Kontrol Panosu için UPS: Topoloji, VA/W ve Yedekleme Süresi

Japonya'dan gelen bir makinenin kontrol panosunda küçük bir UPS var. Etiketinde "AC100V" yazıyor, kılavuzda ise "joji shoyo kyuden" ifadesi geçiyor. Sizin tesisinizde ise şebeke 230 V / 400 V ve 50 Hz. Ya da panoyu siz belirliyorsunuz ve içine hangi UPS'in, kaç VA'lık olarak gireceğine karar vermeniz gerekiyor.

Kısa cevap şu: Topolojiyi yükün tolere edebildiği kesintiye göre seçin. UPS gücünü, yük hem VA hem W değerinin içinde kalacak şekilde belirleyin. Yedekleme süresini de gerçekten ihtiyaç duyduğunuz kapatma sırasından çıkarın. Sonra UPS girişinin yerel şebekeyle uyuştuğunu kontrol edin, çünkü Japon panoları çoğunlukla 100 V veya 200 V'a göre yapılır.

Bu rehber, UPS'in kontrol panosunda ne yaptığını (ve ne yapmadığını), üç AC topolojiyi, VA ve W ile güç seçimini, yedekleme süresini ve Japonya'nın 100 V/200 V ile 50/60 Hz şebekesini anlatır. Ardından Türkiye'deki şebekeyi ve standartları kısaca ele alır, bir kontrol listesi ve Japon tedarikçiye gönderilecek soruları verir.

Japonca UPS kılavuzlarında ve pano çizimlerinde sık karşınıza çıkacak birkaç terim şunlar:

• mu-teiden dengen sochi: kesintisiz güç kaynağı (UPS)
• joji inverter kyuden hoshiki: online (çift dönüşümlü) UPS
• line-interactive hoshiki: line-interactive UPS
• joji shoyo kyuden hoshiki: standby (offline) UPS. Shoyo, şebeke gücü (ticari elektrik) anlamına gelir
• shuntei: anlık kesinti. Shunji den'atsu teika (kısaca shuntei diye de okunur): gerilim çukuru (sag)
• backup jikan: yedekleme süresi (autonomy, hold time)

İçindekiler

1. Kontrol Panosunda UPS Ne Yapar (ve Ne Yapmaz)
2. İki Görev: Kısa Bozulmaları Atlatmak ve Kapatmak İçin Süre Kazanmak
3. Üç UPS Topolojisi: Online, Line-Interactive ve Standby
4. Kontrol Panosu İçin UPS Gücü: VA, W ve Güç Faktörü
5. Yedekleme Süresi: Çalışma Süresi Eğrisini Okumak
6. Japonya'nın Şebekesi: 100 V/200 V ve 50/60 Hz
7. Türkiye'de Şebeke ve Standartlar
8. İçinde UPS Olan Panoyu Japonya'dan Getirirken
9. Kontrol Listesi: Kontrol Panosu İçin UPS'i Gözden Geçirme
10. Japon Tedarikçiye Sorulacak Sorular
11. Bu Rehberin Sınırları
12. SSS
13. Kaynaklar

Kontrol Panosunda UPS Ne Yapar (ve Ne Yapmaz)

UPS normalde şebekeden enerji alır, yükü besler ve aküsünü şarj eder. Giriş kesilirse ya da kabul edilen aralığın dışına çıkarsa, depolanmış enerjiyle çıkışı ayakta tutar. Akü ya cihazın içindedir ya da ayrı bir akü dolabındadır. Boyutlar, masa altı küçük cihazlardan sunucuları ve kritik tesis ekipmanını destekleyen büyük sistemlere kadar uzanır.

Bu depolanmış enerji iki şekilde kullanılır. UPS, jeneratör devreye girene kadar yükü taşıyabilir. Ya da ekipmanı akü bitmeden düzenli biçimde kapatmaya yetecek kadar ayakta tutabilir. Proses tesislerinde korunan yükler genellikle DCS gibi dağıtık kontrol ve izleme sistemleridir.

Asıl sınır kapsamdır. UPS yalnızca çıkışına bağlı olanı ayakta tutar. Kontrol panosunun enerjili kalması, başka devrelerden beslenen pompaların, motorların ya da ağ ekipmanının çalışmaya devam edeceği anlamına gelmez.

Şekil 1, korunan kontrol devresi ile motor güç devresi arasındaki tipik ayrımı gösterir.

Şekil 1: UPS Kontrol Devresini Korur, Motor Devresini Değil

Kavramsal bir örnek. Kontrol panosu ve izleme PC'si UPS'ten beslenir, motor ise ayrı bir güç devresinden çalışır.

Sinyal kabloları gösterilmemiştir. Uygulama gerektiriyorsa ağ switch'lerini ve saha cihazlarını da korunan kapsama alın.

Tek bir panonun içinde bile AC kontrol gücü, DC güç kaynakları ve ağ ekipmanı ayrı devrelerde olabilir. Gözden kaçan yükleri yakalamak için UPS çıkış kapsamını pano kablolama çizimlerinin üzerine işaretleyin.

