ด้านอุตสาหกรรม เครื่องสำรองไฟฟ้า UPS เทคโนโลยี

เครื่องสำรองไฟฟ้าประเภทต่างๆ (UPS Technology)

เครื่องสำรองไฟฟ้า(UPS) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เพื่อจ่ายไฟฟ้าสำรองจากแบตเตอรี่ให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าในระหว่างที่เกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ เพื่อให้ท่านมีเวลาเพียงพอที่จะสำรองข้อมูล หรือปิด (Shutdown) เครื่องเซอร์เวอร์ เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับไฟล์ฐานข้อมูลอันมีค่าของท่านได้ในกรณีที่เครื่องดับโดยกะทันหัน 

ดังนั้นก่อนจะตัดสินใจเลือกใช้เครื่องสำรองไฟฟ้า(UPS) ท่านควรจะทราบโครงสร้างพื้นฐานของเครื่องยูพีเอส (UPS)เพื่อใช้ในการตัดสินใจว่า เครื่องประเภทใดเหมาะสมกับการใช้งาน และงบประมาณของท่านมากที่สุด

เลือกรายการดังต่อไปนี้เพื่อศึกษาเครื่องสำรองไฟฟ้า(UPS) ประเภทต่างๆ

Offline (Standby) UPS Technology

Line Interactive UPS Technology

True Online Double Conversion UPS Technology

N+X Parallel Redundancy UPS Technology

Offline (Standby) UPS Technology

ในสภาวะปกติ (Standby mode/Normal Mode) พลังงานไฟฟ้าจะไหลผ่านตรงไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยมีเพียงวงจร RFI Filtering เท่านั้นที่จะช่วยกรองสัญญาณรบกวน และเมื่ออยู่ในสภาวะไฟฟ้าดับ หรือไฟฟ้าตกหรือเกินจากค่าที่กำหนด เช่น (220+/-15%) วงจรควบคุมภายในเครื่อง UPS จะตรวจพบและสั่งการให้วงจร DC/AC Inverter ทำงาน (Inverter Mode/Battery Mode) เพื่อแปลงไฟฟ้า (DC) จากแบตเตอรี่ให้กลายเป็นไฟฟ้าสลับ (AC) เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อไป *โดยรูปคลื่นไฟฟ้าสลับจากวงจรอินเวอร์เตอร์นี้ อาจจะเป็นรูปคลื่นแบบรูปสี่เหลี่ยม(Step wave) หรือเป็นรูปคลื่นแบบไซน์เวฟ (Sine wave) เช่นเดียวกันกับรูปคลื่นไฟฟ้าแบบปกติของการไฟฟ้าแห่งประเทศไทย หลังจากนั้นหากไฟฟ้าจากการไฟฟ้ากลับมาสู่สภาวะปกติ วงจรควบคุมภายในเครื่อง UPS ก็จะสั่งการให้ Switch กลับมาเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งไฟฟ้าจากการไฟฟ้า เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ต่อไป ทั้งนี้ในระหว่างการโอนย้าย Switch จะมีรูปคลื่นไฟฟ้าขาดหายไปประมาณ 2 ms ซึ่งจะเรียกว่า Transfer Time 

ข้อดี

- ต้นทุนต่ำราคาถูก - ขนาดเล็ก เสียงเงียบเมื่ออยู่ใน Standby mode 

- ประสิทธิภาพสูง 

ข้อเสีย

- ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าให้ปลอดภัยจากสภาวะไฟฟ้า Spike, Surgeได้จำกัด 

- ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้อุปกรณ์ได้จำกัด จะได้ประมาณ +/- 10~15 % 

- ไม่สามารถรับแรงดันไฟฟ้าด้านขาเข้าได้กว้าง ปกติจะได้ประมาณ +/- 10~15% 

- มีรูปคลื่นไฟฟ้าขาดหายไปประมาณ 2 ms ในระหว่างโอนย้ายจากการจ่ายไฟฟ้าปกติไปยังแหล่งจ่ายแบตเตอรี่ 

