Pemilihan Berbagai Jenis UPS

PEMILIHAN BERBAGAI JENIS UPS

 

A. Pengenalan UPS

• Setiap kali ada pemadaman listrik, pasokan listrik ke Komputer, Desktop atau peralatan penting lainnya terputus dan peralatan listrik akan berhenti bekerja. Namun, jika kita memiliki perangkat pasokan cadangan seperti UPS, kita dapat memastikan pasokan daya ke peralatan yang tidak terputus tidak terganggu dengan pemadaman listrik.
• Catu daya listrik yang berasal dari perusahaan utilitas bisa saja terjadi masalah seperti lonjakan, under tegangan, Over Voltage, Tegangan dips, lonjakan tegangan, Noise dan harmonisa. Kelainan listrik ini dapat menyebabkan kerusakan serius pada peralatan Elektronik, Sistem Data, Komputer atau Desktop.
• Untuk mengurangi risiko distorsi catu daya, sistem UPS sering diintegrasikan dalam jaringan listrik. UPS menawarkan aliran daya yang konsisten dan berkualitas tinggi untuk berbagai muatan listrik / Elektronik seperti aplikasi pemrosesan industri berkelanjutan, layanan medis, peralatan darurat, telekomunikasi, & sistem data terkomputerisasi.
• Sistem UPS saat ini biasanya menyediakan beberapa tingkat pengkondisian daya dan perlindungan terhadap fluktuasi tegangan dari jaringan.

B. Pengertian UPS

• UPS berarti catu daya yang tidak terputus.
• Catu daya tak terputus (UPS) memberikan daya tak terputus ke peralatan. Itu berarti beralih waktu dari pemadaman listrik ke daya baterai begitu cepat sehingga peralatan penting seperti komputer, desktop tidak sempat mati dan tidak kehilangan data.
• UPS adalah sistem lengkap yang terdiri dari banyak bagian yang mencakup baterai, charger controller , sirkuit sakelar transfer apa pun untuk beralih antara listrik dan baterai cadangan, dan inverter. Inverter diperlukan karena baterai hanya dapat menyimpan daya DC dan kita perlu mengubahnya kembali ke AC agar sesuai dengan peralatan yang terhubung pada saluran listrik utama.
• UPS= Battery charger + Inverter
• UPS hanyalah inverter dengan pengisi daya baterai bawaan.
• UPS hanya digunakan untuk membackup sistem Anda. Jika kita menghubungkan komputer desktop pada inverter. Inverter membutuhkan waktu beberapa detik untuk memberikan daya baterai ke peralatan sehingga mematikan peralatan selama beberapa detik dalam kondisi kehilangan daya apa pun dan dapat kehilangan data penting dari desktop atau komputer.
• Inverter tidak cocok untuk pencadangan komputer karena keterlambatan perpindahan.
• Salah satu fungsi UPS yang lebih berguna adalah untuk memberikan perlindungan lonjakan arus sehingga perangkat yang terhubung dapat dilindungi dari saluran Surge dan tidak merusak. UPS juga mampu mengkondisikan daya dari saluran untuk menyediakan daya yang bersih dan stabil.
• Salah satu fungsi UPS yang lebih berguna adalah untuk memberikan perlindungan lonjakan arus sehingga perangkat yang terhubung dapat dilindungi dari saluran Surge dan tidak merusak. UPS juga mampu mengkondisikan daya dari saluran untuk menyediakan daya yang bersih dan stabil.

Gambar 1. Diagram Blok UPS

• Tenaga listrik mengalir ke UPS. AC dikonversi ke DC dan DC ini terus mengisi baterai. Output baterai disuplai ke inverter gelombang sinus dan mengubah DC ke AC dan mensuplai peralatan. Karena listrik mati selalu diambil dari baterai, tidak ada jeda waktu ketika listrik mati, itu hanya menghentikan baterai dari diisi dan UPS terus memasok daya sampai baterai habis.
• Pengisi Daya Baterai (Penyearah): Untuk mengonversi Daya AC (dari Jaringan Listrik) ke Daya DC untuk mengisi daya Baterai.
• Baterai: Untuk menyediakan Daya DC.
• Inverter: Untuk mengubah Daya DC (dari Baterai) ke Daya AC (ke beban daya yaitu, peralatan listrik dan elektronik.)
• Controller: Untuk mengontrol fungsi Rectifier (Charger) dan Inverter. (mis. kapan harus memulai atau menghentikan pengisian baterai, kapan harus memulai atau menghentikan daya dari baterai untuk memuat, seberapa cepat untuk mengubah dari Daya Grid ke Daya Baterai dan sebagainya)

C. Jenis UPS:

UPS terutama dikategorikan ke dalam tiga jenis sesuai dengan fungsinya diantaranya :

• Siaga Offline (di mana sistem atau kehilangan data merupakan ketidaknyamanan)
• Line-interactive (kehilangan sistem atau data adalah masalah serius).
• Konversi Online / Ganda (kehilangan sistem atau data tidak dapat diterima).