Bu rehberdeki üç topoloji de AC girişli, AC çıkışlı tasarımlardır. Kontrol devreniz 24 V DC ile çalışıyorsa, AC UPS'in bir DC güç kaynağını mı besleyeceğini, yoksa DC tarafını doğrudan mı yedekleyeceğinizi belirleyin. İki durumda da gereken gerilimi ve akımı ve elektrik kesintisi ile kapatma sinyallerinin hangi cihaza gideceğini listeleyin.

İki Görev: Kısa Bozulmaları Atlatmak ve Kapatmak İçin Süre Kazanmak

Kontrol panosundaki bir UPS iki görevden birini ya da ikisini yapar. Kısa güç bozulmalarını atlatır ve proses çalışmaya devam eder. Ya da uzun bir kesintide veriyi kaydetmek ve ekipmanı güvenle durdurmak için süre kazandırır. Prosesi çalışır tutmak ile kontrollü durdurmak, farklı korunan yükler ve farklı yedekleme süreleri gerektirir.

Gerilim Çukurlarını ve Anlık Kesintileri Atlatma

Gerilim çukuru (sag; Japoncada shunji den'atsu teika), gerilimin kısa süreliğine düşmesidir ve düşüş mutlaka sıfıra inmez. Anlık kesinti (shuntei) ise beslemenin kısa süreliğine tamamen kaybolmasıdır. Yıldırımla ilgili şebeke arızaları ve büyük yüklerin kalkışı ikisine de yol açabilir. Bu kadar kısa olaylar bile kontrol ekipmanını durdurabilir. Yük açısından kopmuş bir kablo, çekilmiş bir fiş ya da açmış bir koruma cihazı da bir güç kaybıdır.

UPS girişini izler. Giriş, o modelin ayarlandığı aralığın dışına çıktığında akü devreye girer ya da çıkış başka bir şekilde sınırlar içinde tutulur.

İki spesifikasyonu birbirinden ayırın:

• Geçiş süresi (milisaniye): UPS aküye geçerken çıkışın ne kadar kesildiği. Yükün geçişi atlatıp atlatamayacağını belirler.
• Yedekleme süresi (saniye ile dakika arası): Akünün yükü ne kadar taşıyabildiği. Veriyi kaydetmeye ve kapatmaya yetecek enerji olup olmadığını belirler.

Eskimiş bir akü yükü yeterince uzun taşıyamıyorsa hızlı geçişin faydası kalmaz. Geçiş boşluğu yükün tolere edebildiğinden uzunsa, büyük bir akü de işe yaramaz. Çünkü kontrol, tam geçiş anında düşer. Çıkış gerilimini, frekansını ve dalga şeklini bağlı ekipmanın giriş spesifikasyonuyla eşleştirin.

Güç hatlarındaki gürültü ile sinyal hatlarındaki gürültü, farklı yerlerde farklı önlemler gerektirir. Gürültü filtrelerinin rolünü ve yerini belirleyin ve bunları UPS'in güç dönüşümüyle birlikte düşünün.

Yukarı akıştaki bir arıza ile UPS çıkışındaki bir kısa devre de farklı koruma gerektirir. Tüm besleme sistemi boyunca hangi cihazın hangi arızayı izole ettiğini, kompakt şalterler (MCCB) ve kaçak akım koruma şalterleri (ELB) dahil, haritalayın.

Üretim Verisini Koruma

Üretim ekipmanı ölçümleri, alarm geçmişini ve proses koşullarını bir bilgisayara kaydeder. Güç aniden giderse yazılmakta olan dosyalar ya da veritabanları bozulabilir, durmadan önceki son kayıtlar da kaybolabilir.

Kayıt ekipmanını UPS üzerinde tutmak, veriyi kaydetmeye ve uygulamaları kapatmaya zaman verir. Bir PC'yi UPS'e bağlamak, onu otomatik olarak veri kaydeder hale getirmez. PC'ye harekete geçmesini söyleyen bir kapatma yazılımı, ağ ya da seri bağlantı ya da potansiyelsiz kontak sinyalleri gerekir. Kapatma sırası (neyin kaydedileceği, hangi servislerin durdurulacağı) güç tasarımının parçasıdır.

Yalnızca izleme PC'sini korumak, ağ switch'i kapanıyorsa yetmez. Çünkü diğer cihazlardan gelen veri artık ulaşmaz. Kaydın sürmesi gerekiyorsa tüm yolu izleyin: ölçüm, kontrol, ağ ve depolama.

Bazı tasarımlarda UPS durum sinyalleri, örneğin "akü ile çalışıyor" ve "akü zayıf", kontrolöre potansiyelsiz kontak olarak verilir. Her sinyalin yönü ve anlamı üzerinde anlaşın ki kontrolör kesinti sırasında neyi algılayabileceğini bilsin.

Şekil 2, elektrik kesintisinden tamamlanan kapatmaya kadar olayların sırasını gösterir.

Şekil 2: Akü Bitmeden Kaydetmeyi ve Kapatmayı Tamamlayın

Örnek bir sıra. Sütun genişlikleri her adımın süresini göstermez.

