कंट्रोल पैनल के लिए UPS: टोपोलॉजी, साइज़िंग और होल्ड टाइम

जापान से एक मशीन आती है, जिसके कंट्रोल पैनल के अंदर एक छोटा UPS लगा है। उस पर "AC100V" लिखा है, मैनुअल में उसे joji shoyo kyuden वाला UPS कहा गया है, और आपकी फ़ैक्टरी की सप्लाई 230 V, 50 Hz है (3-फ़ेज़ में लगभग 415 V)। या फिर आप खुद पैनल का स्पेसिफ़िकेशन बना रहे हैं और आपको तय करना है कि कौन-सा UPS लगे और कितना बड़ा।

छोटा जवाब यह है: लोड कितनी देर की बिजली-रुकावट सह सकता है, यह देखकर UPS का टाइप चुनें। साइज़ ऐसा रखें कि लोड UPS की VA और W, दोनों रेटिंग के अंदर रहे। और होल्ड टाइम उस शटडाउन क्रम से तय करें जो आपको सच में चाहिए। फिर देखें कि UPS का इनपुट आपकी लोकल सप्लाई से मेल खाता है या नहीं, क्योंकि जापानी पैनल अक्सर 100 V या 200 V के हिसाब से बने होते हैं।

इस गाइड में बताया गया है कि कंट्रोल पैनल में UPS क्या करता है और क्या नहीं करता, AC UPS के तीन टाइप, VA और W से साइज़िंग, होल्ड टाइम, और जापान की 100 V/200 V और 50/60 Hz सप्लाई। आख़िर में एक चेकलिस्ट है और जापानी सप्लायर को भेजने के सवालों की लिस्ट।

जापानी ड्रॉइंग और UPS मैनुअल में ये शब्द बार-बार आते हैं:

• 無停電電源装置 (mu-teiden dengen sochi): UPS, यानी बिजली जाने पर भी सप्लाई जारी रखने वाला उपकरण
• 常時インバータ給電方式 (joji inverter kyuden hoshiki): online (double-conversion) UPS
• ラインインタラクティブ方式 (line-interactive hoshiki): line-interactive UPS
• 常時商用給電方式 (joji shoyo kyuden hoshiki): standby (offline) UPS। shoyo का मतलब है commercial (यानी utility, मेन्स) पावर
• 瞬停 (shuntei): बिजली का पल भर के लिए जाना (momentary interruption)। 瞬低 (shunji den'atsu teika): वोल्टेज का पल भर के लिए गिरना (voltage sag)
• バックアップ時間 (backup jikan): backup time, जिसे runtime या hold time भी कहते हैं

विषय-सूची

1. कंट्रोल पैनल में UPS क्या करता है (और क्या नहीं करता)
2. UPS के दो काम: छोटी गड़बड़ी निकालना और बंद करने का समय देना
3. UPS के तीन टाइप: Online, Line-Interactive और Standby
4. कंट्रोल पैनल के लिए UPS की साइज़िंग: VA, W और Power Factor
5. होल्ड टाइम: Runtime Curve कैसे पढ़ें
6. जापान की सप्लाई: 100 V/200 V और 50/60 Hz
7. UPS वाला पैनल जापान से मँगाना या बाहर भेजना
8. चेकलिस्ट: कंट्रोल पैनल के UPS की समीक्षा
9. जापानी सप्लायर को भेजने के सवाल
10. इस गाइड की सीमाएँ
11. अक्सर पूछे जाने वाले सवाल (FAQ)
12. स्रोत

कंट्रोल पैनल में UPS क्या करता है (और क्या नहीं करता)

UPS आम तौर पर मेन्स की बिजली लेकर लोड को देता है और साथ में अपनी बैटरी चार्ज रखता है। जब इनपुट चला जाए या सीमा से बाहर हो जाए, तो वह बैटरी की जमा ऊर्जा से आउटपुट चालू रखता है। बैटरी UPS के अंदर होती है या अलग बैटरी कैबिनेट में। साइज़ डेस्क के नीचे रखने वाले छोटे UPS से लेकर सर्वर और प्लांट के ज़रूरी उपकरण सँभालने वाले बड़े सिस्टम तक होते हैं।

इस जमा ऊर्जा के दो इस्तेमाल हैं। या तो UPS लोड को तब तक चलाए जब तक जनरेटर स्टार्ट न हो जाए। या फिर उपकरण को इतनी देर चलाए कि बैटरी खत्म होने से पहले उसे सही क्रम से बंद किया जा सके। प्रोसेस प्लांट में आम तौर पर कंट्रोल और मॉनिटरिंग सिस्टम, जैसे DCS (distributed control system), UPS पर रखे जाते हैं।

सबसे ज़रूरी सीमा यह है: UPS सिर्फ़ उसी को चालू रखता है जो उसके आउटपुट से जुड़ा है। कंट्रोल पैनल की बिजली बनी रहने का मतलब यह नहीं कि दूसरी लाइन से चलने वाले पंप, मोटर या नेटवर्क उपकरण भी चलते रहेंगे।

चित्र 1 में दिखाया गया है कि UPS वाला कंट्रोल सर्किट और मोटर वाला पावर सर्किट आम तौर पर कैसे अलग होते हैं।

चित्र 1: UPS कंट्रोल सर्किट को बचाता है, मोटर सर्किट को नहीं

एक सोच समझाने वाला उदाहरण। कंट्रोल पैनल और मॉनिटरिंग PC UPS से चलते हैं, और मोटर अलग पावर सर्किट से चलती है।

सिग्नल वायरिंग नहीं दिखाई गई है। जहाँ एप्लिकेशन को ज़रूरत हो, वहाँ नेटवर्क स्विच और फ़ील्ड डिवाइस को भी UPS के सुरक्षित दायरे में रखें।

एक ही पैनल के अंदर भी AC कंट्रोल पावर, DC पावर सप्लाई और नेटवर्क उपकरण अलग-अलग सर्किट पर हो सकते हैं। पैनल की वायरिंग ड्रॉइंग पर UPS आउटपुट का दायरा चिह्नित कर लें, तो छूटे हुए लोड पकड़ में आ जाते हैं।

