Kết hợp máy phát điện và UPS để bảo vệ nguồn điện 24/7

PDF. In Email

Thứ tư, 01 Tháng 3 2017 15:56   |  Số truy cập: 394

Kết hợp bộ lưu điện (UPS) và máy phát để cung cấp điện sẽ trở thành phương án tối ưu, đảm bảo nguồn điện luôn sẵn sàng 24/7 cho các ứng dụng quan trọng.

Các hệ thống xử lý và truyền thông quan trọng như TTDL, ngân hàng trực tuyến, hệ thống bảo vệ khẩn cấp… luôn cần được cung cấp năng lượng liên tục để đảm bảo hoạt động 24/7. Đứng trước nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao trong khi độ tin cậy của hệ thống điện quốc gia lại giảm sút do cơ sở hạ tầng xuống cấp, giải pháp khả thi nhất hiện nay là kết hợp giữa hệ thống lưu điện UPS và hệ thống máy phát điện.

Nếu chỉ sử dụng riêng hệ thống UPS, ta có thể bảo vệ các thiết bị quan trọng khỏi những sự cố do chất lượng điện trong thời gian ngắn. Nhưng hệ thống UPS cũng sẽ dần ngưng hoạt động khi pin bị xả cạn. Việc tăng số lượng hay dung lượng pin chỉ kéo dài thêm thời gian bảo vệ trong giới hạn nhất định, nhưng lại khiến giá thành pin và chi phí bảo trì, bảo dưỡng tăng lên rất cao. Do đó, chỉ sử dụng UPS để bảo vệ điện cho các hệ thống lớn là không đủ, nhất là khi gặp sự cố mất điện kéo dài.

Ngược lại, nếu chỉ sử dụng máy phát điện, ta sẽ cần một khoảng thời gian để khởi động máy và trong lúc đó, thiết bị sẽ gián đoạn hoạt động. Nhưng khi đã khởi động, máy phát có thể cấp điện không giới hạn thời gian cho hệ thống. Kết hợp ưu điểm của hai nguồn điện này sẽ giúp doanh nghiệp cung cấp điện 24/7 cho các thiết bị quan trọng, đảm bảo vận hành hệ thống liên tục.

Trong điều kiện bình thường, máy phát sẽ không hoạt động, thiết bị được cấp nguồn từ điện lưới thông qua hệ thống UPS. Khi cúp điện, hệ thống UPS sẽ bảo vệ các thiết bị không bị gián đoạn hoạt động. Sau một khoảng thời gian cấu hình trước (thường từ hai đến 10 giây), máy phát sẽ nhận tín hiệu báo mất điện và khởi động. Nguồn điện từ pin của UPS sẽ cấp điện cho tải trong khoảng thời gian này. Đến lúc máy phát hoạt động ổn định, UPS sẽ lấy nguồn từ máy phát để tiếp tục cấp điện cho tải và sạc lại đầy pin.

Khi điện lưới được phục hồi và chạy ổn định, nguồn điện cung cấp cho thiết bị được chuyển từ máy phát trở lại điện lưới mà không làm gián đoạn hoạt động của thiết bị nhờ được hệ thống UPS bảo vệ thêm một lần nữa.

Cần lưu ý, máy phát và UPS không tự nhiên tích hợp được với nhau mà cần phải cấu hình chính xác để đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả. Ngoài ra, cần quan tâm thêm các yếu tố về công suất và môi trường để tối ưu hiệu suất hoạt động và kéo dài tuổi thọ cho hệ thống dự phòng.

Độ tương thích với UPS

Máy phát điện có nhiều loại với công suất, kích thước khác nhau và các yếu tố này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện áp cũng như khả năng hoạt động của tải. Đối với những máy phát dự phòng loại nhỏ, bất kỳ thay đổi nào của tải cũng tác động ngay lập tức đến cơ năng của máy, khiến điện áp và tần số cung cấp từ máy phát tăng hoặc giảm đột ngột và không tương thích được với bộ lưu điện UPS.

Ngoài ra, hệ thống UPS và máy phát đôi khi không tương thích với nhau do không thực hiện được quá trình đồng bộ. Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do tần số máy phát nằm ngoài vùng hoạt động hoặc thay đổi nhanh hơn khả năng bắt nhịp của UPS (thông số slew-rate), khiến UPS không thể đồng bộ. Khi máy phát và UPS không tương thích được với nhau, thiết bị quan trọng chỉ còn được bảo vệ bởi hệ thống pin từ UPS và có nguy cơ ngừng hoạt động nếu mất điện kéo dài.

Để đảm bảo UPS tương thích được với máy phát, có một số lưu ý sau:

  • Công suất máy phát phải đủ lớn để điện áp ngõ ra nằm trong vùng hoạt động của UPS.
  • Nên sử dụng loại máy phát có khoảng tần số nhỏ, ổn định.