01 Güç kesintisiAküye geçişKesintiyi algıla ve korunan cihazlara bildir

02 Kaydet ve hazırlanKayıtları kesinleştirGerekli veriyi yaz ve uygulamaları kapat

03 Ekipmanı durdurDurdurma sırasını izleTanımlı duruma geç ve işletim sistemini kapat

04 Pay bırakAkü bitmeden tamamlaSapmayı, yaşlanmayı ve sonraki devreye almayı hesaba kat

Yedekleme süresini, durdurma dahil gereken tüm adımları kapsayacak şekilde seçin

Ekipmanı durdurma ve veri kaydetme sırası prosese göre değişir. Geçiş süresi (ms) ile burada gösterilen yedekleme süresi (saniye-dakika) ayrı spesifikasyonlardır.

Ekipmanı güvenli bir duruma getirmek, güçten fazlasını gerektirir: tanımlı durdurma koşulları ve bir durdurma sırası. Bu yüzden güç kaybında hangi çıkışların açık kalacağını, hangilerinin bırakılacağını emniyet kilitlemesi (interlock) tasarımıyla birlikte belirleyin.

Örneğin kontrolör enerjili kalabilir, ama vanaları çalıştıran solenoid valfler ya da enstrüman havası yoksa istenen hareket tamamlanamayabilir. UPS kapsamını ve kesinti sırasında ekipmanın geçeceği durumu iki ayrı soru olarak kontrol edin.

UPS, veri yedeklemenin yerini tutmaz. Kaydedilmiş veriyi ayrıca başka bir ortama kopyalayın. UPS güç kaybına karşı korur, donanım arızasına ya da operatör hatasına karşı korumaz.

Toparlanma için ayrı bir tasarım gerekir. UPS çıkışının geri gelmesi, PC'nin yeniden açılması ve ekipmanın yeniden çalışması üç ayrı olaydır. Gereken akü şarj seviyesini ve yeniden başlatma sırasını belirleyin. Kesintiden önce açık olan çıkışların beklenmedik şekilde yeniden çalışmamasını sağlayın.

Üç UPS Topolojisi: Online, Line-Interactive ve Standby

AC UPS'ler üç ana topolojide gelir. Japoncada bunlar joji inverter (online), line-interactive ve joji shoyo (standby) olarak geçer. UPS performans standardı IEC 62040-3 (Japonya'daki karşılığı JIS C 4411-3), UPS'leri çıkışın girişe bağımlılığına göre sınıflandırır. Üç topoloji genellikle şu sınıflara düşer:

• VFI (gerilim ve frekanstan bağımsız): online, çift dönüşümlü UPS
• VI (gerilimden bağımsız): line-interactive UPS
• VFD (gerilime ve frekansa bağımlı): standby (offline) UPS

Üçü de aküyü şarj eder ve güç kesintisinde yükü besler. Normal güç yolu, gerilimi düzenleme biçimi, aküye geçiş süresi ve kayıplarla ısı bakımından ayrılırlar.

Tek bir cihaz çalışma moduna göre sınıf da değiştirebilir. Schneider Electric, yüksek verimli (eco) modda çalışan çift dönüşümlü bir UPS'in VFD gibi davranabileceğini belirtiyor. Bu yüzden kullanacağınız mod için sınıfı kontrol edin.

Online (Çift Dönüşümlü) UPS

Online UPS, normal çalışmada bile gelen AC'yi DC'ye çevirir, sonra bir invertörle AC'yi yeniden üretir. Yük her zaman invertörden beslenir, akü ise DC tarafındadır.

Şekil 3: Online UPS Normal Çalışmada Bile Çıkışı Yeniden Üretir

Normal yol doğrultucu, DC barası ve invertördür. Aküye geçildiğinde de aynı çıkış invertörü çalışmaya devam eder.

Akü şarj/deşarj ve koruma devreleri sadeleştirilmiştir. Bypass durumunda güç normal dönüşüm yolundan geçmez ve UPS'in sağladığı koruma değişir.

Giriş kesildiğinde DC tarafı aküden enerji çeker ve aynı invertör AC çıkışı çalışır tutar. Güç yolu değişmediği için UPS normal çalışmadan aküye geçerken kesinti olmaz.

Online cihazlar çıkış gerilimini ve frekansını iyi düzenler. Bu yüzden güç kalitesi gereksinimi sıkı olan sunucularda ve kontrol ekipmanında kullanılır. Belirli bir cihazın yükü giriş bozulmalarından ne kadar yalıttığını görmek için giriş gerilim aralığı ve çıkış regülasyonu gibi föy değerlerine bakın.

Sürekli güç dönüştürdükleri için online cihazlarda dönüşüm kayıpları ve daha fazla ısı vardır. Montaj yerini pano sıcaklığına ve hava akış yoluna göre seçin. Soğutma ve bakım için üreticinin istediği boşlukları bırakın.

Bazı modellerde, aşırı yük ya da iç arıza sırasında şebekeyi doğrudan çıkışa veren bir bypass bulunur. Bypass'ta invertör çıkışı yeniden üretmediği için yükün normal çalışmadaki korumaya sahip olduğunu varsaymayın.

"Aküye geçişte kesinti yok" ifadesi, "her arızada kesinti yok" demek değildir. Aküye geçişi, arıza ve bakım sırasındaki geçiş koşullarından ayrı ele alın. Arıza sırasında neyin açık kalması gerektiğine göre yedekli yapıyı ya da bakım bypass'ını düşünün.