- ไม่มีระบบสำรองในกรณีที่ Inverter เสีย หรือ อุปกรณ์กินไฟฟ้ามากกว่าปกติในชั่วขณะ 

Line Interactive UPS Technology

เครื่องสำรองไฟฟ้าประเภทนี้จะคล้ายกันกับเครื่องสำรองไฟฟ้าประเภท Offline (Standby) UPS โดยได้เพิ่มวงจรปรับแรงดันอัตโนมัติเข้ามา เพื่อทำให้เครื่องสำรองไฟฟ้าสามารถรับแรงดันไฟฟ้าทางด้านขาเข้าได้กว้างขึ้นประมาณ 220 +/- 20 ~ 25% ในขณะที่ยังสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้านขาออกให้อยู่ได้ในระหว่าง 220 +/- 10 % นอกจากนั้นยังสามารถกรองสัญญาณไฟฟ้ารบกวนประเภท Spike, Surges, Sages ได้ดีขึ้น ด้วยวงจร Filter การทำงานของเครื่องในสภาวะปกติ (Standby Mode/Normal Mode) จะจ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ โดยผ่านวงจรปรับแรงดันอัตโนมัติ (Stabilizer/AVR) และวงจรกรองสัญญาณรบกวน (RFI Filtering) และเมื่ออยู่ในสภาวะไฟฟ้าดับ หรือไฟฟ้าตกหรือเกินจากค่าที่กำหนด เช่น (220+/-20 ~ 25%) วงจรควบคุมภายในเครื่อง UPS จะตรวจพบและสั่งการให้วงจร DC/AC Inverter ทำงาน (Inverter Mode/Battery Mode) เพื่อแปลงไฟฟ้า (DC) จากแบตเตอรี่ให้กลายเป็นไฟฟ้าสลับ (AC) เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อไป *โดยรูปคลื่นไฟฟ้าสลับจากวงจรอินเวอร์เตอร์นี้ อาจจะเป็นรูปคลื่นแบบรูปสี่เหลี่ยม(Step wave) หรือเป็นรูปคลื่นแบบไซน์เวฟ (Sine wave) เช่นเดียวกันกับรูปคลื่นไฟฟ้าแบบปกติของการไฟฟ้าแห่งประเทศไทย หลังจากนั้นหากไฟฟ้าจากการไฟฟ้ากลับมาสู่สภาวะปกติ วงจรควบคุมภายในเครื่อง UPS ก็จะสั่งการให้ Switch กลับมาเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งไฟฟ้าจากการไฟฟ้า เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ต่อไป ทั้งนี้ในระหว่างการโอนย้าย Switch จะมีรูปคลื่นไฟฟ้าขาดหายไปประมาณ 2 ms ซึ่งจะเรียกว่า Transfer Time 

ข้อดี

- ต้นทุนและราคาต่ำกว่า True Online 

- ขนาดเล็ก เสียงเงียบเมื่ออยู่ใน Standby mode 

- ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากปัญหาทางไฟฟ้าได้ดีกว่า Offline 

- ประสิทธิภาพสูง 

ข้อเสีย

- ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าให้ปลอดภัยจากสภาวะไฟฟ้าได้จำกัดเมื่อเทียบกับ True Online 

- ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ได้จำกัด จะได้ประมาณ +/- 10 % 

- มีรูปคลื่นไฟฟ้าขาดหายไปประมาณ 2 ms ในระหว่างโอนย้ายจากการจ่ายไฟฟ้าปกติไปยังแหล่งจ่ายแบตเตอรี่ 