Ngoài mục tiêu tương thích, việc chọn UPS phù hợp còn có chức năng quan trọng không kém là giảm méo hài ngõ vào (THDi), từ đó giảm suy hao và đảm bảo máy phát không bị quá nóng. Một số nhà sản xuất hiện nay giới thiệu phương pháp sử dụng bộ lọc passive (gồm cuộn dây và tụ điện) ở đầu vào UPS để giảm méo hài, tránh suy hao và sinh nhiệt trên máy phát. Tuy nhiên, phương pháp này lại làm tăng điện áp máy phát khi hoạt động ở mức tải nhỏ và trong một số trường hợp có thể gây ngừng hoạt động. Để khắc phục khuyết điểm này, các UPS tiên tiến hiện nay được thiết kế với PF=1 (hệ số công suất), vừa cung cấp nhiều năng lượng hơn cho thiết bị, vừa giảm ảnh hưởng cho máy phát khi hoạt động ở mức tải nhỏ.

Lựa chọn công suất máy phát

Ngoài đảm bảo điện cung cấp cho UPS, máy phát cũng cần đảm bảo nguồn điện cho hệ thống làm mát, hệ thống báo động và chiếu sáng của tòa nhà. Khi đó, công suất máy phát sẽ được tính như:

Công suất máy phát = Công suất hệ thống UPS + Công suất hạ tầng điện tòa nhà. Ngoài ra, để đảm bảo không bị quá tải khi thiết bị khởi động, máy phát nên được thiết kế dự phòng.

Có hai lựa chọn về công suất máy phát đáp ứng cho hệ thống UPS:

  • 1.5 x công suất UPS nếu sử dụng UPS công nghệ Transformerless
  • 2.0 x công suất UPS nếu sử dụng UPS công nghệ Transformerbased
  • Công suất máy phát đáp ứng cho hệ thống điều hòa:
  • 3.0 x công suất máy điều hòa không khí.

Thực tế, việc lựa chọn công suất máy phát có thể phức tạp hơn và nên có sự tư vấn từ nhà cung cấp máy phát hoặc UPS để có được phương án tối ưu nhất.

Quá tải máy phát điện

Khả năng đáp ứng công suất tải tăng đột ngột của máy phát phụ thuộc vào thiết kế và loại tuabin, dù vậy, hầu hết các máy phát đều không hoạt động khi công suất tải tăng đột ngột trên 60% tổng công suất máy phát. Lấy ví dụ: Khi khởi động máy phát, toàn bộ hệ thống đèn, máy lạnh, UPS sẽ đồng thời được cấp nguồn từ máy phát. Tổng công suất khởi động của các thiết bị khi ấy rất lớn và do đó, quán tính của rotor máy phát bị triệt tiêu nhanh chóng, dẫn đến ngừng hoạt động.

Để tránh tình trạng trên, người sử dụng có thể thực hiện các phương án như sau:

  • Thiết kế nâng thêm công suất máy phát, tuy đáp ứng được yêu cầu hoạt động nhưng tốn kém và lãng phí, ít được sử dụng.
  • Sử dụng máy lạnh và UPS có chức năng giảm dòng khởi động hay còn được gọi là “khởi động mềm” (soft start), giúp giảm suy hao và nguy cơ quá tải máy phát.
  • Sử dụng bộ điều khiển có thời gian trễ để tránh hiện tượng các thiết bị khởi động tại cùng một thời điểm, từ đó giảm khả năng quá tải cho hệ thống.

Vị trí đặt máy phát điện

Sau khi lựa chọn máy phát, việc lắp đặt máy ở đâu cũng có vai trò rất quan trọng nhằm kéo dài tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống. Lựa chọn đặt máy phát trong nhà hay ngoài trời sẽ tùy thuộc vào khả năng đáp ứng điều kiện vận hành của người dùng. Khi đặt trong nhà, máy phát điện phải được đáp ứng các điều kiện về môi trường như: ống dẫn khí thải, khả năng làm mát, hạn chế tiếng ồn… Trong khi đó, nếu đặt ngoài trời, các yêu cầu này sẽ dễ đáp ứng hơn nhưng bù lại, máy phát điện đặt ngoài trời cần được thiết kế bảo vệ trước các tác động thiên nhiên như: nắng, mưa, bão… bằng cách lắp đặt mái che hoặc lắp đặt trong một container.

Ngoài ra, ta nên đặt máy phát gần với vị trí tủ phân phối điện, qua đó giảm suy hao khi truyền tải điện năng và tiết kiệm chi phí cho người sử dụng.

Kết luận

Khi hệ thống thông tin liên lạc ngày càng quan trọng đối với hoạt động sản xuất và đời sống con người, nhu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục cũng ngày một cần thiết. Giải pháp kết hợp máy phát điện với hệ thống UPS được cấu hình và lắp đặt chính xác sẽ giúp doanh nghiệp đảm bảo hoạt động liên tục 24/7 trong nhiều năm liền, giúp các nhà quản lý yên tâm vận hành hệ thống của họ kể cả trong trường hợp mất điện kéo dài.

Nguồn: Tamnhinmang.vn

 

DMCA.com Protection Status


Các bài viết khác

ABB
ACTi
Brother
CommScope
Emerson
Fluke Network
Fredton
Vietrack