1.  Stanby Offline (di mana sistem atau kehilangan data merupakan ketidaknyamanan)

• Sistem UPS Off-line disebut “OFF Line” karena beban biasanya terhubung langsung ke listrik AC yang masuk. Ketika listrik AC yang masuk gagal atau jatuh di bawah level yang ditentukan sebelumnya, maka UPS offline menyalakan sirkuit inverter DC-AC internal, yang dialiri daya dari baterai penyimpanan internal.
• Untuk tujuan switching, UPS terdiri dari sakelar mekanis / statis yang segera menghubungkan beban pada output inverter DC-AC-nya di bawah kondisi kegagalan daya listrik. Selama pergantian ini, ada pemutusan daya yang tak terhindarkan pada beban biasanya 2 hingga 10 milidetik. Namun dalam praktiknya, sebagian besar muatan dapat melewati periode ini tanpa masalah.
• Proses switching menyebabkan kehilangan tenaga sesaat yang berbahaya bagi peralatan tertentu yang sangat sensitif. Inilah sebabnya mengapa secara teknis, UPS siaga tidak dianggap sebagai “UPS sejati”, karena UPS itu tidak benar-benar “tidak terputus”.
• Waktu selang 5 ms yang tipikal, berada dalam toleransi untuk komputer desktop normal

Gambar 2. diagram UPS type offline

Fungsi kerja:

Normal Condition:

• Dalam Kondisi Daya Normal, catu daya akan terus menyediakan ke beban
• Dalam Kondisi Normal, Baterai akan terus diisi daya melalui Pengisi Daya Baterai
• Pengisi daya baterai mengubah daya AC ke Daya DC dan Baterai Daya DC ini diisi.

Kondisi pemadaman listrik:

• Ketika daya utilitas gagal, perangkat inverter akan mulai bekerja.
• Ketika daya utilitas gagal secara mekanis, memindahkan Switch Transfer dari daya utilitas ke Daya Baterai, keluaran inverter.
• Transfer ini dapat memakan waktu 25 ms, yang mungkin terlalu lama untuk beberapa muatan Elektronik.
• UPS Offline akan mentransfer ke cadangan baterai selama kondisi pemadaman listrik.
• Sistem off-line umumnya dilengkapi dengan penekan spike, yang bertujuan untuk melindungi perangkat dari tegangan tinggi pada jaringan utilitas.

Keuntungan

• Lebih murah daripada tipe UPS lainnya.
• Ukuran kecil.
• Efisiensi tinggi.
• Lebih ekonomis
• Lebih hemat energi.
• Suhu operasi lebih rendah (Karena Lebih Sedikit bagian)
• Sirkuit kontrol internal yang sederhana.
• Biaya awal yang lebih rendah (lebih sedikit suku cadang) dan biaya pengoperasian yang lebih rendah (Daya suplai hanya mengisi daya Charger).

Kerugian

• Tidak ada isolasi antara pasokan dan beban utama
• Tanpa Pengkondisian Daya.
• Waktu Transfer lebih lambat.
• Distorsi harmonik tinggi.
• Output UPS adalah gelombang segi empat.
• Outputnya berisi lonjakan tegangan.
• Output tidak sepenuhnya dapat diandalkan.
• Masalah yang lebih serius dari sistem offline adalah bahwa beban terus menerus terpapar pada lonjakan, transien dan segala kelainan lainnya yang berasal dari saluran listrik. Ini menciptakan risiko kehilangan atau kerusakan pada peralatan dan data yang sensitif. Namun dalam banyak sistem, risiko ini dimitigasi tetapi tidak dihilangkan, dengan penekanan lonjakan dan penyaringan frekuensi radio
• Sebagian besar lonjakan jangka pendek dan harmonik frekuensi tinggi membusuk melalui filter khusus tetapi sementara keberadaan daya listrik, seperti tegangan lebih dapat membahayakan data yang dilindungi.

