ENGLISH    /    SİTE HARİTASI

 
 

Teknik Makaleler

DİNAMİK KESİNTİSİZ GÜÇ KAYNAKLARI

Dinamik Kesintisiz Güç Kaynakları(DUPS) uzun yıllardan beri kritik işletmelerin, hastanelerin, data merkezlerinin kaliteli ve kesintisiz enerji ihtiyaçlarını karşılamaktadır. İnform Elektronik olarak yaklaşık 14 yıldır dünyanın en büyük DUPS üreticisi olan Alman Piller firmasının Türkiye ve Türki Cumhuriyetlerdeki distribütörlüğünü yürütmekteyiz. Birçok ilki ve büyük projeleri hayata geçiren İnform Satış&Proje Müdürlüğü, ülkemizde pek bilinmeyen DUPS sistemlerinin kurulumlarına öncülük etmiştir.

Konumuza “Dinamik UPS nedir?” sorusuna cevap vererek başlayabiliriz.

Dinamik UPS’ler mekanik sistemlerdir. Dinamik UPS’ in statik UPS’ lerden en önemli farkı; gerilimi ve frekansı düzeltmek için güç elektroniği devrelerini kullanılmayıp, senkron makineyle bu işi yapabilmesidir.
Bildiğimiz gibi statik UPS’ lerde şebeke gerilimi; doğrultucu ve inverter gibi güç elektroniği devreleri yardımıyla istenilen standarda getirilir. Fakat elde ettiğimiz sinyal inverterdeki yarıiletken malzemelerin anahtarlanmasıyla elde edilen sinyaldir.

DUPS’ da gerilimin stabil ve doğal sinüs şeklinde oluşması için senkron makine kullanmaktayız. Senkron makine eşsiz bir yapıya sahiptir. Piller’in kullandığı patenti kendisine ait olan senkron makine(UNIBLOCK), elektriğin şebekeden bağımsız olarak üretildiği bölümdür. Eskiden enerji santrallerinde elektriğin üretildiği ve kompanzasyonun yapıldığı cihazlar olan senkron makineler, 1980 yılına kadar motor ve generator sargıları birbirinden bağımsız ortak bir mil üzerinde üretiliyordu.

1980 yılından sonra Piller kendi tasarımı olan daha öncede belirttiğim gibi patenti kendisine ait olan, motor ve generatör sargıları ortak bir stator üzerinde bulunan UNIBLOCK’u geliştirdi

Sistemin çalışma prensibi; motor sargılarına gelen enerji, manyetik alan yardımıyla alternatörde elektrik enerjisine çevrilir. Anlaşılacağı gibi şebeke sinyali sadece motoru hareket ettirmek için kullanılıyor. Sonrasında ise şebekeden bağımsız gerilim ve frekans üretiliyor.

Senkron makinenin bulunduğu DUPS’u neden kullanmalıyız?
İşletmelerdeki güç problemleri gün geçtikçe artmaktadır. Güvenilirliği sağlamak için dinamik kesintisiz güç kaynaklarını kullanmak zorunlu hale gelmiştir. Çünkü;

Yük tarafındaki kısa devreler,
Yükün dinamik yapısı,
Harmoniklerin etkisi,
Şebeke geriliminin düşük yada yüksek gelmesi,
Demeraj akımları,
Pick akımları,
Güç faktörünün düşük olması gibi problemler, üretimde kayıplara, işletmelerde zararlara yol açmaktadır. Statik UPS’ ler bu sorunları giderememektedir. Bilhassa kapasiteler arttığında statik sistemlerin güvenilirliği de azalmaktadır. Bu yüzden DUPS’lar tercih edilmektedir.

DUPS’ ların üstünlüklerini sıralayacak olursak,
Güvenilirliğin yüksek oluşu,
Verimin yüksek oluşu,
İki arıza arasındaki sürenin çok uzun oluşu (MTBF 1.38milyon saat),
150kVA’dan 3000kVA kadar üretilebilmesi,
Paralelleme ile 50MVA’ya ulaşan yüksek kapasite,
Senkron makine bulunması bu sayede doğal sinüs çıkışı olması,
Harmonikleri %99 oranında bastırabilmesi,
Beslediği hattın kompanzasyona ihtiyaç duymaması,
1’ e yakın bir giriş güç faktörünün olması,
Kısa süreli kesintileri jeneratörsüz atlatabilmesi,
Geniş bir giriş gerilim aralığının olması(Piyasadaki cihazların çok üstünde, sektördeki en geniş giriş gerilim aralığı),
Yüksek kısa devre akımını karşılayabilme,
Farklı uygulamalar için farklı çözümlerin sunulabilmesi,
İşletim maliyetlerinin düşük oluşu,
Ömürlerinin uzun oluşu,
Soğutma ihtiyacının olmayışı(akülü modelde akü odasının uygun sıcaklıkta tutulması gerekir),
Periyodik bakımlarının kolaylığı,
Her türlü ortamda kurulabilmesi(bina içi ve konteynır uygulamaları),
Crest faktörünün sınırsız oluşu,
Çıkış hassasiyetlerinin standartların üstünde oluşu gibi özelliklerinden dolayı tercih edilmektedir.

