Mục lục
Công nghệ thay đổi nhanh chóng làm gia tăng các loại thiết bị công nghệ cao, nhạy cảm hơn với nguồn điện. Thiết bị lưu điện (UPS) được sử dụng để bảo vệ nguồn điện cũng được quan tâm nhiều hơn, Một số khác biệt của các thiết bị lưu điện chế tạo theo công nghệ Offline, Line-interactive và Double conversion online sẽ được đưa ra dưới đây nhằm giúp các bạn có một hiểu biết cơ bản nhất về loại thiết bị này.
Công suất của UPS có thể từ vài trăm VA (bảo vệ nguồn điện cho máy tính cá nhân, thiết bị tiêu thụ điện công suất nhỏ) đến hàng triệu VA (MVA – bảo vệ nguồn điện cho các trung tâm dữ liệu, viễn thông lớn). Ở một thời điểm, hoàn cảnh nào đó, có nhiều tên gọi được sử dụng để đặt cho các UPS gây ra một số nhầm lẫn, không rõ ràng cho người sử dụng. Để thuận tiện cho người dùng về việc đánh giá, lựa chọn, vận hành UPS, chúng tôi giới thiệu một số điểm khác biệt của các UPS căn cứ trên phân loại của các tổ chức đánh giá uy tín trên thế giới như IEC (International Electrotechnical Commission),Cenelec (European standardisation committee).
Tiêu chuẩn IEC 62040-3 và EN 50091-3 đưa ra ba loại UPS và các cách để sử dụng đúng giá trị, hiệu năng của các loại UPS này. Đầu tiên là UPS được gọi với tên “On-line” (trực tuyến) được sử dụng từ những năm 1970. Tiếp theo đó, vào những năm 1980, UPS với tên gọi “Off-line” (dự phòng thụ động/ Passive standby) nó ngược với “On-line” là được sử dụng để đáp ứng yêu cầu rộng rãi hơn cho các loại tải khác nhau. Và vào những năm 1990, thuật ngữ “Line-interactive” (tương tác đường dây) được sử dụng, đánh dấu sự ra đời của loại UPS thứ ba là UPS chuyển đổi thuận nghịch. Tuy nhiên, nhiều tên gọi khác của loại “Line-interactive” cũng được nhắc đến như “In-line” hoặc một số trường hợp được gọi là “On-line”. Vậy đâu là ưu điểm, nhược điểm, cũng như các điểm khác biệt chính của ba loại UPS này? Chúng ta tiếp tục tìm hiểu các thông tin như dưới đây.
Loại UPS | Dải công suất bảo vệ thông thường (kVA) | Khả năng ổn định nguồn điện/ Chất lượng nguồn điện | Chi phí điện năng | Hiệu suất | Bộ nghịch lưu hoạt động liên tục | Tuổi thọ ắc quy sử dụng |
Off-line/ Passive standby | ≤ 1 | Thấp | Thấp | Cao | Không | Ngắn |
Line-interactive | ≤ 5 | Theo thiết kế | Trung bình | Cao | Theo thiết kế | Ngắn |
On-line | > 0.5 | Cao | Trung bình | Trung bình | Có | Dài |
UPS công nghệ “Off-line/ Standby” rõ ràng có nhiều yếu điểm nhất so với các UPS công nghệ “On-line” và “Line-interactive” do được thiết kế đáp ứng yêu cầu tối thiểu là lưu điện và mang đến một chi phí nhỏ nhất cho các ứng dụng cơ bản của người dùng máy tính cá nhân hoặc các thiết bị khác.
Theo bảng liệt kê trên, ta nhận thấy hiệu suất sử dụng của UPS “On-line” đạt thấp nhất. Nguyên nhân là cả bộ nạp ắc quy và bộ nghịch lưu chuyển đổi đầy đủ công suất tải theo thiết kế dẫn đến phát sinh nhiệt không mong muốn ra môi trường. Mặt khác, bộ nghịch lưu sử dụng liên tục dẫn đến độ tin cậy của hệ thống giảm, do tuổi thọ sử dụng giảm dần, cần bảo dưỡng hệ thống nhiều hơn. Trong khi đó, dòng điện vào bộ nạp ắc quy lớn thường không tuyến tính nên gây các ảnh hưởng không tốt đến mạng điện và máy phát điện dự phòng.
Tuy nhiên, ưu điểm của UPS “On-line” là loại trừ được các đặc tính không tốt của nguồn điện lưới như méo hài, trượt tần, xung chuyển mạch… mà các UPS “Line-interactive” hay “Off-line” không có được do toàn bộ công suất điện lưới xoay chiều AC được chuyển đổi thành nguồn một chiều DC trước khi được biến đổi ngược trở lại thanh nguồn xoay chiều cấp đến tải tiêu thụ điện.
Một ưu điểm khác của UPS “On-line” là chấp nhận nguồn điện lưới có điện áp thấp hơn so với UPS “Line-interactive” hay “Off-line” trong trường hợp UPS vận hành không đầy tải. Hơn nữa, với cấu trúc bao gồm mạch nối tắt “bypass” giúp UPS “On-line” có thể vận hành ngay cả khi có lỗi một trong các thành phần của mạch chuyển đổi kép với thời gian chuyển đổi tương đương với UPS “Line-interactive”.
Với cùng một mức công suất, kích thước của UPS “On-line” thường nhỏ gọn hơn các UPS “Line-interactive”.
UPS “On-line” cho phép chuyển đổi tần số từ 50Hz thành 60Hz (và ngược lại) khi cần - UPS “On-line” còn được là loại UPS VFI (Voltage and Frequency Independent) - điện áp và tần số không phụ thuộc nguồn điện lưới đầu vào.
Đối với UPS “Line-interactive” điện áp được ổn định nhờ bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR),bộ lọc được lắp đặt theo từng thiết kế của các nhà sản xuất. Đây là ưu điểm so với UPS “Off-line/ Standby”, nhưng là yếu điểm có với UPS “On-line”.
Căn cứ các ưu điểm, yếu điểm ở trên, người sử dụng có thể lựa chọn UPS đáp ứng yêu cầu bảo vệ cho từng loại thiết bị cụ thể, đồng thời tối ưu hóa tổng chi phí cho người sử dụng. Sơ bộ, ứng dụng bảo vệ của các UPS theo công nghệ có thể lựa chọn theo khuyến cáo sau:
* UPS “Off-line”: máy tính các nhân, điện thoại cố định …
* UPS “Line-interactive”: máy trạm, thiết bị mạng nhỏ, cửa cuốn, thang máy …
* UPS “On-line”: máy chủ, thiết bị mạng quan trọng, thiết bị viễn thông, công nghiệp …