Thay mới hay bảo trì lựa chọn nào phù hợp với UPS của bạn

­Bộ lưu điện (UPS) là thiết bị bảo vệ cho các ứng dụng quan trọng và đắt tiền nên do đó, đảm bảo UPS hoạt động hiệu quả đóng một vai trò rất quan trọng.

Tại các quốc gia đang phát triển, nhu cầu sử dụng UPS cao do chất lượng điện lưới không ổn định lại đi kèm với những hạn chế về kiểm tra, sửa chữa và thay thế hệ thống lưu điện, gây ra nhiều sự cố mất điện không mong muốn, ảnh hưởng lớn đến hoạt động kinh doanh của các doanh nghiệp.

Bài viết sau đây sẽ tập trung vào những dấu hiệu nhận biết, các quy trình kiểm tra và gợi ý cho quyết định “bảo trì hay thay mới” hệ thống UPS hiện có của bạn. Từ đó, đọc giả có thể tự đánh giá lại hệ thống điện của mình và đưa ra phương án phù hợp nhất với điều kiện thực tế của doanh nghiệp.

Tình trạng UPS hiện tại của bạn ra sao?

Trước khi xác định xem quyết định thay mới hay bảo trì UPS là phù hợp hơn, ta cần biết được liệu UPS có đáp ứng được nhu cầu hoạt động hoặc còn khả năng sửa chữa hay không? Nếu thường xuyên tiến hành bảo trì, nhà quản lý có thể xác định được tình trạng hoạt động của UPS và phối hợp với bốn tiêu chí sau để ra quyết định.

1. UPS có còn được hỗ trợ từ nhà sản xuất không?
Sau khi ngừng sản xuất được 10 năm, các sản phẩm hầu như sẽ không còn được hỗ trợ về bảo trì, sửa chữa từ phía nhà sản xuất nữa. Những lỗi phát sinh do phần cứng có thể phần nào được giải quyết nhờ các kỹ sư có kinh nghiệm, nhưng khi lỗi do firmware gây ra thì hầu như không thể khắc phục được.

2. Linh kiện, board mạch thay thế có còn trên thị trường không?
Những linh kiện, board mạch thay thế (spare parts) là lựa chọn hàng đầu khi thực hiện công việc sửa chữa và bảo trì cho UPS. Spare parts sẽ đảm bảo cho các linh kiện trên board mạch được đồng bộ trong thiết kế và tối ưu hóa hoạt động, tránh được các hư hỏng không mong muốn sau một thời gian dài so với việc thay thế rời từng linh kiện riêng lẻ.
Một khi trên thị trường không còn cung cấp spare parts nữa thì công việc sửa chữa sẽ trở nên quá khó khăn và tốn kém, đôi khi không có khả năng thực hiện.

3. Tuổi thọ linh kiện như thế nào?
Tuổi thọ linh kiện là một vấn đề khác cần quan tâm, một số linh kiện thường xuyên được bảo trì, thay thế như pin CMOS, tụ điện, quạt… sẽ luôn đảm bảo hoạt động tốt. Ngược lại, một số thành phần ít được quan tâm đến như lớp keo tản nhiệt, linh kiện công suất… sẽ bị giảm tuổi thọ theo thời gian và tiềm ẩn nguy cơ phát sinh hư hỏng đột ngột cho hệ thống của bạn.