- ไม่มีระบบสำรองในกรณีที่ Inverter เสีย หรือ อุปกรณ์กินไฟฟ้ามากกว่าปกติในชั่วขณะ 

True Online Double Conversion UPS Technology

เครื่องสำรองไฟฟ้าประเภทนี้ จะสามารถปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ดีที่สุด เนื่องจากในสภาวะปกติ (Normal mode) เครื่องจะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ด้วยวงจร AC/DC rectifier) แล้วจะแปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ให้กลับมาเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ด้วยวงจร (DC/AC inverter) *โดยเป็นรูปคลื่นแบบไซน์เวฟ (Sine wave) เช่นเดียวกันกับรูปคลื่นไฟฟ้าแบบปกติของการไฟฟ้าแห่งประเทศไทย เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกทีหนึ่ง ทำให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้า (220 +/- 1%) ได้ดีอย่างต่อเนื่อง โดยจะไม่มีรูปคลื่นไฟฟ้าขาดหาย ในช่วงไฟฟ้าดับ (Zero transfer time) ในระหว่างการโอนย้ายการจ่ายไฟฟ้าจากแหล่งไฟฟ้าปกติไปยังแหล่งไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ นอกจากนั้นสัญญาณรบกวนประเภทต่างๆ เช่น Surge, Spike, etc จะถูกกำจัดออกไปอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากวงจร (DC/AC Inverter) จะทำงานตลอดเวลา เพื่อจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ และในเครื่องจะมีการตรวจสอบตัวเอง หากมีวงจรใดชำรุดเสียหาย หรืออุปกรณ์ไฟฟ้ากินกำลังไฟฟ้าเกินกำลัง ระบบจะโอนย้ายการจ่ายไฟฟ้าไปยังต้นทางด้วย Automatic Bypass Mode เพื่อจ่ายไฟฟ้าจากทางด้านขาเข้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยตรง 

ข้อดี

- สามารถปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ในทุกกรณี 

- มีระบบตรวจสอบตัวเอง และโอนย้ายไฟฟ้าเพื่อจ่ายกำลังไฟฟ้าตรงให้กับอุปกรณ์ด้วย Automatic Bypass Mode ในกรณีที่เครื่องเสีย หรืออุปกรณ์ใช้กำลังไฟฟ้าเกินพิกัดที่กำหนด 

- รูปคลื่นไฟฟ้าจะไม่ขาดหายไปในระหว่างเกิดไฟฟ้าดับ (Zero Transfer time DC to AC) 

- สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม (220 +/- 1%) 

ข้อเสีย

- ราคาสูงเมื่อเทียบกับเครื่องประเภทอื่นๆ 

N+X Parallel Redundancy UPS Technology

เทคโนโลยี N+X Parallel Redundancy นี้ เป็นคุณสมบัติเพิ่มเติม สำหรับเครื่องสำรองไฟฟ้าประเภท True Online Double Conversion เพื่อให้การปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สุดยอด และสมบูรณ์แบบมากที่สุดในขณะนี้ เนื่องจากผู้ใช้สามารถนำเครื่องสำรองไฟฟ้าประเภทนี้ มาต่อขนานกันเพิ่มเติม เพื่อวัตถุประสงค์ 2 ประการดังต่อไปนี้

1.เพื่อเพิ่มขนาดพิกัดกำลังไฟฟ้าของเครื่องสำรองไฟฟ้า เช่น ให้เป็น 2 เท่า หรือ 3 เท่า จากของเดิม เป็นต้น

2.เพื่อให้มีระบบทดแทนเครื่องเสียแบบทันทีทันใด แบบ N+X เช่น 2+1 เป็นต้น

เพื่อเพิ่มขนาดพิกัดกำลังไฟฟ้า

ท่านสามารถนำเครื่องสำรองไฟฟ้าที่รองรับเทคโนโลยี N+X Parallel Redundancy มาต่อขนานกัน ทั้งทางด้าน ไฟฟ้าขาเข้า และทางด้านไฟฟ้าขาออก เพื่อเพิ่มขนาดพิกัดกำลังไฟฟ้าให้เป็น 2 เท่า หรือ 3 เท่า ตามเครื่องที่นำมาต่อขนานเพิ่ม เช่น นำเครื่องขนาด 6kVA สองเครื่องมาต่อขนานกันเพื่อให้ได้ขนาดพิกัด 12kVA (6kVA + 6kVA = 12 kVA) หรือ นำเครื่องขนาด 20kVA สามเครื่องมาต่อขนานกันเพื่อให้ได้ขนาดพิกัด 60kVA (20kVA+20kVA+20kVA=60kVA) เป็นต้น โดยเครื่องสำรองไฟฟ้าทั้งหมดที่นำมาต่อขนานกันนั้น จะแบ่งเบาภาระในการจ่ายกำลังไฟฟ้าของแต่ละเครื่อง ด้วยการเฉลี่ยการจ่ายกำลัง ไฟฟ้าให้จ่ายเท่าๆกันในแต่ละเครื่อง โดยตัวควบคุม (CPU Controller) ในแต่ละเครื่องจะถูกเชื่อมต่อเข้าหากัน โดยผ่านสายเคเบิล เพื่อให้ตัวควบคุมในแต่ละเครื่องทำงานประสานกัน (Hot Synch)เสมือนหนึ่งเครื่องเดียวกัน 