इस गाइड के तीनों टाइप AC इनपुट और AC आउटपुट वाले हैं। अगर आपका कंट्रोल 24 V DC पर चलता है, तो तय करें कि AC UPS DC पावर सप्लाई को बिजली देगा या DC साइड का सीधा बैकअप होगा। दोनों हालत में लिख लें कि कितना वोल्टेज और करंट चाहिए, और बिजली जाने का सिग्नल और शटडाउन का सिग्नल किस डिवाइस को जाएगा।

UPS के दो काम: छोटी गड़बड़ी निकालना और बंद करने का समय देना

कंट्रोल पैनल में UPS इन दो में से एक काम करता है, या दोनों। वह बिजली की छोटी गड़बड़ियों के बीच प्रोसेस चलाए रखता है, या लंबी बिजली-कटौती में इतना समय देता है कि डेटा सेव हो और उपकरण सुरक्षित बंद हो। प्रोसेस चलाए रखना और उसे सही क्रम से बंद करना, इन दोनों में सुरक्षित रखने वाले लोड और ज़रूरी होल्ड टाइम अलग होते हैं।

वोल्टेज गिरने और पल भर की बिजली-रुकावट से बचाव

वोल्टेज sag (shunji den'atsu teika) यानी वोल्टेज का थोड़ी देर के लिए गिरना ज़रूरी नहीं कि ज़ीरो तक जाए। momentary interruption (shuntei) में सप्लाई पल भर के लिए चली जाती है। बिजली गिरने से ग्रिड में फ़ॉल्ट या बड़े लोड का स्टार्ट होना, दोनों का कारण बन सकता है। इतनी छोटी घटना से भी कंट्रोल उपकरण बंद हो सकते हैं। लोड के लिए टूटा तार, निकला प्लग या ट्रिप हुआ प्रोटेक्शन डिवाइस भी बिजली जाने जैसा ही है।

UPS अपना इनपुट देखता रहता है। जब इनपुट उस मॉडल की तय सीमा से बाहर जाता है, तो वह बैटरी पर चला जाता है या किसी और तरीके से आउटपुट को सीमा के अंदर रखता है।

दो स्पेसिफ़िकेशन को अलग रखें:

• Transfer time (切替時間, kirikae jikan) (मिलीसेकंड): UPS के बैटरी पर जाते समय आउटपुट कितनी देर टूटता है। इससे तय होता है कि लोड इस बदलाव को झेल पाएगा या नहीं।
• Hold time (सेकंड से मिनट): बैटरी लोड को कितनी देर चला सकती है। इससे तय होता है कि डेटा सेव करने और शटडाउन पूरा करने तक ऊर्जा बचेगी या नहीं।

अगर पुरानी बैटरी लोड को ज़रूरी समय तक नहीं चला सकती, तो तेज़ transfer का कोई फ़ायदा नहीं। उतना ही बेकार बड़ी बैटरी भी है, अगर transfer का गैप लोड की सहनसीमा से लंबा हो, क्योंकि तब कंट्रोल उसी पल बंद हो जाता है। आउटपुट का वोल्टेज, फ़्रीक्वेंसी और वेवफ़ॉर्म जुड़े उपकरण के इनपुट स्पेसिफ़िकेशन से मिलाएँ।

पावर लाइन के noise और सिग्नल लाइन के noise के उपाय अलग जगहों पर, अलग तरीके से लगते हैं। noise filter का काम और उसकी जगह अलग से तय करें, और उसे UPS की पावर कन्वर्ज़न के साथ मिलाकर सोचें।

सप्लाई के ऊपरी हिस्से का फ़ॉल्ट और UPS आउटपुट पर शॉर्ट सर्किट, दोनों में प्रोटेक्शन का तरीका अलग होता है। पूरे सप्लाई सिस्टम में देख लें कि कौन-सा डिवाइस किस फ़ॉल्ट को काटेगा, जिसमें MCCB (molded case circuit breaker) और earth-leakage circuit breaker भी शामिल हैं।

प्रोडक्शन डेटा की सुरक्षा

प्रोडक्शन उपकरण नापे गए मान, अलार्म हिस्ट्री और प्रोसेस की शर्तें कंप्यूटर में रिकॉर्ड करते हैं। अचानक बिजली जाए तो लिखी जा रही फ़ाइलें या डेटाबेस बिगड़ सकते हैं, और बंद होने से ठीक पहले का रिकॉर्ड खो सकता है।

रिकॉर्डिंग उपकरण को UPS पर रखने से डेटा सेव करने और एप्लिकेशन बंद करने का समय मिलता है। PC को UPS से जोड़ देने भर से वह अपने आप डेटा सेव नहीं करने लगता। उसे बताने के लिए shutdown software, नेटवर्क या serial लिंक, या dry contact सिग्नल चाहिए। शटडाउन का क्रम (क्या सेव होगा, कौन-सी service रुकेगी) भी पावर डिज़ाइन का हिस्सा है।

सिर्फ़ मॉनिटरिंग PC को बचाना काफ़ी नहीं है। अगर नेटवर्क स्विच बंद हो गया, तो दूसरे उपकरणों का डेटा PC तक पहुँचेगा ही नहीं। रिकॉर्डिंग जारी रखनी है, तो पूरा रास्ता देखें: नापना, कंट्रोल, नेटवर्क और स्टोरेज।

कुछ डिज़ाइन में UPS की हालत के सिग्नल, जैसे "on battery" और "battery low", dry contact से कंट्रोलर को भेजे जाते हैं। हर सिग्नल की दिशा और मतलब पहले से तय कर लें, ताकि कंट्रोलर को पता रहे कि बिजली जाने के दौरान वह क्या पकड़ सकता है।

चित्र 2 में बिजली जाने से लेकर शटडाउन पूरा होने तक का क्रम दिखाया गया है।

चित्र 2: बैटरी बची रहते सेव और शटडाउन पूरा करें

क्रम का एक उदाहरण। खानों की चौड़ाई हर कदम में लगने वाले समय को नहीं दिखाती।

01 बिजली गईबैटरी पर गएगड़बड़ी पकड़ें और सुरक्षित उपकरणों को बताएँ

02 सेव और तैयारीरिकॉर्ड पक्का करेंज़रूरी डेटा लिखें और एप्लिकेशन बंद करें

03 उपकरण बंद करेंबंद करने का क्रम मानेंतय हालत में जाएँ और OS का शटडाउन पूरा करें