Applications:

• kantor kecil, komputer rumah pribadi dan aplikasi lain yang kurang penting
• Komputer, printer, pemindai, dll.
• Catu daya darurat, EPABX.

Capacity:

• Up to 800VA.

2. Line-Inter active UPS

• Prinsip Kerja Line Interactive UPS sama dengan OFF Line / stand UPS. Terhubung langsung dari listrik, beralih ke baterai (melalui inverter) dalam kondisi listrik terputus.
• Perancangan UPS interaktif saluran sama dengan UPS OFF line selain desain Line Interactive umumnya mencakup regulator tegangan otomatis (AVR) atau tap-changing transformer. Ini meningkatkan pengaturan tegangan dengan mengatur taps transformator karena tegangan input berbeda.
• Perbedaan utama antara UPS offline dan offline-line adalah UPS interaktif-line dalam mode siaga memiliki pengaturan voltase aktif.
• Pengaturan tegangan adalah fitur yang penting ketika kondisi tegangan rendah ada, jika tidak UPS akan mentransfer ke baterai dan akhirnya ke beban. Penggunaan baterai yang lebih umum dapat menyebabkan mempercepat keusakan / kegagalan baterai.
• Biasanya menggunakan transformator resonansi Ferro atau transformator buck-boost. Keduanya membantu mengurangi frekuensi transfer ke baterai, sedikit meningkatkan efisiensi dan mengurangi keausan baterai.
• Desain resonansi Ferro juga menawarkan pengkondisian daya dan pengaturan tegangan yang ketat, serta penyimpanan energi yang dapat mempertahankan output pasokan daya yang tidak terganggu saat inverter menyala.

Gambar 3. diagram UPS type line-interactive

Fungsi kerja:

Kondisi normal:

• Dalam Kondisi Daya Normal, catu daya akan terus menyediakan ke Load dengan beberapa rangkaian pengaturan penyaringan dan tegangan.
• Selama operasi normal, Line Interactive UPS mengambil daya listrik dan melewati transformator dengan berbagai tap pilihan pada output. Ketika daya utilitas tinggi, Line Interactive UPS memilih tap untuk menurunkan (menghasilkan) tegangan output. Demikian pula, ketika tegangan listrik rendah, UPS memilih tap untuk meningkatkan tegangan output.
• Pengisi daya baterai mengubah daya AC ke Daya DC dan Baterai Daya DC ini diisi.

Kondisi pemadaman listrik:

• Ketika daya utilitas gagal, perangkat akan memulai Sirkuit inverter internal dengan Mechanical Switch.
• Secara mekanis mentransfer Switch Transfer dari daya utilitas ke Daya Baterai, output inverter.
• Transfer ini bisa memakan waktu 2 hingga 4 ms.

Keuntungan:

• ukuran kecil
• Biaya rendah
• Efisiensi Tinggi (karena lebih sedikit konversi daya saat input AC tersedia).
• Output Sine Way.
• Daya tahan baterai baik dibandingkan dengan UPS Line OFF.
• Regulasi voltase adil (lebih dari OFF Line UPS tetapi Kurang dari ON Line UPS)
• EMI / RFI / Noise Rejection bagus.
• Perubahan dari waktu ke waktu adalah 2 hingga 4 Milidetik.
• Konsumsi listrik yang lebih rendah (lebih murah untuk beroperasi).
• Keandalan yang lebih tinggi (Jumlah komponen lebih rendah dan suhu pengoperasian lebih rendah).

Kerugian:

• Tidak ada isolasi antara suplai utama dan beban
• Output Panas Lebih Tinggi
• Lebih mahal
• Bermasalah dengan beban faktor daya yang diperbaiki.

Aplikasi:

• Untuk bisnis kecil.
• Rak IT, Network Switches, Sistem Instrumen Medis di mana kehilangan data merupakan masalah serius .
• UPS line interaktif mungkin bukan pilihan yang tepat untuk instalasi di mana daya AC tidak stabil atau sangat terdistorsi, karena daya baterai akan terlalu sering digunakan untuk menjaga output UPS dalam spesifikasi.

Kapasitas:

• UPS berada di kisaran daya 500VA hingga 5kVA.