เพื่อให้มีระบบทดแทนเครื่องเสียแบบทันทีทันใด

ท่านสามารถนำเครื่องสำรองไฟฟ้าที่รองรับเทคโนโลยี N+X Parallel Redundacy มาต่อขนานกันโดย N เท่ากับปริมาณเครื่องสำรองไฟฟ้า ที่น้อยที่สุดที่สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้แก่อุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างเพียงพอ เช่นอุปกรณ์ไฟฟ้ามีความต้องการกำลังไฟฟ้าเท่ากับ 12kVA ท่านก็ใช้เครื่อง สำรองไฟฟ้าขนาด 6kVA จำนวน 2 เครื่องมาต่อขนานกัน N=2 และใช้เครื่องสำรองไฟฟ้าเพิ่มอีกหนึ่งเครื่อง X=1 มาต่อขนานเพิ่มเข้าไป เพื่อให้ เครื่องแต่ละเครื่องจ่ายพลังงานที่ขนาด 4kVA เท่ากัน 4x3=12kVA ดังนั้นหากมีเครื่องสำรองไฟฟ้าเครื่องใดเครื่องหนึ่งชำรุดเสียหายขึ้นมา เครื่อง สำรองไฟฟ้าที่เหลืออีก 2 เครื่องก็ยังสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องไม่ขาดตอน โดยท่านสามารถนำเครื่องสำรอง ไฟฟ้าเครื่องที่ชำรุดนั้น ออกจากระบบเพื่อนำไปซ่อมแซมได้ทันที โดยไม่กระทบต่อการจ่ายกำลังไฟฟ้าแต่อย่างใด ทั้งนี้เครื่องสำรองไฟฟ้า จำนวน 2 เครื่องที่เหลืออยู่ ก็จะช่วยกันจ่ายกำลังไฟฟ้าเครื่องละ 6kVA เพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้า 6x2=12kVA เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เช่นเดิม เครื่องสำรองไฟฟ้าที่ถูกนำมาต่อขนานกัน ก็จะยังคงคุณสมบัติอื่นๆ ของเครื่องสำรองไฟฟ้าแบบ True Online Double Conversion ไว้อย่างครบถ้วน เช่น Automatic Bypass, Manual Bypass, Zero transfer time, etc. โดยเสมือนเป็นเครื่องสำรองไฟฟ้า แบบ True Online Double Conversion เครื่องเดียว 

ข้อดี

- เป็นระบบการจ่ายกำลังไฟฟ้าแบบต่อเนื่องที่มีเสถียรภาพสูงที่สุดในขณะนี้ 

- สามารถปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ในทุกกรณี 

- มีระบบตรวจสอบตัวเอง และโอนย้ายไฟฟ้าเพื่อจ่ายกำลังไฟฟ้าตรงให้กับอุปกรณ์ในกรณีที่เครื่องเสีย หรืออุปกรณ์ใช้กำลังไฟฟ้าเกินพิกัดที่กำหนด 

- รูปคลื่นทางไฟฟ้าจะไม่ขาดหายไปในระหว่างเกิดไฟฟ้าดับ (Zero Transfer time DC to AC) 

- สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม (220 +/- 1%) 

- สามารถเพิ่มขนาดกำลังไฟฟ้าเพื่อรองรับกับปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในอนาคต 

- เป็นระบบแบบโมดูลล่า (Modular)โดยสามารถเพิ่มหรือลด เพื่อนำเครื่องสำรองไฟฟ้าออกจากระบบได้ทันที เพื่อการขยายกำลัง หรือซ่อมบำรุง โดยไม่กระทบต่อการจ่ายกำลังไฟฟ้าแบบต่อเนื่อง 

ข้อเสีย

- ราคาสูงเมื่อเทียบกับเครื่องประเภทอื่นๆ