04 बफ़र रखेंबैटरी खत्म होने से पहले पूरा करेंफ़र्क़, बैटरी के बिगड़ने और अगले स्टार्ट-अप के लिए गुंजाइश रखें

होल्ड टाइम ऐसा चुनें जिसमें सारे ज़रूरी कदम, बंद करना भी, पूरे हो जाएँ

उपकरण बंद करने और डेटा सेव करने का क्रम प्रोसेस के हिसाब से बदलता है। transfer time (ms) और यहाँ दिखाया होल्ड टाइम (सेकंड से मिनट) अलग-अलग स्पेसिफ़िकेशन हैं।

उपकरण को सुरक्षित हालत में ले जाने के लिए सिर्फ़ बिजली काफ़ी नहीं। बंद होने की शर्तें और क्रम भी तय होने चाहिए। इसलिए interlock के डिज़ाइन के साथ तय करें कि बिजली जाने पर कौन-से आउटपुट चालू रहेंगे और कौन-से छूटेंगे।

उदाहरण के लिए, कंट्रोलर की बिजली बनी रहे, पर वाल्व चलाने वाले solenoid valve या instrument air न मिलें, तो हो सकता है कि इच्छित कार्रवाई पूरी न हो। UPS का दायरा और बिजली जाने पर उपकरण किस हालत में जाएगा, इन दोनों को अलग-अलग सवाल मानकर जाँचें।

UPS डेटा बैकअप की जगह नहीं लेता। सेव किए गए डेटा की कॉपी अलग मीडिया पर भी रखें, क्योंकि UPS बिजली जाने से बचाता है, हार्डवेयर फ़ेल होने या ऑपरेटर की गलती से बचाता नहीं।

बिजली लौटने के बाद की रिकवरी का डिज़ाइन अलग से चाहिए। UPS का आउटपुट लौटना, PC का रीबूट होना और उपकरण का दोबारा चलना, ये तीन अलग घटनाएँ हैं। चार्ज की ज़रूरी हालत और दोबारा चालू करने का क्रम तय करें, और ध्यान रखें कि बिजली जाने से पहले चालू आउटपुट अचानक अपने आप दोबारा चालू न हो जाएँ।

UPS के तीन टाइप: Online, Line-Interactive और Standby

AC UPS के तीन मुख्य टाइप हैं। जापानी में इन्हें joji inverter (online), line-interactive और joji shoyo (standby) कहते हैं। UPS की परफ़ॉर्मेंस का स्टैंडर्ड IEC 62040-3 है (जापान में इसका समकक्ष JIS C 4411-3 है)। यह UPS को इस आधार पर बाँटता है कि आउटपुट इनपुट पर कितना निर्भर है, और तीनों टाइप आम तौर पर इन क्लास में आते हैं:

• VFI (voltage and frequency independent): online, double-conversion UPS
• VI (voltage independent): line-interactive UPS
• VFD (voltage and frequency dependent): standby (offline) UPS

तीनों टाइप बैटरी चार्ज करते हैं और बिजली जाने पर लोड को सप्लाई देते हैं। फ़र्क़ ये हैं: आम हालत में पावर का रास्ता, वोल्टेज ठीक करने का तरीका, बैटरी पर जाने का transfer time, और नुक़सान व गर्मी।

एक ही UPS चलाने के मोड के हिसाब से क्लास भी बदल सकता है। Schneider Electric के अनुसार, high-efficiency (eco) मोड में double-conversion UPS की परफ़ॉर्मेंस VFD जैसी हो सकती है, इसलिए जिस मोड में चलाना है उसी की क्लास देखें।

Online (Double-Conversion) UPS

Online UPS आम हालत में भी आने वाली AC को पहले DC में बदलता है, और फिर इन्वर्टर से AC दोबारा बनाता है। लोड को हमेशा इन्वर्टर से सप्लाई मिलती है, और बैटरी DC साइड पर जुड़ी रहती है।

चित्र 3: Online UPS आम हालत में भी आउटपुट नए सिरे से बनाता है

आम हालत का मुख्य रास्ता रेक्टिफ़ायर, DC बस और इन्वर्टर है। बैटरी मोड में भी वही आउटपुट इन्वर्टर चलता रहता है।

बैटरी का चार्ज/डिस्चार्ज और प्रोटेक्शन सर्किट सरल करके दिखाए गए हैं। बाइपास में पावर आम कन्वर्ज़न वाले रास्ते से नहीं गुज़रती, और UPS जो सुरक्षा देता है वह बदल जाती है।

इनपुट जाने पर DC साइड बैटरी से बिजली लेता है और वही इन्वर्टर AC आउटपुट चालू रखता है। पावर का रास्ता बदलता नहीं, इसलिए आम चलने से बैटरी पर जाते समय कोई रुकावट नहीं आती।

Online UPS आउटपुट का वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी अच्छी तरह सँभालते हैं, इसीलिए वे सर्वर और सख़्त पावर-क्वालिटी वाले कंट्रोल उपकरणों में लगते हैं। कोई मॉडल लोड को इनपुट की गड़बड़ी से कितना अलग रखता है, यह उसकी datasheet के मान, जैसे इनपुट वोल्टेज रेंज और आउटपुट regulation, से देखें।

हमेशा पावर कन्वर्ट करने के कारण online UPS में कन्वर्ज़न का नुक़सान होता है और गर्मी ज़्यादा बनती है। पैनल का तापमान और हवा के निकलने का रास्ता देखकर लगाने की जगह चुनें, और कूलिंग व मेंटेनेंस के लिए मेकर की माँगी खाली जगह छोड़ें।

कुछ मॉडलों में बाइपास होता है, जो ओवरलोड या अंदरूनी फ़ॉल्ट में मेन्स की बिजली सीधे आउटपुट तक पहुँचा देता है। बाइपास में इन्वर्टर आउटपुट नए सिरे से नहीं बना रहा होता, इसलिए यह मानकर न चलें कि लोड को वही सुरक्षा मिल रही है जो आम हालत में मिलती है।