4. Bảo trì, bảo dưỡng UPS có hiệu quả ra sao so với chi phí bỏ ra?
Với những UPS có tuổi thọ quá lâu, công việc bảo trì, bảo dưỡng tỏ ra không còn mang lại hiệu quả nhiều trong khi chi phí bỏ ra vẫn rất cao. Đây là thời điểm người quản lý nên đưa ra quyết định thay mới hệ thống UPS càng sớm càng tốt, không chỉ giảm thiểu chi phí phát sinh mà còn tăng khả năng bảo vệ cho các thiết bị quan trọng của mình.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định

1. Hiệu suất hoạt động
Trường hợp UPS đang sử dụng vẫn đáp ứng được các điều kiện hoạt động, yếu tố chi phí vận hành sẽ được xem xét để bạn đưa ra quyết định “bảo trì hay thay mới” hệ thống UPS hiện có. Chi phí vận hành cho một hệ thống UPS thông thường sẽ bao gồm: hao phí sử dụng điện năng, chi phí bảo dưỡng và thay thế pin, chi phí bảo trì định kỳ... Ngoài ra, chi phí làm mát do mức độ tỏa nhiệt khác nhau giữa những công nghệ UPS cũng có ảnh hưởng lớn đến chi phí vận hành hệ thống.
Trong khuôn khổ bài viết này, ta sẽ chỉ xét đến yếu tố hiệu suất sử dụng điện năng – yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến chi phí hoạt động của hệ thống UPS. Ở chế độ hoạt động bình thường, hiệu suất sử dụng điện năng được mô tả bằng công thức:
Hiệu suất = Tổng công suất ngõ ra / (Tổng công suất ngõ vào – Tổng công suất sạc pin).
Hiệu suất cao hay thấp thường sẽ không được quan tâm trong các hệ thống UPS nhỏ, tuy nhiên, với các hệ thống lớn từ vài chục đến vài trăm kVA, hiệu suất chênh lệch chỉ một đến hai phần trăm cũng mang ý nghĩa rất lớn. Ta xét thử một ví dụ về hai loại công nghệ UPS như sau:

• Phương án 1: UPS cũ đang hoạt động, sử dụng công nghệ transformer-based, công suất 500 kW với hiệu suất hoạt động 89 %.
• Phương án 2: UPS đời mới dự định thay thế, sử dụng công nghệ transformerless, công suất 500 kW với hiệu suất hoạt động 96 %.

Giả định rằng, hai UPS này hoạt động liên tục và giá điện cho mỗi kWh điện là 0.1 $, ta có thể tính được chi phí sử dụng điện của phương án 1 nhiều hơn chi phí sử dụng điện của phương án 2 trong một năm xấp xỉ 36.000 $ và trong mười năm sẽ là 360.000 $. Đây là con số không hề nhỏ và cần phải được tính toán để ra quyết định chính xác có cần thay mới hệ thống UPS không.

2. Mở rộng trong tương lai
Công suất các thiết bị CNTT thay đổi như thế nào trong những năm tới sẽ ảnh hưởng đến quyết định giữ nguyên, nâng cấp hoặc thay mới cho hệ thống UPS. Trường hợp công suất thiết bị gần đạt mức công suất tối đa, các nhà quản lý sẽ buộc phải nâng cấp hệ thống bằng cách tăng thêm các mô-đun công suất hoặc đấu nối thêm UPS theo cấu hình song song nhằm đáp ứng nhu cầu mở rộng thiết bị. Tuy nhiên, mỗi loại UPS đều có giới hạn nâng cấp nhất định và khi công suất chạm đến ngưỡng giới hạn này, đầu tư một hệ thống UPS mới là yêu cầu bắt buộc.
Một lưu ý quan trọng, khi công suất thiết bị tăng lên, cơ sở hạ tầng cấp điện vẫn phải đáp ứng yêu cầu hoạt động của hệ thống. Nếu khi triển khai mà không tính toán đầy đủ, có khả năng các thành phần như thiết bị bảo vệ, thiết bị chuyển nguồn, dây dẫn… bị quá tải và phải tiến hành thay thế toàn bộ hệ thống.