3. UPS Saluran ON / UPS Konversi Ganda

• Sistem daya tanpa gangguan (UPS) benar-benar memberikan daya terus menerus untuk menyediakan dalam kondisi apa pun.
• UPS Online kadang-kadang disebut UPS “konversi ganda”.
• Saat ini sebagian besar pengguna dengan beban yang sangat kritis memilih UPS online. Digunakan untuk melindungi peralatan dan data sensitif dari masalah listrik setiap saat dengan biaya tambahan.
• UPS ini tidak memiliki sakelar pemindahan daya dan oleh karena itu tidak ada waktu pemindahan karena kegagalan daya listrik. Jadi ini benar-benar sistem yang tidak terputus.
• Dalam UPS Online untuk mempertahankan pengisian daya baterai, unit pengisian daya baterai secara terus-menerus diberi daya dari sumber listrik AC.
• UPS Online sering disebut jenis ‘konversi ganda’ karena daya yang masuk pertama kali dikonversi setelah AC ke DC untuk baterai dan kemudian kembali. Konverter DC ke AC sebelum mencapai beban yang karenanya terisolasi dengan baik dari listrik seperti firewall listrik antara daya masuk dan peralatan elektronik sensitif. Ini juga mengontrol tegangan output dan frekuensi terlepas dari tegangan input dan frekuensi.
• UPS online terus-menerus menyaring daya melalui baterai sebelum mengirimnya ke komputer Anda.
• Sebaliknya, sistem UPS online menarik daya melalui komponen pengkondisian daya dan pengisian selama operasi normal, sehingga beban selalu menerima daya yang dikondisikan daripada listrik mentah.

Gambar 4. diagram UPS type on line

Fungsi kerja:

• Desain UPS ini mirip dengan UPS Siaga, tidak termasuk bahwa sumber daya utama adalah inverter dan bukan AC.
• Dalam desain UPS ini, setiap pemutusan pasokan AC input tidak menyebabkan pemicu saklar transfer, karena pasokan AC input sedang mengisi sumber baterai cadangan yang memberikan daya ke o / p inverter. Jadi, selama kegagalan pasokan AC input, operasi UPS ini menghasilkan tidak ada waktu transfer.
• Sakelar Transfer akan secara otomatis mentransfer beban ke sumber listrik jika terjadi kelebihan beban atau kegagalan UPS.

Kondisi normal atau kondisi pemadaman listrik:

• Dalam Kondisi Daya Normal, catu daya akan terus mensuplai dari Inverter, memberikan tegangan sinusoidal terkondisikan.
• Input Power adalah filter dan diatur oleh rangkaian Filter RFI kemudian diumpankan ke pengisi daya baterai yang mengubah AC Power menjadi DC Power. Daya DC ini diisi Baterai terus menerus.
• Daya baterai DC dikonversi menjadi daya AC oleh Inverter Circuit.

Keuntungan:

• Biaya tinggi dibandingkan dengan jenis UPS lainnya.
• Ini menyediakan isolasi antara pasokan dan beban utama.
• Outputnya adalah gelombang sinus murni.
• Pengkondisian Daya 100%
• Output tegangan konstan.
• Koreksi Faktor Daya Input
• Waktu transfer nol
• Tegangan keluaran bebas dari distorsi karena inverter selalu menyala.
• UPS tipe online menawarkan perlindungan daya terbaik, yang mencakup semua dan semua jenis gangguan pasokan listrik seperti pemadaman, pemadaman, kejutan dll tidak ada dalam output.
• Pengaturan tegangan lebih baik
• Waktu transfer praktis nol karena inverter selalu ON.
• Keandalan Tinggi, Unit dapat dihubungkan dalam konfigurasi paralel.
• Ini adalah pilihan terbaik, mempertimbangkan masalah-masalah seperti modularitas, kemampuan untuk bekerja dari generator, koreksi faktor daya, pemeliharaan, pertukaran panas, penyelesaian kesalahan, pengawasan, dan komunikasi.

Kekurangan:

• Lebih mahal
• Efisiensi Lebih Rendah (Karena inverter selalu ON).
• Output Panas Lebih Tinggi
• TCO baterai lebih tinggi
• Biaya pengoperasian lebih tinggi (Daya suplai mengisi Baterai dan Inverter ).
• Watt dari penyearah (rectifier) meningkat karena harus mensuplai daya ke inverter serta mengisi baterai

Aplikasi:

• Ini pilihan yang disukai untuk sebagian besar aplikasi bisnis.
• Peralatan medis dan unit perawatan intensif.
• Produsen elektronik.
• Pusat data dan panggilan.
• Stasiun TV
• Produsen berbasis produksi.