Line-Interactive UPS

Line-interactive UPS, normal çalışmada yükü şebeke yolundan besler ve gerilim dalgalanmalarını bir otomatik gerilim regülatörüyle (AVR) düzeltir. Giriş gerilimi yükselip alçaldığında AVR çıkışı, örneğin trafo kademesi değiştirerek ayarlar.

Şekil 4: Normal Çalışmada Gerilim Düzeltme ve Kesintide Akü Beslemesi

Ototransformatör kademeleri kullanan kavramsal bir AVR. Giriş ve çıkış ortak bir hat paylaşır, yani yalıtımlı bir tasarım değildir.

Şarj yolu ve kontrol devreleri gösterilmemiştir. Normal çalışmada AVR düzeltmesi ile aküye geçiş ayrı eylemlerdir.

AVR'nin aralığı içinde UPS, aküyü kullanmadan gerilimi düzeltir. Giriş kullanılabilir aralığın dışına çıktığında ya da kesildiğinde yükü şebeke yolundan akü ve invertöre aktarır.

Bu geçiş zaman alır. Bu yüzden onu yükün tolere edebildiği kesintiyle karşılaştırın. "Birkaç milisaniye" gibi rakamlar modele özgü föy değerleridir, her cihaz için geçerli sayılar değildir.

Standby cihaza kıyasla line-interactive UPS, normal çalışmada gerilim düzenleme ekler ve sunucularda ve çevre birimlerinde kullanılır. Çıkış dalga şekli ve gürültü bastırma tek tek tasarıma bağlıdır. Bu yüzden "line-interactive demek gürültü filtresi yok demektir" diye varsaymayın.

Giriş dalgalanmaları AVR'nin aralığını sık sık aşıyorsa UPS sürekli aküye geçip dönecektir. Topolojileri karşılaştırırken sahada ölçülen gerilim değişimi ve bozulma sıklığı yararlı girdilerdir.

Standby (Offline) UPS

Standby UPS, normal çalışmada şebeke gücünü yüke geçirirken aküyü şarj eder. Güç kesintisini ya da başka bir giriş arızasını algıladığında yükü bir invertör üzerinden aküye aktarır.

Şekil 5: Standby UPS Giriş Arızasında Çıkışı Değiştirir

Geçiş anahtarının işlevsel bir taslağı. Gerçek röleyi ya da yarı iletken anahtarı göstermez.

Normal çalışmada kullanılan şebeke yolunu ve arızada kullanılan akü yolunu gösterir. Her modelin çıkış dalga şeklini ve koruma özelliklerini ayrıca kontrol edin.

Sürekli invertör dönüşümü olmadığı için standby UPS'in iç tüketimi düşüktür. Birçok model küçük ve hafiftir. Şebekenin kararlı olduğu yerlerde PC'ler ve çevre birimleri için kullanılır.

Giriş arızası ile akü çalışması arasında bir geçiş süresi vardır. Cihazı, bu geçiş süresini yükün tolere edebildiği kesintiyle karşılaştırarak seçin.

Akü çalışmasında bazı modeller sinüs dalga, bazıları kare dalga verir. Dalga şeklini yükün güç kaynağının gereksinimiyle eşleştirin. Gücü yeterli bir cihaz bile dalga şekli yüke uymuyorsa yanlış seçim olabilir.

Örneğin Omron, kare dalga modellerinin güç faktörü düzeltmeli (PFC) güç kaynağına sahip PC'lerle ya da sunucularla, bobin ve motor gibi endüktif yüklerle kullanılmaması gerektiğini belirtiyor.

Motorlar, transformatörler ve kalkış akımı yüksek yükler için üreticinin bağlantı koşullarına bakılmalıdır. Tesisin motor yüklerini küçük, genel amaçlı bir UPS'e bağlamak, kontrol gücünü korumaktan ayrı bir tasarım sorusudur.

Şekil 6 üç topolojiyi yan yana koyar.

Şekil 6: Normal Yol, Geçiş ve Gerilim Düzenleme Karşılaştırması

Yalnızca tipik özellikler. Dalga şeklini, geçiş süresini ve bypass özelliklerini her modelin föyünden doğrulayın.

Madde	Online (çift dönüşümlü)	Line-interactive	Standby (offline)
Japonca adı	Joji inverter kyuden	Line-interactive	Joji shoyo kyuden
Tipik IEC 62040-3 sınıfı	VFI	VI	VFD
Normal güç yolu	Doğrultucu ve invertör üzerinden	Şebeke yolu ve AVR	Şebeke yolu
Aküye geçiş	Normal çalışmadan kesintisiz	Geçiş süresi var	Geçiş süresi var
Normal çalışmada gerilim düzenleme	Çıkışı invertör üretir	AVR, kendi aralığında	Şebeke girişini izler
Kontrol edilecekler	Çıkış kalitesi, kayıplar, ısı, bypass davranışı	AVR aralığı, geçiş süresi, giriş dalgalanma sıklığı	Geçiş süresi, çıkış dalga şekli, sahadaki şebeke kalitesi

IEC sınıf eşlemesi Schneider Electric White Paper 1'e göredir. Bir cihazın sınıfı çalışma moduna (örneğin eco modu) göre değişebilir.

