✔ Denah Uninterruptable Power Supply (Ups)

SkemaUninterruptable Power Supply (UPS) untuk peralatan listrik yang kritis menyerupai komputer memang diperlukan. Namun pemilihan UPS harus sesuai dengan kondisi jaringan listrik dan peralatan listrik yang memakai sistem

UPS. Seperti dibahas pada artikel terdahulu, sistem kerja UPS intinya dibedakan pada 3 sistem tetapi semuanya memiliki elemen-elemen pendukung yang fungsinya hampir sama. Yang membedakan tiap-tiap tipe UPS ialah cara kerja untuk mem-backup sistem tenaga listrik.

Elemen Sistem Uninterruptable Power Supply (UPS)

Karakteristik elemen yang mendukung sebuah sistem UPS ini sangat memegang peranan penting dalam performa UPS secara keseluruhan. Sehingga pada proses disain sebuah sistem UPS harus benar-benar diperhitungkan karakteristik masing-masing elemen tersebut. Elemen utama pendukung sebuah sistem UPS dibagi menjadi 3 bagian.

1. Rectifier-Charger

Pada cuilan ini merupakan rangkaian yang umum digunakan dalam penyerahan dan pengisian baterai. Namun rangkaian inilah yang menjadi titik berat sistem UPS. Pada prinsipnya blok rectifier-charger ini akan mensuplai daya yang dibutuhkan oleh inverter dalam kondisi terbeban penuh dan pada ketika itu juga sanggup mempertahankan muatan di dalam baterai backup. Selain itu blok ini harus memiliki batasan yang cukup tinggi dalam hal kemampuan mengalirkan daya ke output yaitu sebeasr 125-130%.

Jadi seandainya beban meningkat hingga 125% dari batas daya yang diijinkan maka blok ini harus masih bisa memperlihatkan daya ke cuilan inverter tanpa ada penurunan performa.

Karakteristik baterai juga perlu diperhitungkan dalam disain rangkaian charger-nya alasannya ialah kalau sebuah baterai diisi ulang dengan arus yang melebihi batasan kemampuan sebuah baterai sanggup memperpendek umur baterai tersebut. Biasanya untuk arus pengisian sebuah baterai backup UPS ini ialah 80% dari kondisi arus yang dikeluarkan oleh baterai backup pada ketika beban penuh (pada kondisi emergency-kondisi dimana suplai tenaga konvensional terganggu).

Batasan sebuah sistem UPS yang baik (menurut standar NEMA-National Electical Manufacturer Association) ialah sanggup memperlihatkan daya 100% terus-menerus (continous load) dan 2 jam pada beban 125% tanpa terjadi penurunan performa (kerusakan). Dalam hal baterai, baterai masih sanggup dikategorikan sebagai kondisi layak pakai ialah baterai yang masih bisa memperlihatkan daya 100% selama 1 jam kalau usang pengisiannya selama 8 jam (ditentukan oleh manufaktur baterai).

2. Inverter

Kualitas inverter merupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkan oleh suatu sistem UPS. Sistem inverter yang membangun sebuah sistem UPS biasanya disesuiakan dengan beban kritis yang akan diaplikasikan. Pada dasarnya sistem inverter yang digunakan tidaklah menjadi duduk kasus yang serius kalau beban kritisnya masih berupa komputer saja tetapi ketidak sesuaian karakteristik inverter pada beban tertentu sanggup mengakibatkan sebuah sistem UPS berhenti bekerja.

Tugas utama dari sebuah inverter ialah merubah tegangan DC dari rangkaian rectifier-charger menjadi tegangan AC yang berupa sinyal sinus sesudah melalui pembentukan gelombang dan rangkaian filter. Tegangan output yang dihasilkan harus stabil baik amplitudo tegangan maupun frekuensi tegangan yang dihasilkan, distorsi yang rendah, tidak terdapat tegangan transien serta tidak sanggup diinterupsi oleh suatu keadaan.

Sistem inverter yang biasa digunakan ialah sistem Quasi-Square Wave inverter. Sistem ini sanggup menghasilkan sinyal dengan duty cycle yang bervariasi yang mana harus dilakukan pemfilteran baik dengan memakai rangkaian ser/paralel LC. Dengan adanya filter ini maka sistem inverter akan lambat dalam merespon adanya tegangan transien dan frekunsinya pun akan tetap. Dengan adanya rangkaian ini maka effisiensi inverter biasanya mencapai 75%. Selain itu perlu adanya feedback yang menjaga biar didapatkan tegangan konstan, sehingga perlu adanya rangkaian regulator tegangan dengan feedback baik feedback berupa tegangan maupun berupa arus output. Pada cuilan inilah yang mengakibatkan sebuauh sistem UPS menjadi rumit.