"बैटरी पर जाते समय कोई रुकावट नहीं" का मतलब "हर फ़ॉल्ट में कोई रुकावट नहीं" नहीं है। बैटरी पर जाने को फ़ॉल्ट और मेंटेनेंस के समय के transfer की शर्तों से अलग रखकर देखें। फ़ॉल्ट के दौरान क्या चालू रहना ज़रूरी है, उसके हिसाब से redundancy या maintenance bypass की ज़रूरत भी सोचें।

Line-Interactive UPS

Line-interactive UPS आम हालत में लोड को मेन्स के रास्ते से सप्लाई देता है और AVR (automatic voltage regulator, यानी अपने आप वोल्टेज ठीक करने वाला हिस्सा) से वोल्टेज के उतार-चढ़ाव ठीक करता है। इनपुट वोल्टेज बढ़े या घटे, तो AVR आउटपुट को ठीक करता है, जैसे ट्रांसफ़ॉर्मर के टैप बदलकर।

चित्र 4: आम हालत में वोल्टेज ठीक करना और बिजली जाने पर बैटरी से सप्लाई

ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर टैप वाले AVR का एक नमूना। इनपुट और आउटपुट की कॉमन लाइन एक है, यानी यह isolated डिज़ाइन नहीं है।

चार्जिंग का रास्ता और कंट्रोल सर्किट नहीं दिखाए गए। आम हालत में AVR से ठीक करना और बैटरी पर जाना, दो अलग कार्रवाइयाँ हैं।

AVR की रेंज के अंदर UPS बैटरी खर्च किए बिना वोल्टेज ठीक कर देता है। जब इनपुट इस्तेमाल की रेंज से बाहर जाए या बिजली चली जाए, तो वह लोड को मेन्स के रास्ते से हटाकर बैटरी और इन्वर्टर पर ले जाता है।

इस बदलाव में समय लगता है, इसलिए उसे लोड की सहनसीमा से मिलाएँ। "कुछ मिलीसेकंड" जैसे आँकड़े मॉडल के हिसाब से datasheet में लिखे मान हैं, ऐसी संख्याएँ नहीं जो हर UPS पर लागू हों।

Standby UPS की तुलना में line-interactive UPS आम हालत में वोल्टेज भी ठीक करता है, और सर्वर व दूसरे उपकरणों के लिए इस्तेमाल होता है। आउटपुट वेवफ़ॉर्म और noise घटाना हर डिज़ाइन पर निर्भर है, इसलिए यह मानकर न चलें कि "line-interactive" का मतलब "noise filtering नहीं" है।

अगर इनपुट के उतार-चढ़ाव अक्सर AVR की रेंज से बाहर जाते हैं, तो UPS बार-बार बैटरी पर जाता रहेगा। टाइप की तुलना करते समय साइट पर नापा गया वोल्टेज का उतार-चढ़ाव और गड़बड़ियों की बारंबारता काम आती है।

Standby (Offline) UPS

Standby UPS आम हालत में मेन्स की बिजली सीधे लोड तक पहुँचाता है और साथ में बैटरी चार्ज करता है। जब उसे बिजली जाना या इनपुट की कोई और गड़बड़ी पता चलती है, तो वह लोड को इन्वर्टर के ज़रिए बैटरी पर ले जाता है।

चित्र 5: Standby UPS इनपुट फ़ॉल्ट पर आउटपुट का रास्ता बदलता है

ट्रांसफ़र स्विच का काम दिखाने वाला स्केच। इसमें असली रिले या semiconductor स्विच नहीं दिखाया गया है।

आम हालत में चलने वाला मेन्स का रास्ता और फ़ॉल्ट पर इस्तेमाल होने वाला बैटरी का रास्ता दिखाया गया है। हर मॉडल का आउटपुट वेवफ़ॉर्म और प्रोटेक्शन फ़ीचर अलग से देखें।

इन्वर्टर से लगातार कन्वर्ज़न नहीं होता, इसलिए standby UPS अंदर कम बिजली खाता है। कई मॉडल छोटे और हल्के होते हैं, और उन जगहों पर PC और दूसरे उपकरणों के लिए लगते हैं जहाँ सप्लाई स्थिर रहती है।

इनपुट की गड़बड़ी और बैटरी पर चलने के बीच transfer time होता है। यूनिट चुनते समय इस transfer time को लोड की सहनसीमा से मिलाएँ।

बैटरी मोड में कुछ मॉडल sine wave और कुछ square wave (矩形波, kukeiha) आउटपुट देते हैं। वेवफ़ॉर्म वह रखें जो लोड की पावर सप्लाई को चाहिए। क्षमता काफ़ी होने पर भी वेवफ़ॉर्म लोड के लायक न हो, तो वह यूनिट गलत चुनाव है।

उदाहरण के लिए, Omron बताता है कि उसके square-wave मॉडल उन PC या सर्वर के साथ नहीं चलाने चाहिए जिनकी पावर सप्लाई में power factor correction (PFC) है। कॉइल और मोटर जैसे inductive लोड के साथ भी नहीं।

मोटर और ट्रांसफ़ॉर्मर जैसे लोड, और स्टार्ट पर ज़्यादा inrush करंट खींचने वाले लोड, मेकर की कनेक्शन शर्तों से जाँचने पड़ते हैं। प्लांट के मोटर लोड को किसी छोटे आम UPS से जोड़ना कंट्रोल पावर की सुरक्षा से अलग डिज़ाइन का सवाल है।

चित्र 6 में तीनों टाइप साथ-साथ रखे गए हैं।

चित्र 6: आम रास्ता, transfer और वोल्टेज ठीक करने की तुलना

सिर्फ़ आम विशेषताएँ। वेवफ़ॉर्म, transfer time और बाइपास फ़ीचर हर मॉडल की datasheet में पक्का करें।

बिंदु	Online (double conversion)	Line-interactive	Standby (offline)
जापानी नाम	Joji inverter kyuden	Line-interactive	Joji shoyo kyuden
आम IEC 62040-3 क्लास	VFI	VI	VFD
आम हालत का पावर रास्ता	रेक्टिफ़ायर और इन्वर्टर से होकर	मेन्स का रास्ता और AVR	मेन्स का रास्ता
बैटरी पर जाना	आम चलने से बिना रुकावट	transfer time होता है	transfer time होता है
आम हालत में वोल्टेज ठीक करना	इन्वर्टर आउटपुट खुद बनाता है	AVR अपनी रेंज में	मेन्स के इनपुट के साथ चलता है
क्या जाँचें	आउटपुट क्वालिटी, नुक़सान, गर्मी, बाइपास का व्यवहार	AVR की रेंज, transfer time, इनपुट कितनी बार हिलता है	transfer time, आउटपुट वेवफ़ॉर्म, साइट की सप्लाई की क्वालिटी