Kontrol Panosu İçin UPS Gücü: VA, W ve Güç Faktörü

UPS çıkış gücü iki sayıyla verilir: volt-amper (VA) cinsinden görünür güç ve watt (W) cinsinden aktif güç. Bağlı yük her iki değerin de içinde kalmalıdır. Yalnızca VA değerinin büyük olması yetmez. Omron, ikisinden birinin aşılmasının aşırı yük alarmını tetiklediğini belirtiyor.

W değeri genellikle VA değerinden düşüktür ve aradaki oran UPS'in çıkış güç faktörüdür. Schneider Electric, W değerinin geleneksel olarak VA'nın yaklaşık %60'ı kadar olduğunu ve yeni modellerde W ile VA değerlerinin birbirine yaklaştığını anlatıyor. Oranı varsaymayın, föydeki iki sayıyı da okuyun.

Örnek bir hesap için üç yük düşünelim: 120 W / 150 VA'lık bir kontrolör, 180 W / 225 VA'lık bir izleme PC'si ve 40 W / 50 VA'lık bir ağ switch'i. Bu değerler hesap için uydurulmuştur. Gerçek bir seçimde her cihazın föyündeki azami güç tüketimini kullanın.

Şimdi 1.000 VA / 300 W olarak derecelendirilmiş varsayımsal bir UPS seçtiğinizi düşünün. VA değerinde bol pay var, ama 340 W'lık yük 300 W değerini zaten aşıyor. Yük listesini her seferinde iki değerle de karşılaştırın.

Pay, ileride eklenecek yükleri ve yük değişimini de karşılar. Anma değerlerinin içinde bile kalkıştaki ani akım UPS'i aşırı yükleyebilir. Bu yüzden sürekli tüketimi ve anlık tepeleri ayrı değerlendirin.

Yedekleme Süresi: Çalışma Süresi Eğrisini Okumak

Aynı UPS için yedekleme süresi, watt cinsinden yüke göre değişir. Gerçek yükünüzü üreticinin çalışma süresi tablosuna ya da eğrisine uygulayın ve veriyi kaydetmeye ve kapatmaya yetecek süreyi kapsadığını doğrulayın.

Akü gerilimini amper-saatle çarpmak (V × Ah), depolanan enerji için kaba bir fikir verir. Gerçek yedekleme süresi deşarj koşullarına, dönüşüm kayıplarına ve deşarj sonu gerilimine de bağlıdır. Bu yüzden o enerjiyi watt cinsinden yüke bölmek, belirli bir modelin performansını söylemez.

Gereken süreyi, yapılması gereken adımlardan oluşturun: güç kesintisi algılamasını beklemek, kayıtları kaydetmek, ekipmanı durdurmak ve işletim sistemini kapatmak. "10 dakika" gibi sabit bir sayı seçmeyin. Yoğun işlem sırasında bu adımların alacağı süreyi ve sonda bir payı da ekleyin.

Akü yaşlanması ve ortam sıcaklığı da kullanılabilir süreyi düşürür. Örneğin Fuji Electric, gereken yedekleme süresinin en az iki katını seçmeyi öneriyor ve akü ömrünün sonunda yedekleme süresinin başlangıç değerinin yarısına indiğini belirtiyor. Payı, UPS planlanan akü değişimine kadar gereken süreyi karşılamaya devam edecek şekilde belirleyin.

Panonun içindeki ısı, tıkanmış hava akışı ve sıcak bir montaj yeri akü ve UPS ömrünü kısaltır. Akü değişim aralığını akü tipine ve modelin sıcaklık koşullarına göre belirleyin.

UPS çıkışında kullanılabilir kısa devre akımı, invertör çalışması ile bypass arasında farklıdır. UPS'in kısa devre ve aşırı yük karakteristiklerini devre koruyucuların ve sigortaların açma karakteristikleriyle karşılaştırın. Dallanma düzenini ve koruma koordinasyonunu iki modu da dikkate alarak tasarlayın.

Bakımda alarm geçmişini, akü durumunu, yük değişimlerini ve gereken yedekleme süresini düzenli aralıklarla gözden geçirin. Zayıf bir aküyü gerçek bir kesintiyi bekleyerek bulmak kötü bir yoldur. Bunun yerine modelin kendi test işlevlerini, prosese etkisi kontrol altında planlı bir testle birleştirin.

Japonya'nın Şebekesi: 100 V/200 V ve 50/60 Hz

Japonya'nın alçak gerilim şebekesi Türkiye'den farklıdır ve UPS etiketlerine doğrudan yansır. Standart priz gerilimi 100 V'tur. Birçok binada, hat-nötr arasında 100 V ve hatlar arasında 200 V veren tek faz üç telli sistem (tanso sansen-shiki) kullanılır. Fabrikalar ayrıca üç faz 200 V da kullanır. 200 V'tan beslenen bir pano, kontrol devreleri için 100 V'a düşüren bir kontrol trafosu içerebilir.

Frekans bölgeye göre ikiye ayrılır. Doğu Japonya 50 Hz, batı Japonya 60 Hz kullanır. Sınır kabaca Shizuoka'daki Fuji Nehri ile Niigata'daki Itoigawa çevresi arasından geçer. Fuji Nehri Shizuoka eyaletinin kendisini böldüğü için hat eyalet sınırlarını izlemez. Bu yüzden eyalete değil, ilgili tesise ait frekansı doğrulayın.

