà còn duy trì nguồn điện trong thời gian mất điện. Trong UPS có các bình ắc quy để tích trữ năng lượng điện dưới dạng điện một chiều DC khi có điện lưới và chuyển năng lượng điện từ ắc quy sang thành nguồn điện xoay chiều cung cấp liên tục cho thiết bị sử dụng điện.

 

Giải pháp nguồn liên tục UPS cho Trung tâm dữ liệu

Trung tâm dữ liệu (DC) được cung cấp nguồn liên tục không bị gián đoạn có thể bằng hai nguồn: điện lưới từ hai nhánh/ máy biến áp khác khau và bằng hệ thống máy phát điện. Tuy nhiên, dù DC đã có nhiều nguồn điện lưới khác nhau, thậm chí có hệ thống máy phát điện thì vẫn bị gián đoạn trong quá trình chuyển nguồn và khởi động máy phát điện. Do đó, backup nguồn bằng hệ thống UPS không thể nào thiếu trong DC.

Hệ thống UPS sử dụng trong Trung tâm dữ liệu cần đáp ứng được tính linh hoạt trong việc mở rộng, nâng cấp, đảm bảo tính liên tục – Hot Systems Expansion.

ups2

Tùy theo đặc điểm của từng DC, mức độ quan trọng cũng như chi phí đầu tư ban đầu để chọn cấu hình hệ thống UPS hợp lý.

Hệ thống UPS đấu nối song song chia tải:

 

ups3

Hệ thống UPS sử dụng tổ ắc quy riêng lẻ:

ups4

Hệ thống UPS sử dụng chung tổ hợp ắc quy:

 

ups5

Hệ thống UPS kết hợp hai nhóm UPS khác nhau:

 

ups6

Hệ thống UPS có sử dụng thiết bị chuyển mạch không gián đoạn STS (Static Transfer Switch) cho nhóm tải cực kỳ quan trọng:

 

ups7

Quy trình hoạt động của máy nắn (rectifier) trong hệ thống UPS

Máy nắn Rectifier là một thiết bị điện chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) sang dòng điện một chiều (DC). Quá trình này được gọi là quá trình quá trình chỉnh lưu. Về cơ bản, quá trình chỉnh lưu được thực hiện thông qua một linh kiện như điốt ống chân không, van hồ quang thủy ngân, các điốt trạng thái rắn, chỉnh lưu được kiểm soát và thiết bị chuyển mạch bán dẫn silicon khác. Với chức năng chủ yếu này, có thể nói Máy nắn Rectifier là thiết bị được sử dụng với chức năng trái ngược hoàn toàn với chiếc máy biến tần – Inverter.

Máy nắn (chỉnh lưu) Rectifier có nhiều công dụng, nhưng chủ yếu nó được sử dụng như là một bộ phận của bộ nguồn điện DC và hệ thống chuyển đổi nguồn điện có dòng điện chính một chiều điện. Quy trình đơn giản nhất của quá trình chỉnh lưu đó là tạo ra loại dòng DC được nhận biết thông qua các dao động điện áp và dao động dòng điện của nó (mặt dù dòng điện này vẫn là dạng một chiều).

ups8

Biểu đồ mạch chỉnh lưu toàn sóng 

Sau đây là ứng dụng của Rectifier trong hệ thống nguồn điện liên tục UPS, cụ thể là trong hệ thống UPS chuyển động kép (Online/ Double Conversion UPS)

UPS Chuyển đổi kép là hệ thống bảo vệ nguồn điện lý tưởng cho những thiết bị yêu cầu cần phải có sự cách ly nguồn điện hoặc sử dụng đối với các thiết bị nhạy cảm với các dao động điện. Nguyên lý hoạt động của UPS Online / double-conversion cũng tương tự như UPS/ offline hay line-interactive nhưng phức tạp hơn nhiều vì đòi hỏi sự hỗ trợ và làm việc liên tục của các thiết bị như nguồn sạc (charger), Ắc quy, máy nắn Rectifier và máy biến tần Inverter. Nó được gọi là hệ thống chuyển đổi kép vì quá trình này thực hiện bằng cách chuyển đổi nguồn điện hai lần. Đầu tiên, Rectifier (bộ chỉnh lưu) đầu vào sẽ chuyển đổi điện từ dòng AC sang DC và đưa chúng vào Inverter (bộ biến tần). Bộ biến tần tiếp tục chuyển nguồn điện từ DC trở lại AC trước khi đưa nó đến các thiết bị điện. Quá trình chuyển đổi kép này giúp cách ly tải hoàn toàn khỏi điện lưới, đảm bảo các thiết bị chỉ tiếp nhận nguồn điện an toàn từ UPS.