IEC क्लास की यह जोड़ी Schneider Electric White Paper 1 के अनुसार है। मोड बदलने पर (जैसे eco मोड) UPS की क्लास बदल सकती है।

कंट्रोल पैनल के लिए UPS की साइज़िंग: VA, W और Power Factor

UPS की आउटपुट रेटिंग में दो संख्याएँ होती हैं: अपैरेंट पावर वोल्ट-एम्पीयर (VA) में और एक्टिव पावर (real power) वाट (W) में। जुड़ा हुआ लोड दोनों रेटिंग के अंदर रहना चाहिए। सिर्फ़ VA बड़ा होना काफ़ी नहीं है। Omron के अनुसार, दोनों में से कोई भी पार हो जाए तो ओवरलोड अलार्म बजता है।

W रेटिंग आम तौर पर VA से कम होती है, और इनका अनुपात UPS का आउटपुट पावर फ़ैक्टर है। Schneider Electric बताता है कि पुराने UPS में W रेटिंग लगभग VA की 60% रही है, और नए मॉडलों में W और VA पास आ गए हैं। अनुपात अंदाज़े से न मानें। datasheet में दोनों संख्याएँ पढ़ें।

एक हल किया हुआ उदाहरण लेते हैं। तीन लोड हैं: कंट्रोलर 120 W / 150 VA, मॉनिटरिंग PC 180 W / 225 VA, और नेटवर्क स्विच 40 W / 50 VA। ये गणना के लिए मान लिए गए आँकड़े हैं। असली चुनाव में हर उपकरण की datasheet से उसकी अधिकतम बिजली खपत लें।

अब मान लें कि आपने 1,000 VA / 300 W रेटिंग वाला एक काल्पनिक UPS चुना। VA में काफ़ी गुंजाइश है, पर 340 W का लोड 300 W रेटिंग से ही ऊपर है। हर बार लोड की लिस्ट को दोनों रेटिंग से मिलाकर देखें।

बफ़र में आगे जुड़ने वाले लोड और लोड के बदलाव भी आते हैं। रेटिंग के अंदर रहते हुए भी स्टार्ट के समय का inrush करंट UPS को ओवरलोड कर सकता है, इसलिए लगातार की खपत और पल भर के पीक को अलग-अलग जाँचें।

होल्ड टाइम: Runtime Curve कैसे पढ़ें

एक ही UPS का बैकअप टाइम लोड के वाट के हिसाब से बदलता है। मेकर की runtime table या curve पर अपना असली लोड रखकर देखें, और पक्का करें कि डेटा सेव करने और शटडाउन के लिए ज़रूरी समय निकल रहा है।

बैटरी का वोल्टेज गुणा एम्पीयर-घंटा (V × Ah) जमा ऊर्जा का मोटा अंदाज़ा देता है। असली होल्ड टाइम डिस्चार्ज की शर्तों, कन्वर्ज़न नुक़सान और end-of-discharge voltage (終止電圧, shushi den'atsu) पर भी निर्भर है। इसलिए उस ऊर्जा को लोड के वाट से भाग देने से किसी मॉडल की असली परफ़ॉर्मेंस नहीं निकलती।

ज़रूरी समय उन कदमों से जोड़कर बनाएँ जो होने हैं: बिजली जाने की पहचान का इंतज़ार, रिकॉर्ड सेव करना, उपकरण बंद करना और OS का शटडाउन। "10 मिनट" जैसी तय संख्या यूँ ही न चुनें। भारी प्रोसेसिंग के समय इन कदमों में लगने वाला समय और आख़िर में थोड़ी गुंजाइश भी शामिल करें।

बैटरी का बिगड़ना (deterioration) और आसपास का तापमान, दोनों उपलब्ध समय को घटाते हैं। उदाहरण के लिए Fuji Electric ज़रूरी बैकअप टाइम से कम से कम दुगुना चुनने की सलाह देता है, और बताता है कि बैटरी की उम्र के अंत में बैकअप टाइम शुरुआती मान का आधा रह जाता है। गुंजाइश इतनी रखें कि बैटरी बदलने के तय समय तक UPS ज़रूरी समय निकाल सके।

पैनल के अंदर की गर्मी, हवा का रुकना और गर्म जगह पर लगाना, ये सब बैटरी और UPS की उम्र घटाते हैं। बैटरी का टाइप और मॉडल की तापमान शर्तें देखकर बैटरी बदलने का अंतराल तय करें।

UPS आउटपुट पर उपलब्ध शॉर्ट-सर्किट करंट इन्वर्टर मोड और बाइपास मोड में अलग होता है। UPS की शॉर्ट-सर्किट और ओवरलोड विशेषताओं को सर्किट प्रोटेक्टर और फ़्यूज़ की trip विशेषताओं से मिलाएँ, और दोनों मोड को ध्यान में रखकर ब्रांच का ढाँचा और protection coordination डिज़ाइन करें।

मेंटेनेंस में अलार्म हिस्ट्री, बैटरी की हालत, लोड में बदलाव और ज़रूरी होल्ड टाइम की नियमित समीक्षा करें। असली बिजली-कटौती का इंतज़ार करके कमज़ोर बैटरी पकड़ना ठीक तरीका नहीं है। मॉडल के self-test फ़ंक्शन और ऐसे तय टेस्ट को साथ रखें जिसका प्रोसेस पर असर संभाला जा सके।

जापान की सप्लाई: 100 V/200 V और 50/60 Hz

जापान की लो-वोल्टेज सप्लाई भारत से अलग है, और यह सीधे UPS की नेमप्लेट पर दिखती है। आउटलेट का स्टैंडर्ड वोल्टेज 100 V है। कई इमारतों में single-phase three-wire सिस्टम (tanso sansen-shiki) होता है, जिसमें लाइन से न्यूट्रल 100 V और लाइन से लाइन 200 V मिलता है। फ़ैक्टरियों में 3-फ़ेज़ 200 V भी होता है, और 200 V से चलने वाला पैनल कंट्रोल सर्किट के लिए 100 V पाने को कंट्रोल ट्रांसफ़ॉर्मर लगा सकता है।