Inverter dengan tipe Quasi-Square Wave

Tipe inverter quasi square wave ini hanya memiliki effisiensi yang tidak terlalu tinggi yaitu 75% sehingga daya sebesar 25% terbuang untuk regulasi dan pengubahan tegangan DC menjadi tegangan AC. Dan di dalam blok osilator dan kontrol tidaklah sederhana sehingga membutuhkan komponen yang banyak dan biaya pembuatannya menjadi mahal.

Tipe inverter yang lain ialah tipe pulse width modulation. Tipe inverter ini menghasilkan formasi pulsa-pulsa yang dutycyclenya bervariasi. Pulsa-pulsa ini sesudah melalui filter akan dihasilkan sebuah sinyal sinusoidal yang cukup baik. Tipe inverter pulse with modulation ini akan meningkatkan respon regulasi dan respon terhadap tegangan transien yang cukup baik. Walapun demikian tipe inverter menyerupai ini masih kompleks namun jumlah penggunaan komponen untuk kontrol tidak terlalu banyak. Tipe inverter semacam ini biasanya digunakan pada inverter dengan daya yang besar, sekitar 50KVA.

Pulse Width Modulation Inverter

Sistem UPS dengan inverter PWM ini sanggup menghasilkan tegangan output yang baik dengan pengurangan komponen filter sehingga rangkaian filter menjadi lebih sederhana dan penurunan biaya pembuatan. Namun tipe inverter ini digunakan pada inverter dengan kapasitas daya yang besar.

Pulsa PWM membentuk Sinusoidal

Tipe inverter yang lain ialah tipe inverter Step wave Inverter. Pada rangkaian step wave inverter ini memakai inverter yang banyak untuk mendapat sinyal sinusoidal yang baik dan pengurangan komponen filter. Jumlah inverter yang digunakan di dalam sebuah sistem UPS biasanya 3 buah tetapi sanggup pula berjumlah 6 bahkan 12 (kelipatan 3).

Pada tipe regulator ini tegangan DC harus sudah teregulasi sebelum masuk pada cuilan inverter biar tidak terjadi pergeseran tegangan kotak yang dihasilkan. Sistem UPS dengan inverter ini memiliki effisiensi hingga 85% pada beban penuh.

Step Wave Inverter

Dengan banyaknya inverter akan menghasilkan step yang lebih halus sehingga fungsi filter sanggup diminimisasi. Penggunaan inverter dengan tipe ini jarang digunakan untuk aplikasi komputer tetapi biasanya digunakan untuk aplikasi 3 fasa dengan kapasitas daya yang besar. Walaupun demikian kelemahan sistem inverter ini ialah dengan banyaknya inverter yang digunakan akan menghasilkan sinyal sinus yang baik namun biaya yang dibutuhkan untuk menciptakan invertet ini menjadi berlipat-lipat tergantung dari jumlah inverter yang digunakan.

Yang menjadi titik berat pada tipe inverter ini ialah pada cuilan osilator dan kontrolnya alasannya ialah pada cuilan ini akan menghasilkan trigger-trigger bagi SCR-SCR yang berfungsi sebagai inverter tersebut dengan perioda yang diadaptasi antara yang satu dengan yang lainnya sehingga sanggup membentuk sinyal stair case up/down dengan frekuensi yang sesuai dengan frekuensi yang dinginkan.

3. Transfer Switches

Pada umumnya saklar pemindah dibagi menjadi 2 cuilan yaitu ;

Electromekanikal

Static

Pada saklar elektromekanikal dibangun dari relay-relay yang salah satu terminal mendapat suplai tegangan dari suplai konvensional dan yang lain dari sistem UPS.

Saklar Elektromekanikal

Pada sistem saklar statis digunakan komponen semikonduktpr menyerupai SCR. Pada dasarnya penggunaan SCR akan lebih baik alasannya ialah kecepatan peralihan pada saklar elektromekanikal terlalu usang yaitu sekitar 50 hingga 100 ms kalau dibandingkan dengan operasi pemindahan yang dilakukan dengan SCR yang hanya membutuhkan waktu 3 hingga 4 ms.

Saklar Statis

Dari ketiga cuilan utama sebuah sistem UPS, cuilan rectifier-charger dan cuilan inverter sangat memegang peranan penting bagi sebuah UPS.Cukup sekian semoga bermanfaat.

Bagikan Artikel ini