كل ما تريد معرفته عن وحدات التغذية الفورية UPS تركيبها وانواعها ومميزاتها وعيوبها وطرق حساباتها

الups هو اختصار لكلمة uninterruptible power supply او ما يعرف باسم مزودات الطاقة الاحتياطية و وظيفة اللوحة دي هي تغذية الحمل في حالة انقطاع الكهربا من المصدر الأساسي علشان يستمر عمل الاحمال دي في وقت انقطاع التيار الكهربي فيقدر المستخدم انه يكمل شغل من غير ما يفقد أي بيانات محفوظة لمده زمنية معينة. هتقولي ما ده نفس الفكره بالنسبه للمولد الكهربي اللي هو diesel generator اللي بيستخدم برده علشان يشغل الأجهزة المهمة في حالة انقطاع الكهرباء هقولك لا هنا في فرق مهم و جوهري بينهم و ده اللي بيميز أجهزة ال ups عن ال generator و الفرق ده هو ان لما بيتم انقطاع التيار الكهربي من المصدر الكهرباء الرئيسي main source بيحتاج ال generator عدد من الثواني او الدقائق علشان يشتغل و يبدأ يغذي الاحمال المتوصل بيها و علي الرغم من صغر الفترة الزمنية دي الا ان في أجهزة مينفعش ينقطع عنها التيار ابدا و مينفعش تفصل ولو حتي ثواني زي الأجهزة الطبية اللي لو فصلت لمدة ثواني او دقائق ممكن تتسبب في وفيات كتيرة و زي أجهزة الامن و الإنذار اللي لو فصلت لمده دقائق ممكن تتسبب في حدوث مشاكل كتير وحرائق وسرقات. اما في حالة وجود وحدات ups لما الكهرباء بتفصل من المصدر الرئيسي الأجهزة و الاحمال مبتفصلش لانها بتكون متوصله بوحدات ups وبالتالي بتشغل أحمال الطوارئ خلال الفترة اللي بيحتاجها generator علشان يشتغل و يبدأ يغذي الأحمال. علشان كده هنلاقي ان فكتير من أنظمة ال emergency بيتم استخدام ال ups و generator الاتنين مع بعض بحيث ان لما التيار يتفصل من المصدر الرئيسي يبدأ الups يغذي أحمال الطوارئ لحد ما generator يشتغل وهنا يبدأ يفصل ups ويبدأ generator يغذي أحمال الطوارئ لحد ما التيار يرجع من المصدر الأساسي وبكده يبقى أحمال الطوارئ عندنا مفصلتش ابدا. فال ups هي عبارة عن شبكة من التغذية الكهربية الفورية اللي بتستخدم لتغذية الاجهزة الكهربية اللي بتتأثر بإنقطاع التيار الكهربي ولو لوقت قليل زي الاجهزة الطبية واجهزة الامن و اجهزة الكمبيوتر و السيرفرات والاحمال دي بتسمى بالاحمال الحرجة او احمال الطوارئ. و بتتكون وحدات ups في الاغلب من بطاريات بجهد 12 فولت و بتتوصل مع بعضها علي التوالي علشان توصل لجهد الشبكة العامة اللي بيكون 110 فولت او 220 فولت علي حسب البلد ده لو كان single phase او 380 فولت في حاله three phase و بيكون عددها حسب الاستطاعة والقدرة اللازمة للأجهزة المهمة اللي بتحتاج للنوع ده من التغذية الفورية . والفكرة العامة لعمل وحدات ups هي الشحن والتفريغ بحيث ان في حالة وجود مصدر التيار الكهربي الرئيسي فأن rectifier بيحول التيار المتردد AC اللي جاي من مصدر الكهرباء الرئيسي الى تيار مستمر DC اللي بيتخزن في بطاريات بتاعت ups وفي حالة إنقطاع التيار الكهربي من المصدر الرئيسي بيتحرك التيار المستمر اللي متخزن في البطاريات ناحية inverter علشان يحول التيار المستمر DC الى تيار متردد AC علشان يبدأ يغذي أحمال الطوارئ اللي متوصلة بال ups ودي هي الفكرة العامة لل ups واللي من خلالها نقدر نوضح الاجزاء الرئيسية لوحدات ups. وحدات ups بتتكون من اجزاء اساسية هتلاقيهم موجودين في كل انواع ups و اجزاء تانية فرعية هتلاقيها بتختلف من نوع للتاني بناء على طريقة التشغيل او على sequence اللي بيتشغل بيه نوع ups. و لكن الاجزاء الاساسية اللي ثابتين وموجودين في كل انواع ups هما تلات اجزاء وهما:موحد التيار اللي هو (rectifier) و البطاريات (batteries) وinverter. طب ايه دور كل جزء منهم في وحدة ups؟ فأول جزء اللي هو موحد التيار او rectifier و ده دوره هو تحويل التيار المتردد AC اللي جاي من الشبكة الرئيسية الى تيار مستمر DC. أما الجزء التاني اللي هو البطاريات او batteries فدورها هو تخزين التيار المستمر اللي جاي من الrectifier. و الجزء التالت و الاخير هو inverter ودوره هو تحويل التيار المستمر DC المخزن في البطاريات الى تيار متردد AC علشان يغذي الاحمال المتوصلة مع ups في حالة انقطاع التيار الكهربي من المصدر الرئيسي. و زي ما قولنا في انواع مختلفة لل ups فأيه هي انواع ups؟ فيه اربع انواع من ups وهما :1) offline ups او ما يعرف بأسم standby ups. 2) .double conversion ups 3) delta conversion online ups. 4)line interactive ups . وبيتم توصيل ups مع generator عن طريق لوحة ats اللي هي automatic transfer switch فهي بتحتوى على مدخلين ومخرج واحد فدخل منهم بيكون جاي من مصدر التغذية الرئيسي و المدخل التاني بيكون جاي من generator والمخرج بيكون متوصل بال ups واحمال الطوارئ. طب ازاي اقدر احدد ups اللي انا محتاجه وقدرته وعدد البطاريات اللي هستخدمها فيه؟ فيه علاقات وقوانين من خلالها بنقدر نحدد الكلام ده فبنقدر نحدد قدرة ups اللي احنا محتاجينها من خلال العلاقة اللي ظاهرة قدامنا دي و هي UPS Power=Total Load Power (KVA)*1.2 اما بالنسبة لسعة وعدد بطاريات ups فبنقدر نحسبها من العلاقة اللي قدامنا وهي Watts/Cell=(Total Load Power (KVA)*P.F)/(Inverter Efficiency*Number Of Cells) و inverter efficiency وnumber of cells ده بيكون given بتدهولك الشركة المصنعة للups وبيكون موضح في data sheet بتاعت ups. وبيتم حساب زمن تغذية البطاريات اللي هي backup time من خلال العلاقة اللي ظاهرة قدامها وهي: Backup Time=(Battery Capacity (AH)*Voltage)/((Load (watt))/(P.F)) و بكده يبقى احنا شرحنا كل حاجة تخص الups فشرحنا ايه هو ups وبيتكون من ايه و شرحنا الاربع انواع بتوعه و فكرة عمل كل نوع منهم ومميزات وعيوب كل نوع ووضحنا ازاي نقدر نحدد ونحسب قدرة ups اللي احنا محتاجينه و ازاي نحدد قدرة البطارية و زمن تغذيتها.