फ़्रीक्वेंसी इलाके के हिसाब से बँटी है। पूर्वी जापान में 50 Hz और पश्चिमी जापान में 60 Hz है। बँटवारे की रेखा मोटे तौर पर शिज़ुओका की फ़ूजी नदी से निगाता के इतोइगावा इलाके तक जाती है। फ़ूजी नदी शिज़ुओका प्रांत के बीच से ही निकलती है, इसलिए रेखा प्रांत की सीमाओं के साथ नहीं चलती। इसलिए प्रांत के नाम से नहीं, खास प्लांट की फ़्रीक्वेंसी पूछकर पक्का करें।

नीचे की तालिका में जापान के आउटलेट की नॉमिनल सप्लाई की तुलना भारत और उन देशों से की गई है जहाँ जापानी उपकरण अक्सर जाते हैं।

देश	नॉमिनल वोल्टेज (सिंगल-फ़ेज़ आउटलेट)	फ़्रीक्वेंसी
जापान	100 V	50 Hz (पूर्व) / 60 Hz (पश्चिम)
भारत	230 V	50 Hz
अमेरिका	120 V	60 Hz
थाईलैंड, वियतनाम, इंडोनेशिया	230 V	50 Hz
मलेशिया	230 V (असल में अक्सर लगभग 240 V)	50 Hz
फ़िलीपींस	230 V	60 Hz

जापानी पैनल के UPS के लिए इसका मतलब यह है:

• इनपुट वोल्टेज: "AC100V" रेटिंग वाला UPS जापान के 100 V के लिए बना है। भारत की 230 V सप्लाई पर उसे 230 V से 100 V तक घटाने वाला step-down ट्रांसफ़ॉर्मर चाहिए, या लोकल वोल्टेज की रेटिंग वाला बदलकर UPS। 100 V का आउटपुट पैनल के कंट्रोल वोल्टेज से भी मेल खाना चाहिए।
• इनपुट फ़्रीक्वेंसी: जापानी UPS की datasheet में रेटेड इनपुट फ़्रीक्वेंसी लिखी होती है, जैसे "50/60 Hz ±4 Hz"। देखें कि रेंज आपकी साइट की 50 Hz को कवर करती है, और यूनिट फ़्रीक्वेंसी कैसे चुनती है। पश्चिम जापान के लिए बनी मशीन 60 Hz मानकर बनी हो सकती है। सप्लायर से पूछें कि वह 50 Hz पर चलेगी या नहीं।
• बैटरी मोड में आउटपुट फ़्रीक्वेंसी: इन्वर्टर की आउटपुट फ़्रीक्वेंसी वही होनी चाहिए जो लोड को चाहिए। सप्लायर से पूछें कि यूनिट आउटपुट फ़्रीक्वेंसी कैसे तय करती है।
• इनपुट वोल्टेज की खिड़की: जिस रेंज में UPS मेन्स पर बना रहता है, वह नॉमिनल वोल्टेज के आसपास तय होती है। 100 V के हिसाब से बनी खिड़की दूसरी सप्लाई पर वैसी की वैसी नहीं चलती। कमज़ोर लोकल ग्रिड पर सही रेटिंग वाला UPS भी अक्सर बैटरी पर जा सकता है।

UPS वाला पैनल जापान से मँगाना या बाहर भेजना

जापान में बना पैनल किसी दूसरे देश की साइट पर जाए, तो उसके UPS की अलग समीक्षा चाहिए। टाइप और क्षमता इसका सिर्फ़ एक हिस्सा हैं। पैनल भेजने से पहले नीचे के बिंदु तय कर लें।

• वोल्टेज की योजना: जापानी 100 V UPS रखकर ऊपर की तरफ़ step-down ट्रांसफ़ॉर्मर लगाएँ, या लोकल वोल्टेज की रेटिंग वाला UPS लगाएँ। दोनों में नीचे का कंट्रोल वोल्टेज वही रहना चाहिए जिसके लिए पैनल डिज़ाइन हुआ था।
• भारत में सेफ़्टी स्टैंडर्ड (BIS): UPS की सेफ़्टी का भारतीय स्टैंडर्ड IS 16242 (Part 1) है, जो IEC 62040-1 के अनुरूप बना है। सेकंडरी स्रोतों के अनुसार इसमें 2014 वाले संस्करण की जगह IS 16242 (Part 1): 2025 / IEC 62040-1:2017 आ रहा है, और छोटे UPS (लगभग 10 kVA तक) के लिए BIS की Compulsory Registration Scheme (CRS) लागू है। संक्रमण की तारीखें आगे-पीछे हुई हैं, इसलिए वर्तमान स्थिति सप्लायर या BIS से पक्की करें। अपने UPS पर यह लागू होता है या नहीं, यह भी वहीं से पूछें। पैनल के अंदर लगे UPS के लिए अलग रजिस्ट्रेशन चाहिए या नहीं, यह भी वहीं तय होगा।
• दूसरे देशों का सर्टिफ़िकेशन: मंज़िल पर खास लिस्टिंग या मार्किंग लग सकती है। अमेरिका और कनाडा में UPS का सेफ़्टी स्टैंडर्ड UL 1778 है (CSA C22.2 No. 107.3 के साथ मिला हुआ)। IEC का सेफ़्टी स्टैंडर्ड IEC 62040-1 है। कौन-सी अप्रूवल चाहिए, यह पैनल के सर्टिफ़िकेशन इंजीनियर और स्थानीय अथॉरिटी तय करती है।
• परफ़ॉर्मेंस स्पेसिफ़िकेशन: अगर आपके स्पेसिफ़िकेशन में IEC 62040-3 की क्लास (VFI, VI या VFD) माँगी गई है, तो सप्लायर से यूनिट की क्लास और वह मोड लिखवाएँ जिस पर वह क्लास लागू है। भारत में इस स्टैंडर्ड का समकक्ष IS नंबर हमने नहीं जाँचा है, इसलिए सप्लायर से पूछें।
• बैटरी: बैटरी का टाइप, आपकी साइट के तापमान पर बदलने का अंदाज़ा और यह पक्का करें कि बदलने वाली बैटरी लोकल में मिल सकती है या नहीं।
• शटडाउन सिग्नल: इंटरफ़ेस (dry contact, serial या नेटवर्क कार्ड), सिग्नल का मतलब, और क्या शटडाउन सॉफ़्टवेयर और मैनुअल अंग्रेज़ी में मिलेंगे, यह पक्का करें।
• दस्तावेज़: UPS के मैनुअल, अलार्म संदेश और लेबल सिर्फ़ जापानी में हो सकते हैं। भेजने से पहले अंग्रेज़ी संस्करण माँग लें।