Kapasitas:

• Dari 1 KVA up to 5 MVA.

D. Pemilihan UPS:

1. Size of the UPS (VA & Watts)

• Untuk memutuskan Kapasitas Daya dari UPS yang diperlukan, kita harus memutuskan mana yang harus dilindungi dan konsumsi dayanya dalam Amps, VA, atau Watt.

2. Back-up time

• Waktu Cadangan Baterai adalah waktu baterai dapat mencadangkan pengoperasian dan memberi suplai beban setelah kegagalan daya peralatan. Konsumsi beban dan ukuran baterai UPS menentukan waktu cadangan.

3. Jenis UPS yang Anda butuhkan

• UPS dibagi menjadi tiga kelas utama.
• Off Line (Stand-by) UPS adalah yang paling sederhana dan paling murah.
• Jenis Line Interactive, yang mengatasi kelemahan utama dari unit off-line
• UPS On-Line, yang memberikan perlindungan daya terbaik.

4. Biaya:

• Untuk penggunaan di mana biaya rendah sangat penting dan tidak masalah jika waktu cadangan pendek, UPS OFF Line adalah solusi yang tepat. Namun itu tidak akan memberikan perlindungan yang memadai terhadap kejutan atau berkedut dari jaringan listrik .
• Untuk aplikasi yang memerlukan isolasi lengkap dari setiap perubahan daya jaringan, seperti banyak aplikasi medis maka UPS Online adalah solusi terbaik.
• Untuk di mana kehilangan daya akibat ketidakefisienan kurang menjadi perhatian dan menghilangkan penundaan dari daya jaringan listrik yang tersedia untuk daya kembali adalah yang terpenting, UPS online adalah satu-satunya solusi.
• Untuk aplikasi tipikal di mana pengkondisian Daya diperlukan dan waktu transfer yang sangat singkat dari jaringan ke daya cadangan dapat diterima dan konsumsi energi setiap hari menjadi perhatian, Line Interactive adalah solusi yang lebih disukai

5. Beban Non-Esensial atau Kritis

• Untuk kantor kecil di mana beban PC lebih sedikit dan proteksi data jaringan kecil diperlukan, UPS fase tunggal kecil seringkali merupakan solusi yang memadai.
• Kebanyakan UPS satu fase menggunakan topologi offline atau line-interactive.
• Jika peralatan yang akan dilindungi sangat penting, UPS online adalah pilihan terbaik.
• Untuk beban di atas 10kVA, solusi paling praktis adalah UPS tiga fase, yang paling normal dengan topologi true-online. UPS online tiga fase menawarkan keuntungan menyediakan perlindungan terpusat menggunakan UPS tunggal.

6. Efficiency

• Efisiensi terutama dipengaruhi oleh desain UPS atau mode operasi.
• Untuk standby and line-interactive UPS lebih hemat energi daripada UPS ON Line UPS karena tidak ada konversi daya dari AC ke DC dan kemudian kembali ke AC.
• Efisiensi adalah faktor ukuran UPS. Modul UPS yang lebih besar biasanya memiliki efisiensi energi yang lebih tinggi daripada yang lebih kecil, karena daya dukungan yang diperlukan untuk mengontrol komponen elektronik akan lebih kecil dari total kapasitas sistem UPS.
• Sebagai contoh, modul UPS 500 kW dari desain tertentu biasanya lebih efisien daripada modul UPS 5 kW dari desain yang sama.

     7. Faktor Bentuk UPS

• Faktor bentuk mengacu pada bentuk luar unit.
• Tower: Ini lebih kecil dan unit yang berdiri sendiri, dan Ini terutama dirancang untuk pengaturan rumah / kantor sederhana.
• Rack mount: lebih besar, dirancang untuk rak rak standar, dan terutama digunakan untuk operasi komersial yang lebih kompleks.

   8. Noise

• Kebisingan kipas UPS mungkin atau mungkin tidak menjadi masalah sesuai kebutuhan Anda.
• UPS yang lebih kecil biasanya tidak membutuhkan kipas untuk pendinginan, tetapi yang lebih besar sering membutuhkannya.
• Jika pekerjaan membutuhkan kesunyian yang sempurna, pastikan UPS Anda bebas kipas.