Tablo, Japonya'daki nominal priz beslemesini Türkiye ve Japon ekipmanının geldiği bir başka bölge ile karşılaştırır.

Ülke	Nominal gerilim (tek faz priz)	Frekans
Japonya	100 V	50 Hz (doğu) / 60 Hz (batı)
Türkiye	230 V (üç fazda 400 V)	50 Hz
ABD	120 V	60 Hz

Japon bir panodaki UPS için bunun anlamı şudur:

• Giriş gerilimi: "AC100V" olarak derecelendirilmiş bir UPS, Japonya'nın 100 V şebekesi için yapılmıştır. 230 V'luk bir beslemede 100 V'a düşüren bir trafoya ya da yerel gerilime uygun bir UPS'e ihtiyaç duyar. 100 V çıkış da panonun kontrol gerilimiyle uyuşmalıdır. Trafo kullanırsanız boyutlandırmayı UPS'in VA değerine ve kalkış akımına göre tedarikçiyle doğrulayın.
• Giriş frekansı: Japon UPS föylerinde anma giriş frekansı yazar, örneğin "50/60 Hz ±4 Hz". Aralığın sizin 50 Hz şebekenizi kapsadığını ve cihazın frekansı nasıl seçtiğini kontrol edin. Batı Japonya için (60 Hz) tasarlanmış bir cihazda bu özellikle önemlidir.
• Akü çalışmasında çıkış frekansı: İnvertör çıkış frekansı, yüklerin beklediğiyle uyuşmalıdır. Tedarikçiye cihazın çıkış frekansını nasıl ayarladığını sorun.
• Giriş gerilim penceresi: UPS'in şebekede kaldığı aralık, nominal gerilimin etrafında belirlenmiştir. 100 V'a göre kurulmuş bir pencere farklı bir beslemeye taşınmaz. Zayıf bir yerel şebekede doğru derecelendirilmiş bir UPS bile sık sık aküye geçebilir.

Türkiye'de Şebeke ve Standartlar

Türkiye'de alçak gerilim şebekesi nominal olarak tek fazda 230 V, üç fazda 400 V ve 50 Hz'dir. Şebeke gerilim karakteristikleri EN 50160 serisiyle tanımlanır. Sahada gerilim çukurlarının ve kesintilerin sıklığı, UPS topolojisi seçiminde Japonya'dakinden farklı bir girdi olabilir. Mümkünse kısa bir süre gerilim kaydı alın.

UPS ürün föylerinde EN/IEC 62040 serisine (güvenlik, EMC ve performans) atıf yapılır. Performans için 62040-3, güvenlik için 62040-1 kullanılır. TSE'nin benimsediği TS EN sürümlerinin numarasını ve güncel halini TSE'den doğrulayın. Japon föylerinde aynı konunun karşılığı olarak JIS C 4411-3 geçebilir.

Japonya'dan gelen makine ya da panonun uygunluk değerlendirmesi, ilgili Türk yönetmelikleri (alçak gerilim, elektromanyetik uyumluluk, makine emniyeti) kapsamında pano ya da makine üreticisi ve ithalatçının sorumluluğundadır. İçindeki UPS'in ayrıca belge gerektirip gerektirmediğine uygunluk sorumlusu karar verir. 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu'ndaki risk değerlendirmesi, UPS'li panoda yapılacak çalışmalar için de geçerlidir.

İçinde UPS Olan Panoyu Japonya'dan Getirirken

Japonya'da yapılmış bir pano yurt dışındaki bir tesise gönderildiğinde UPS'in ayrıca gözden geçirilmesi gerekir. Topoloji ve güç, işin yalnızca bir parçasıdır. Pano sevk edilmeden önce aşağıdaki noktaları netleştirin.

• Gerilim stratejisi: Japon 100 V UPS'i tutup yukarı akışa alçaltıcı bir trafo mu ekleyeceksiniz, yoksa yerel gerilime göre derecelendirilmiş bir UPS ile mi değiştireceksiniz? İki durumda da aşağı akıştaki kontrol gerilimi, panonun tasarlandığı değerde kalmalıdır.
• Güvenlik ve uygunluk: Varış yeri belirli bir belge ya da işaret isteyebilir. Uluslararası UPS güvenlik standardı IEC 62040-1'dir. Kuzey Amerika'da UL 1778 kullanılır. Hangi onayın gerektiğine, listelenmiş bir panonun içindeki UPS'in kendi belgesine ihtiyaç duyup duymadığına panonun uygunluk sorumlusu ve yetkili makam karar verir.
• Performans şartnamesi: Şartnameniz bir IEC 62040-3 sınıfı (VFI, VI veya VFD) istiyorsa, tedarikçiden cihazın sınıfını ve hangi çalışma moduna ait olduğunu yazmasını isteyin.
• Akü: Akü tipini, sizin tesis sıcaklığınızda beklenen değişim aralığını ve yedek akülerin yerelde satın alınıp alınamayacağını doğrulayın.
• Kapatma sinyalleri: Arayüzü (potansiyelsiz kontak, seri ya da ağ kartı), sinyal anlamlarını ve kapatma yazılımı ile kılavuzların İngilizce ya da Türkçe olarak bulunup bulunmadığını doğrulayın.
• Dokümantasyon: UPS kılavuzları, alarm mesajları ve etiketler yalnızca Japonca olabilir. Sevkten önce İngilizce sürümleri isteyin. Makine ile birlikte Türkçe kullanım talimatı gerekip gerekmediğini de kontrol edin.