चेकलिस्ट: कंट्रोल पैनल के UPS की समीक्षा

पैनल डिज़ाइन या जापानी सप्लायर के UPS प्रस्ताव की समीक्षा करते समय यह लिस्ट इस्तेमाल करें।

• मक़सद: सिर्फ़ छोटी गड़बड़ी निकालना, सही क्रम से शटडाउन, या दोनों
• सुरक्षित दायरा: UPS आउटपुट के हर लोड की लिस्ट (कंट्रोलर, HMI/PC, नेटवर्क स्विच, फ़ील्ड डिवाइस), और जो लोड बिजली जाने पर बंद होंगे वे चिह्नित
• टाइप: online, line-interactive या standby; IEC 62040-3 क्लास और वह मोड जिस पर वह लागू है
• Transfer time: datasheet का मान, हर लोड की सहनसीमा से मिलाया हुआ
• आउटपुट वेवफ़ॉर्म: बैटरी मोड में sine या square wave; PFC पावर सप्लाई और inductive लोड के लायक
• क्षमता: कुल लोड VA और W दोनों रेटिंग के अंदर, बफ़र के साथ; inrush करंट जाँचा हुआ
• होल्ड टाइम: शटडाउन क्रम से बनाया हुआ; असली लोड पर runtime curve से जाँचा हुआ; बैटरी के बिगड़ने और तापमान की गुंजाइश
• सप्लाई: UPS का इनपुट वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी रेंज साइट की सप्लाई से मेल खाती है; आउटपुट वोल्टेज पैनल के कंट्रोल वोल्टेज से मेल खाता है
• बाइपास: UPS बाइपास में जाए तो कौन-सी सुरक्षा हटती है, और maintenance bypass चाहिए या नहीं
• प्रोटेक्शन: इन्वर्टर और बाइपास मोड का शॉर्ट-सर्किट करंट आगे के प्रोटेक्शन डिवाइस से coordinated
• सिग्नल और सॉफ़्टवेयर: on-battery और low-battery सिग्नल जुड़े और परिभाषित; शटडाउन सॉफ़्टवेयर सेट और टेस्ट किया हुआ
• रिकवरी: बिजली लौटने के बाद दोबारा चालू करने का क्रम और शर्तें; आउटपुट का अचानक अपने आप चालू न होना
• गर्मी और मेंटेनेंस: लगाने की जगह, खाली जगह, बैटरी बदलने का अंतराल, self-test की योजना
• सर्टिफ़िकेशन और दस्तावेज़: भारत में BIS (IS 16242) की स्थिति; मंज़िल की ज़रूरी लिस्टिंग या मार्किंग; अंग्रेज़ी मैनुअल और लेबल

जापानी सप्लायर को भेजने के सवाल

ये सवाल ईमेल या technical query sheet में जस पर जस कॉपी करके भेजे जा सकते हैं। सप्लायर से पत्राचार अंग्रेज़ी में होता है, इसलिए सवाल अंग्रेज़ी में हैं और साथ में हिंदी में मतलब लिखा है।

• Please provide the UPS maker, model number, and datasheet. Is it online (joji inverter), line-interactive, or standby (joji shoyo)? (UPS का मेकर, मॉडल और datasheet; कौन-सा टाइप है)
• What are the UPS input voltage and frequency ranges? Can the unit operate on our site supply of [voltage] V, [frequency] Hz? If not, what do you propose (transformer or a locally rated UPS)? (क्या यह हमारी साइट की सप्लाई पर चलेगा; नहीं तो क्या उपाय)
• Please list every load connected to the UPS output with its W and VA values, and show the total against the UPS ratings. (UPS आउटपुट के हर लोड के W और VA, और कुल का UPS रेटिंग से मिलान)
• What hold time did you design for, and at what load? Please show the shutdown steps it covers and the runtime curve you used. (किस लोड पर कितना होल्ड टाइम, कौन-से शटडाउन कदम और कौन-सी runtime curve)
• What is the transfer time to battery, and what is the output waveform on battery? (बैटरी पर transfer time और आउटपुट वेवफ़ॉर्म)
• Under what conditions does the UPS go to bypass, and what happens to the load in bypass? (UPS बाइपास में कब जाता है और तब लोड का क्या होता है)
• Which UPS status signals are wired to the PLC or PC, and what does each signal mean? Is shutdown software included and configured? (कौन-से स्टेटस सिग्नल PLC या PC से जुड़े हैं; शटडाउन सॉफ़्टवेयर शामिल और सेट है या नहीं)
• What is the battery type and recommended replacement interval? Can replacement batteries be sourced outside Japan? (बैटरी का टाइप, बदलने का अंतराल, और क्या जापान के बाहर बैटरी मिलेगी)
• Which safety certification does the UPS carry (for example, IEC 62040-1)? Does it meet IS 16242 (Part 1) / BIS requirements for India, or what is the plan? Are English manuals available? (UPS का सेफ़्टी सर्टिफ़िकेशन; भारत के लिए BIS की स्थिति; अंग्रेज़ी मैनुअल)