DİNAMİK KESİNTİSİZ GÜÇ KAYNAĞI ÇEŞİTLERİ
Dinamik kesintisiz güç kaynakları sınıflandırılırken,
Enerji depolama şekline göre sınıflandırılabilir; kinetik enerji deposu yada akülü,
Kesintilerdeki besleme sürelerine göre sınıflandırılabilir; kısa süreli sistemler(kinetik enerji depolu, akülü) ya da uzun süreli sistemler(jeneratörlü).
.
Akülü dinamik UPS
Dizel destekli akülü Dinamik UPS, uzun süreli kesintisiz enerji (continious UPS)
Dizel destekli kinetik enerji depolu Dinamik UPS, uzun süreli kesintisiz enerji (continious UPS)
Kinetik enerji depolu Dinamik UPS, kısa süreli


Piller’ in ürün yelpazesinde;
1- Akülü Dinamik UPS – UBR,
2- Kinetik Enerji Depolu Dinamik UPS – UBT,
3- Dizel Destekli Dinamik UPS – UBTD bulunmaktadır.


AKÜLÜ DİNAMİK UPS - UBR MODEL

Akülü dinamik UPS’ lerin diğer dinamik UPS’ lerden en büyük farkı elektrik kesildiğinde yedekleme süresini istediğiniz gibi uzatabilmenizdir. Bu kullanılacak uygulamaya göre çok önemlidir. Örnek olarak hastaneleri ve data merkezlerini verebiliriz.

Hastane yükleri zamanla değişen yüklerdir. Yeni açılan bölümler için yeni cihazlar alınır. Yüksek teknolojideki görüntüleme cihazları harmonik oluşturur. Cihazların anlık devreye girip çıkmalarında çekecekleri yük miktarı ve en önemlisi ameliyathanelerdeki, yoğun bakım odalarındaki enerjinin kesintisiz ve kaliteli olması çok önemlidir.

Hastanelere UBR modelini min. 10dakika olacak şekilde projelendiriyoruz. Ayrıca UPS girişlerine jeneratörde sağlanıyor. Elektrik kesildiğinde akü devreye giriyor ve otomatik olarak çalıştırılan jeneratör devrini aldıktan sonra, aküden beslenme sona eriyor. Bu çalışmada jeneratörde bir problem olur ve devreye girmezse sistemdeki aküler bitinceye kadar enerji UPS üzerinden yüklere aktarılacaktır. Akü uzun seçilirse bu sırada çalışmayan jeneratöre müdahale edilir ve aynı esnada aküler yüklerimizi beslemeye devam eder.

Kablo üretim hatlarında; enerji dalgalanmaları yada enerji kesintileri otomasyon sistemlerini etkilemekte ve üretimde kayıplara neden olmaktadır. Üreticilere sağladığımız çözümlerle kayıpları minimize ettik.

 

1- 150kVA-1100kVA aralığında çözümler.
2- Eşsiz akülü, senkron makine tasarımı
Dinamik UPS’ yı statik UPS’ dan ayıran en önemli fark eşsiz bir senkron makine kullanılmasıydı. Rakiplerimizden farklı bir senkron makine kullanıyoruz.
3- Akülü Dinamik Kesintisiz Güç Kaynağının kullanılan bileşen sayısının az olması, kendi içinde yedeklemeli yapı ve yüksek MTBF (iki arıza arasındaki ortalama süre) süresi
Şemadan da gözüktüğü üzere şebeke olumsuzluklarına veya kesintilerine karşı yükümüz 3 ayrı hattan beslenebilmektedir. Alternatifin fazla olması kritik yüklerimiz için büyük avantaj sağlamaktadır.
4- Akülü dinamik UPS’ lerde akü kullanımı, Statik UPS’ lere göre oldukça farklıdır. Dinamik UPS’ lerde akülere sadece enerjinin tamamen kesilmesinde başvurulur. Bu nedenle akü ömürleri statik UPS’lere göre uzundur, bu da işletme maliyetine olumlu yönde etki etmektedir.