3. Sự phát triển của công nghệ
Sẽ rất lãng phí và tốn kém khi bạn cố chạy theo những công nghệ mới dù sản phẩm đang dùng vẫn hoạt động tốt. Tuy nhiên, trong những trường hợp đặc thù, chuyển sang sử dụng công nghệ UPS mới lại là yêu cầu cần thiết và mang tính kinh tế để các nhà quản lý lựa chọn. Một số công nghệ nổi trội có thể ảnh hưởng đến quyết định của các nhà quản lý như:

UPS sử dụng siêu tụ điện
Siêu tụ điện là loại tụ điện có khả năng lưu trữ năng lượng lên đến hơn 10,000 lần so với tụ điện thông thường. Ứng dụng khả năng này, các nhà sản xuất UPS đã sản xuất các UPS sử dụng siêu tụ điện để thay thế những dòng UPS sử dụng pin truyền thống. Tuy năng lượng lưu trữ của siêu tụ điện so với các loại pin thông thường thấp hơn nhiều, tốc độ sạc xả và tuổi thọ của siêu tụ điện lại lớn hơn từ vài chục đến hàng trăm lần.

Trong môi trường mất điện thường xuyên, pin truyền thống của UPS sẽ rất nhanh giảm tuổi thọ, điều này không những gây tốn kém mà còn tăng nguy cơ mất nguồn các thiết bị quan trọng. Giải pháp UPS sử dụng siêu tụ điện sẽ phù hợp trong tình huống này. Chu kỳ sạc xả của siêu tụ điện lên đến 500,000 chu kỳ nên dễ nhận thấy tuổi thọ của nó cao hơn rất nhiều lần so với pin truyền thống, với chỉ khoảng 1000 chu kỳ sạc xả. Những ưu điểm của siêu tụ điện so với pin acid chì có thể kể đến như sau:

• Tuổi thọ lâu hơn
• Nhỏ gọn với mật độ công suất cao hơn
• Chịu được nhiệt độ hoạt động cao hơn
• Thân thiện với môi trường hơn

UPS cấu hình phi tập trung
UPS cấu hình phi tập trung là UPS dạng mô-đun, với mỗi mô-đun có chức năng như một UPS riêng biệt. Mô-đun trong cấu hình phi tập trung sẽ bao gồm ngõ vào và ngõ ra được đấu nối tách biệt, các khối chỉnh lưu và nghịch lưu độc lập, hệ thống pin riêng… và do đó không tồn tại bất kỳ điểm hư hỏng chung nào trong hệ thống UPS.
Nhiều nhà quản lý sẽ đồng tình rằng, thay thế một hệ thống UPS vẫn đang hoạt động tốt bằng một hệ thống UPS phi tập trung là quyết định vô cùng lãng phí. Đây là điều dễ hiểu vì đa số các ứng dụng thông thường sẽ không muốn bỏ ra chi phí quá lớn như vậy chỉ để tăng cường thêm khả năng bảo vệ thiết bị. Dù vậy, vẫn có một số ứng dụng đặc biệt mà nhà quản lý sẵn sàng chấp nhận bỏ ra số tiền lớn để luôn yên tâm ứng dụng của mình tránh được các sự cố về điện mà ta có thể kể đến như:

• Hệ thống an ninh quốc phòng
• Các dây chuyền sản xuất quy mô lớn (với chi phí cho mỗi ngưng sản xuất đột ngột là rất lớn)
• Trạm thông tin, liên lạc sân bay

Kết luận

Quyết định chính xác thời điểm thay mới cho hệ thống UPS là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả hoạt động của hệ thống điện doanh nghiệp. Quyết định thay mới quá sớm sẽ lãng phí tiền của và không mang lại lợi ích kinh tế cho nhà quản lý, nhưng ở chiều ngược lại, thay mới quá trễ có thể dẫn đến các

• Tiến hành bảo trì, bảo dưỡng UPS định kỳ hàng năm
• Thay thế quạt và tụ điện định kỳ theo thời gian quy định của nhà sản xuất
• Thay mới với những UPS đã hết tuổi thọ (UPS hoạt động trên 10 năm)

Nguồn: Tamnhinmang.vn