इस गाइड की सीमाएँ

• यह गाइड कंट्रोल पावर के AC UPS यूनिट पर केंद्रित है। बड़े 3-फ़ेज़ सिस्टम और DC UPS में यही सोच लागू होती है, पर उनके लिए मेकर का अपना डिज़ाइन गाइड चाहिए।
• Transfer time, वेवफ़ॉर्म, इनपुट रेंज और runtime मॉडल के हिसाब से बदलते हैं। हमेशा उसी यूनिट की datasheet इस्तेमाल करें।
• साइज़िंग के आँकड़े और 20% बफ़र उदाहरण हैं, डिज़ाइन के नियम नहीं। आपकी कंपनी या प्रोजेक्ट का अपना बफ़र तय हो सकता है।
• देशों की तालिका के वोल्टेज आउटलेट के नॉमिनल मान हैं। इंडस्ट्रियल सप्लाई और आपकी साइट का असली वोल्टेज अलग हो सकता है।
• BIS और CRS की बातें सेकंडरी स्रोतों से ली गई हैं और तारीखें बदलती रही हैं। UPS को किस सर्टिफ़िकेशन की ज़रूरत है और बिजली जाने पर पैनल को कैसे व्यवहार करना है, यह प्रोजेक्ट स्पेसिफ़िकेशन, लागू नियमों (जैसे Factories Act 1948 और OSH Code 2020, जिनके लागू होने की स्थिति राज्य के हिसाब से अलग हो सकती है) और सेफ़्टी डिज़ाइन पर निर्भर है। ये फ़ैसले ज़िम्मेदार इंजीनियर और स्थानीय अथॉरिटी के हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल (FAQ)

क्या UPS मेरी पूरी मशीन को चालू रखेगा?

नहीं। वह सिर्फ़ उन्हीं उपकरणों को चलाता है जो उसके आउटपुट से जुड़े हैं, और सिर्फ़ तब तक जब तक बैटरी चले। अगर दूसरे सर्किट की मोटर पावर, instrument air या नेटवर्क बंद हो गए, तो प्रोसेस आगे न चल पाए। इसलिए डिज़ाइन में तय करें कि कौन-से उपकरण चलते रहेंगे और कौन-से बंद होंगे।

क्या Online UPS हर फ़ॉल्ट में बिना रुकावट रहता है?

नहीं। Online UPS में आम इन्वर्टर चलने से बैटरी पर जाते समय रुकावट नहीं होती। अंदरूनी फ़ॉल्ट, ओवरलोड और बाइपास या मेंटेनेंस के समय की शर्तें अलग हैं। इसलिए हर मॉडल की ऑपरेटिंग स्पेसिफ़िकेशन में इन हालतों को भी पढ़ें।

Online और Line-Interactive UPS में कंट्रोल पैनल के लिए कौन-सा लें?

यह लोड और साइट की सप्लाई पर निर्भर है। जब लोड transfer का कोई भी गैप न सह सके, या सप्लाई में वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी की गड़बड़ी बार-बार हो, तब online चुनें। जब लोड datasheet वाला transfer time सह ले और इनपुट आम तौर पर AVR की रेंज में रहे, तब line-interactive काफ़ी हो सकता है।

क्या बड़ा UPS ज़्यादा देर चलता है?

ज़रूरी नहीं। VA और W में आउटपुट रेटिंग और बैटरी का होल्ड टाइम अलग-अलग परफ़ॉर्मेंस मान हैं। एक ही रेटिंग वाले दो UPS का होल्ड टाइम बैटरी के हिसाब से अलग हो सकता है। इसलिए अपने लोड के वाट पर runtime table देखकर यूनिट चुनें।

क्या UPS अपने आप डेटा सेव कर सकता है?

अकेले नहीं। UPS सिर्फ़ बिजली देता है, इसलिए बैटरी बची रहते एप्लिकेशन और OS को बंद करने को कहने के लिए शटडाउन सॉफ़्टवेयर या नेटवर्क या contact सिग्नल चाहिए। बिजली लौटने के बाद बैटरी तुरंत चार्ज नहीं हो जाती, इसलिए दोबारा चालू करने का क्रम और शर्तें भी तय करें।

स्रोत

• UPS टोपोलॉजी, IEC 62040-3 की इनपुट-निर्भरता क्लास (VFD, VI, VFI), eco मोड में क्लास का बदलना: Schneider Electric, White Paper 1 "The Different Types of UPS Systems"
• VA और W रेटिंग और पारंपरिक 60% अनुपात: Schneider Electric FAQ FA157485; Schneider Electric blog, "VA vs Watts: What's the Difference Anyway?"
• AVR से वोल्टेज ठीक करना और बैटरी मोड: Schneider Electric FAQ FA158913
• UPS के आगे protection coordination: Schneider Electric FAQ FAQ000280512
• जापानी UPS के टाइप और आउटपुट वेवफ़ॉर्म: Omron Social Solutions, UPS power supply methods (जापानी)
• VA/W सीमा, transfer time, square-wave की पाबंदी, बैकअप टाइम की शर्तें: Omron Social Solutions, specification glossary (जापानी)
• बिजली लौटने के बाद दोबारा चालू होना: Omron Social Solutions FAQ (जापानी); Schneider Electric FAQ FA342238 (जापानी)
• UPS की जानकारी और शटडाउन सॉफ़्टवेयर: Omron Industrial Automation, UPS technical guide (जापानी); shutdown software (जापानी)
• बैकअप टाइम का बफ़र (2 गुना) और बैटरी की उम्र के अंत में आधा रह जाना: Fuji Electric, UPS चुनने का तरीका (जापानी)
• बिजली की गड़बड़ियाँ, टाइप और बाइपास: Mitsubishi Electric, UPS की खूबियाँ (जापानी)
• वोल्टेज का पल भर गिरना: Kansai Transmission and Distribution (जापानी)
• ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर टैप वाला AVR (चित्र 4 का सिद्धांत): Renesas, application note CM-314
• JIS C 4411-3:2014 (IEC 62040-3 का समकक्ष): Japanese Standards Association preview (जापानी); IEC 62040-3:2021: IEC Webstore
• IEC 62040-1 (UPS की सेफ़्टी की शर्तें): IEC Webstore
• भारत में UPS की सेफ़्टी, IS 16242 (Part 1): Aleph India, BIS implementation guidelines; Certification India, BIS UPS update
• UL 1778 का दायरा और CSA C22.2 No. 107.3 से तालमेल: UL Solutions, "UL 1778, the Standard for Uninterruptible Power Systems"
• देशों के अनुसार नॉमिनल वोल्टेज और फ़्रीक्वेंसी: WorldStandards, "Plug, socket and voltage by country"
• जापान में 50/60 Hz की सीमा: Hitachi Energy, जापान में इलाकों के बीच HVDC इंटरकनेक्शन (जापानी)
• Single-phase three-wire 100/200 V सिस्टम: Watanabe building services glossary