Trong điều kiện hoạt động bình thường, một UPS chuyển đổi kép liên tục xử lý điện hai lần. Nếu nguồn cung cấp đầu vào AC vượt ra khỏi giới hạn xác định, UPS sẽ thông qua bộ biến tần (inverter) chuyển sang sử dụng nguồn điện từ Ắc quy/ bộ pin. UPS sẽ sử dụng nguồn điện từ Ắc quy/ bộ pin đến khi nguồn đầu vào AC trở lại bình thường hoặc đến khi hết năng lượng. Trong trường hợp biến tần gặp tình trạng quá tải nghiêm trọng, hoặc chỉnh lưu hay biến tần bị trục trặc, switch chuyển đổi tĩnh sẽ được bật lên nhanh chóng để hỗ trợ tải AC đầu ra.

ups9

Trong hệ thống UPS Online Double Conversion VFI, Ắc quy phải luôn luôn kết nối với bộ biến tần do đó không cần phải sử dụng khóa chuyển mạch. Khi nguồn điện chính bị ngắt đột ngột, Rectifier sẽ được ngắt ra khỏi mạch để cho ắc quy tiếp tục duy trì nguồn điện ổn đỉnh cho các thiết bị điện. Sau khi có điện trở lại, Rectifier sẽ tiếp tục cấp nguồn cho tải và tiến hành nạp năng lượng cho ắc quy, mặc dù việc nạp năng lượng này có thể bị hạn chế để tránh tình trạng công suất trong Rectifier tăng cao do Ắc quy quá nóng hoặc do quá trình đốt nóng chất điện phân có trong ắc quy.

 

Cách kiểm tra nguồn điện dự phòng (backup power) của UPS

Trong lĩnh vực Công nghệ thông tin (CNTT), tình trạng biến đổi điện áp hay cúp điện đột ngột có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho máy tính của gia đình bạn hoặc hệ thống máy tính tại các trung tâm dữ liệu. Việc đó có thể làm mất hoặc hư hỏng các thông tin, dữ liệu trong quá trình máy đang hoạt động. Do đó, giải pháp tốt nhất trong những trường hợp này là sử dụng thiết bị lưu điện UPS – thiết bị dùng để ổn định nguồn điện cho hầu hết các thiết bị máy móc hiệu quả nhất hiện nay.

Tuy nhiên, bất kỳ một thiết bị điện tử nào đôi lúc cũng xảy ra sự cố hoặc có tuổi thọ nhất định của nó, một trong những sự cố phổ biến nhất của UPS đó là nguồn điện dự phòng (pin hay ắc quy) trong nó bị hỏng hoặc cạn năng lượng. Vì vậy, cách tốt nhất để đảm bảo cho UPS hoạt động liên tục là phải đảm bảo nguồn điện dự phòng này luôn ở tình trạng sẵn sàng.

Sau đây là một số biện pháp cơ bản giúp bạn có thể kiểm tra tình trạng bộ nguồn dự phòng của UPS để phòng tránh những sự cố có thể xảy ra cho UPS.

Trước hết, hãy cắm dây cáp nguồn AC của UPS vào ổ cắm điện và bật công tắc lên. Nếu đèn UPS sáng, điều đó có nghĩa là UPS vẫn đang hoạt động bình thường. Ngược lại, nếu đèn không sáng, thì UPS này có khả năng bị hư hỏng.