5- Statik UPS sistemlerinde karşılaşılan bir diğer sorun ise havalandırmadır. Klimaların satın alma maliyetleri, bakım onarım maliyetleri ve tükettikleri enerji göz ardı edilmemelidir. UNIBLOCK makinenin rotoruna entegre edilmiş olan güçlü pervane, bütün cihazın havalandırmasını sağlar ve cihaz üzerinde bulunan havalandırma kanalı vasıtasıyla ısınan hava bina dışına atılır. Böylece ilave bir klima sisteminin kullanılmasına gerek yoktur.
6- Sınırsız crest faktörü
7- Yüksek kısa devre akımı
8- Doğal sinüs çıkışı
9- Yüksek giriş güç faktörü
10- Yüksek güvenilirlik
11- 25 yıla varan çalışma ömrü
12- Deprem standardı
Ayrıca akülü dinamik UPS’ imizin deprem test raporlarında belirtildiği gibi deprem bölgesinde olan ülkemizde; deprem yükü yatayda 0.7 xg dikeyde 0.3 xg’ dir. UBR için bu değerlerin yatayda 1xg dikeyde 0.5xg olması güvenilirliğini arttıran diğer önemli bir etkendir.


 

KİNETİK ENERJİ DEPOLU DİNAMİK UPS - UNIBLOCK UBT

1- 400kVA-3000kVA aralığında çözümler sunabilmekteyiz. Paralelleme yolu ile yaklaşık 50MVA’ya kadar çözüm sunabiliyoruz. İşletmenizde orta gerilim tarafında bile DUPS çözümü sunabilmekteyiz.

2- Aküsüz enerji depolama diğer bir deyişle mekanik pil Şebeke kesildiğinde yükü kinetik enerji depolama kaynağı ile beslemektedir. PowerBridge diye adlandırdığımız yaklaşık 3200rpm ile dönen ve gerektiğinde hareket enerjisini elektrik enerjisine çevirebilen bir sistemdir. Kısa süreli kesintilerde sorunsuz olarak yükü destekleyebilmektedir.
Aşağıda kapasite-zaman eğrisini görebilirsiniz. 1000kVA gücünde kinetik enerji depolu sistem, elektrik kesintisinde yükü 17s. boyunca destekleyebilir.

3- Kojenerasyon sistemlerine kolay adaptasyon,
Kojenerasyon sistemlerindeki gerilim dalgalanması ve gerilim çökmeleri meydana gelmektedir. Bu tip sorunları kinetik enerji depolu sistem ile çözüyoruz,
4- +%15/-%20 giriş gerilim aralığına sahiptir. Şebeke gerilimi %50 düştüğünde dahi 2 dak. boyunca kinetik enerji deposundan sağladığı enerjiyi kullanır.
5- Giriş cosy 1’e yakındır.
 

DİZEL DESTEKLİ DİNAMİK UPS - UNIBLOCK UBTD
Belli başlı bazı özelliklerini inceleyecek olursak;

1- 400kVA-3000kVA aralığında çözümler. Paralelleme ile yaklaşık 50MVA’ ya ulaşan kapasite.
2- Dizel destekli dinamik kesintisiz güç kaynağı
3- 16,5MJ kapasiteli powerbridge, dizel motoru çalıştırmadan kısa süreli kesintileri destekleyebilir.
4- Sınırsız köprüleme süresi(yakıt tankınıza bağlı olarak).
5- Sıkıntısız motor operasyonu (yol vermek için yeterli zaman, önceden yağlamaya gerek yok).
6- Dizel çalışmada mükemmel frekans stabilizasyonu.
7- Ayrıca jeneratör gerekmez (tasarruf: yatırım, yer, servis).
8- Basit mekanik sistem (fırça ile endüksiyon kuplajı yok).
9- Yüksek kısa devre akımlarını karşılayabilme(Inx14)

Çalışma Prensibi ise,
Sistem şebeken aldığı enerjiyi şok bobininden geçirerek motora iletir. Motorda sargılarının etkisiyle alternatör sargıları tetiklenir. Bu sayede, elektrik şebekeden bağımsız şekilde tekrar üretilir.

Şebeke normal modunda Powerbridge(kinetik enerji deposu) 3200rpm ile dönmektedir. Burada kinetik enerji depolanmaktadır. Herhangi bir elektrik kesilmesinde Powerbridge kinetik enerjisini elektrik enerjisine çevirerek senkron motoru destekler. Bu sayede frekans ve gerilimde bir sapma olmadan sistem yükleri kesintisiz bir şekilde beslemektedir. Uzun süreli bir elektrik kesintisinde ise jeneratör devreye girer.

S. Yalçın TOPALOĞLU
İnform Elektronik San. ve Tic. A.Ş
Satış&Proje Müdürlüğü - Elektrik Elektronik Müh.
Ürün ve Satış Yöneticisi
ytopaloglu@inform.com.tr

 
İnform Elektronik San. ve Tic. A.Ş. Copyright ©2009 - Tüm Hakkı Saklıdır. Web Tasarımıı by Üretmake