Kontrol Listesi: Kontrol Panosu İçin UPS'i Gözden Geçirme

Bir pano tasarımını ya da Japon tedarikçinin UPS önerisini incelerken bu listeyi kullanın.

• Amaç: yalnızca atlatma mı, düzenli kapatma mı, yoksa ikisi birden mi
• Korunan kapsam: UPS çıkışındaki tüm yükler listelenmiş (kontrolör, HMI/PC, ağ switch'leri, saha cihazları). Kesintide duracak yükler belirlenmiş
• Topoloji: online, line-interactive veya standby. IEC 62040-3 sınıfı ve hangi çalışma moduna ait olduğu
• Geçiş süresi: föy değeri, her yükün tolere edebildiğiyle karşılaştırılmış
• Çıkış dalga şekli: akü çalışmasında sinüs ya da kare dalga. PFC güç kaynakları ve endüktif yükler için uygun mu
• Güç: toplam yük hem VA hem W değerinin içinde, paylı. Kalkış akımı (inrush) kontrol edilmiş
• Yedekleme süresi: kapatma sırasından oluşturulmuş. Gerçek yükte çalışma süresi eğrisinden kontrol edilmiş. Akü yaşlanması ve sıcaklık için pay bırakılmış
• Besleme: UPS giriş gerilimi ve frekans aralığı sahadaki şebekeyle uyuşuyor. Çıkış gerilimi panonun kontrol gerilimiyle uyuşuyor
• Bypass: UPS bypass'a geçtiğinde hangi korumanın kaybolduğu ve bakım bypass'ının gerekip gerekmediği
• Koruma: invertör ve bypass modlarındaki kısa devre akımı, aşağı akıştaki koruma cihazlarıyla koordine edilmiş
• Sinyaller ve yazılım: akü çalışması ve akü zayıf sinyalleri bağlanmış ve tanımlanmış. Kapatma yazılımı yapılandırılmış ve test edilmiş
• Toparlanma: enerji geri geldikten sonra yeniden başlatma sırası ve koşulları. Çıkışların beklenmedik biçimde yeniden başlamaması
• Isı ve bakım: montaj yeri, boşluklar, akü değişim aralığı, öz test planı
• Belge ve doküman: varış yeri için gereken belge ya da işaret. İngilizce (gerekiyorsa Türkçe) kılavuzlar ve etiketler

Japon Tedarikçiye Sorulacak Sorular

Bu sorular bir e-postaya ya da teknik sorgu formuna olduğu gibi kopyalanabilir. Japon tedarikçiyle yazışmanız İngilizce ise soruları İngilizceye çevirip gönderin.

• Lütfen UPS üreticisini, model numarasını ve föyünü iletin. Online (joji inverter), line-interactive ya da standby (joji shoyo) hangisidir?
• UPS giriş gerilimi ve frekans aralıkları nedir? Cihaz bizim saha beslememizde, [gerilim] V ve [frekans] Hz'de çalışabilir mi? Çalışamıyorsa ne öneriyorsunuz (trafo ya da yerel gerilime uygun bir UPS)?
• Lütfen UPS çıkışına bağlı tüm yükleri W ve VA değerleriyle listeleyin ve toplamı UPS anma değerleriyle karşılaştırarak gösterin.
• Hangi yedekleme süresine göre tasarım yaptınız ve hangi yükte? Bunun kapsadığı kapatma adımlarını ve kullandığınız çalışma süresi eğrisini gösterin.
• Aküye geçiş süresi nedir ve akü çalışmasında çıkış dalga şekli nedir?
• UPS hangi koşullarda bypass'a geçer ve bypass'ta yüke ne olur?
• Hangi UPS durum sinyalleri PLC'ye ya da PC'ye bağlı ve her sinyal ne anlama geliyor? Kapatma yazılımı dahil mi ve yapılandırıldı mı?
• Akü tipi ve önerilen değişim aralığı nedir? Yedek aküler Japonya dışından temin edilebilir mi?
• UPS hangi güvenlik belgesine sahip (örneğin UL 1778 ya da IEC 62040-1)? İngilizce kılavuzlar mevcut mu?

Bu Rehberin Sınırları

• Bu rehber kontrol gücü için AC UPS cihazlarına odaklanır. Büyük üç fazlı sistemler ve DC UPS'ler aynı fikirleri izler ama üreticinin kendi tasarım kılavuzunu gerektirir.
• Geçiş süreleri, dalga şekilleri, giriş aralıkları ve çalışma süreleri modele göre değişir. Her zaman ilgili cihazın föyünü kullanın.
• Güç seçimindeki rakamlar ve %20 pay birer örnektir, tasarım kuralı değildir. Şirketiniz ya da projeniz kendi payını belirleyebilir.
• Ülke tablosundaki gerilimler nominal priz değerleridir. Endüstriyel beslemeler ve sahanızdaki gerçek gerilimler farklı olabilir.
• UPS'in hangi belgeye ihtiyaç duyduğu ve panonun güç kaybında nasıl davranması gerektiği, proje şartnamesine, geçerli mevzuata ve emniyet tasarımına bağlıdır. Bu kararlar sorumlu mühendise ve yetkili makama aittir.
• UPS çıkışı şebeke ayrıldığında da enerjili kalabilir. UPS'li bir panoda çalışmadan önce enerji izolasyonu kuruluşunuzun prosedürüne ve yetkili elektrik personeline aittir. Bu rehber bir çalışma talimatı değildir.