Sau đó, hãy đọc kỹ hướng dẫn sử dụng nguồn backup này và thời lượng trung bình để sạc nó trong bảng hướng dẫn. Kích thước của pin cũng là một trong những yếu tố quyết định đến thời gian nạp năng lượng cho nó.

Tiếp theo, bạn cần phải khởi động lại các mạch bên trong bằng cách nhấn nút Reset nằm phía sau hoặc bên trên UPS.

Sau khi nhấn nút Reset, cắm dây cáp nguồn AC của màn hình máy tính vào ổ cắm “Surge Protector & Battery Backup” nằm ở mặt sau UPS, và bật công tắc. Lưu ý rằng UPS có thể có nhiều đầu cắm, nhưng chỉ có một số chỗ dùng cho nguồn pin backup.

Chỉ sau khi bạn thực hiện theo các bước như đã nêu, hãy rút cáp AC của UPS ra. Nếu UPS của bạn hoạt động bình thường, nó sẽ giúp màn hình máy của bạn luôn luôn ở chế độ hoạt động tốt. Tuy nhiên, nếu màn hình của bạn bị mất nguồn, điều đó có nghĩa là nguồn năng lượng dự phòng của UPS bị hỏng và cách tốt nhất cho bạn lúc này là nên thay thế bộ ắc quy mới để đảm bảo hệ thống UPS bảo vệ máy của bạn hoạt động một cách hiệu quả nhất.

 

Vai trò của biến tần (inverter) trong hệ thống bảo vệ nguồn điện UPS

 

Khái niệm bộ biến tần – Inverter:

Bộ biến tần (Inverter) là thiết bị được sử dụng chủ yếu để chuyển đổi nguồn điện DC (còn được gọi là nguồn điện một chiều), sang nguồn điện chuẩn AC (nguồn điện xoay chiều) được sử dụng hầu hết trong các thiết bị điện.

Ngày nay, máy biến tần được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong đó một trong những ứng dụng phổ biến của bộ biến tần ngày nay là được tích hợp trong hệ thống cung cấp nguồn điện liên tục, hay còn gọi là bộ lưu điện (UPS: Uninterruptible Power Supply) – thiết bị được dùng để cung cấp tạm thời điện năng nhằm duy trì sự hoạt động liên tục của các thiết bị sử dụng khi điện lưới gặp sự cố (như mất điện, tăng giảm điện áp, tần số quá giới hạn cho phép, sự cố khác…) trong một khoảng thời gian với công suất giới hạn theo khả năng của UPS.

Nguyên lý hoạt động chung của bộ biến tần trong hệ thống UPS:

Khi không có nguồn điện (lưới): Battery phóng điện qua bộ Inverter, chuyển nguồn điện một chiều DC thành nguồn xoay chiều AC cung cấp nguồn cho tải.

Đối với dạng UPS offline / line-interactive, một trong những dạng hoạt động cơ bản nhất của bộ lưu điện, nó có tác dụng bình ổn điện áp của mạch và dự trữ năng lượng cho ắc quy. Các thiết bị điện thông thường được nối trực tiếp với nguồn điện chính. Khi điện áp đi qua mạch dưới mức quy định hay xảy ra tình trạng mất điện lưới chính, thì nguồn UPS bật chức năng sử dụng bộ biến tần (Inverter) DC-AC, một thiết bị chủ yếu sử dụng năng lượng dự trữ trong ắc quy. Sau đó UPS sẽ chuyển mạch cho các thiết bị kết nối với đầu ra bộ biến tần này. Tiếp theo, ắc quy sẽ phóng điện qua bộ biến tần, chuyển nguồn điện DC thành AC và cung cấp nguồn cho tải. Thời gian chuyển này có thể kéo dài đến khoảng nhỏ hơn 20 mili giây tùy thuộc vào thời gian cần thiết để UPS phát hiện ra các sự cố điện nêu trên.

Bằng phương pháp này, thiết bị hay hệ thống lưới điện sẽ được đảm bảo ổn định trong những trường hợp bất khả kháng xảy ra liên quan đến nguồn điện có khả năng gây hư hại cho máy móc, thiết bị, từ đó gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến quy trình hoạt động kinh doanh.