SSS

UPS Tüm Makinemi Çalışır Tutar mı?

Hayır. UPS yalnızca çıkışına bağlı ekipmanı ve yalnızca akünün dayandığı süre boyunca çalışır tutar. Motor gücü, enstrüman havası ya da başka devrelerdeki ağlar durursa proses devam edemeyebilir. Bu yüzden tasarımda hangi ekipmanın çalışmaya devam edeceğini, hangisinin duracağını belirleyin.

Online UPS Her Arızada Kesintisiz Midir?

Hayır. Online UPS'te normal invertör çalışmasından aküye geçerken kesinti olmaz. İç arızalar, aşırı yükler ve bypass ya da bakım çalışması farklı koşullardır. Bu durumlar için de her modelin çalışma spesifikasyonunu okuyun.

Online ve Line-Interactive UPS: Kontrol Panosu İçin Hangisini Kullanmalıyım?

Yüke ve sahadaki şebekeye bağlıdır. Yük hiçbir geçiş boşluğunu tolere edemiyorsa ya da şebekede sık gerilim ve frekans bozulmaları varsa online seçin. Yük föydeki geçiş süresini tolere ediyorsa ve giriş genellikle AVR'nin aralığında kalıyorsa line-interactive bir cihaz yeterli olabilir.

Daha Büyük UPS Daha Uzun Çalışır mı?

Mutlaka değil. VA ve W cinsinden çıkış gücü ile akü yedekleme süresi ayrı performans değerleridir. Aynı güce sahip iki UPS, aküye bağlı olarak farklı yedekleme sürelerine sahip olabilir. Bu yüzden cihazı, watt cinsinden yükünüz için çalışma süresi tablosundan seçin.

UPS Verimi Otomatik Kaydedebilir mi?

Tek başına hayır. UPS yalnızca güç sağlar. Akü gücü sürerken uygulamalara ve işletim sistemine kapanmasını söylemek için kapatma yazılımına ya da ağ ya da kontak sinyallerine ihtiyaç duyar. Enerji geri geldikten sonra akü şarjı anında dolmaz. Bu yüzden yeniden başlatma sırasını ve koşullarını da belirleyin.

Kaynaklar

• UPS topolojileri, IEC 62040-3 girişe bağımlılık sınıfları (VFD, VI, VFI), eco modda sınıf değişimi: Schneider Electric, White Paper 1 "The Different Types of UPS Systems" (İngilizce)
• VA ve W değerleri ve geleneksel %60 oranı: Schneider Electric FAQ FA157485 (İngilizce); Schneider Electric blog, "VA vs Watts: What's the Difference Anyway?" (İngilizce)
• AVR gerilim düzenleme ve akü çalışması farkı: Schneider Electric FAQ FA158913 (İngilizce)
• UPS aşağı akışında koruma koordinasyonu: Schneider Electric FAQ FAQ000280512 (İngilizce)
• Japon UPS topolojileri ve çıkış dalga şekilleri: Omron Social Solutions, UPS besleme yöntemleri (Japonca)
• VA/W sınırları, geçiş süresi, kare dalga kısıtları, yedekleme süresi koşulları: Omron Social Solutions, spesifikasyon maddeleri sözlüğü (Japonca)
• Enerji geldikten sonra yeniden başlatma: Omron Social Solutions SSS (Japonca); Schneider Electric FAQ FA342238 (Japonca)
• UPS genel bakış ve kapatma yazılımı: Omron Industrial Automation, UPS teknik kılavuzu (Japonca); kapatma yazılımı (Japonca)
• Yedekleme süresi payı (2 kat) ve akü ömrü sonunda yarıya düşme: Fuji Electric, UPS nasıl seçilir (Japonca)
• Güç bozulmaları, topolojiler ve bypass: Mitsubishi Electric, UPS ürün özellikleri (Japonca)
• Anlık gerilim çukurları: Kansai Transmission and Distribution (Japonca)
• Ototransformatör kademeli AVR (Şekil 4'ün prensibi): Renesas, uygulama notu CM-314 (İngilizce)
• JIS C 4411-3:2014 (IEC 62040-3'ün karşılığı): Japon Standartlar Derneği önizleme (Japonca); IEC 62040-3:2021: IEC Webstore
• IEC 62040-1 (UPS güvenlik gereksinimleri): IEC Webstore
• UL 1778 kapsamı ve CSA C22.2 No. 107.3 ile uyumu: UL Solutions, "UL 1778, the Standard for Uninterruptible Power Systems" (İngilizce)
• Ülkelere göre nominal gerilim ve frekans: WorldStandards, "Plug, socket and voltage by country" (İngilizce)
• Japonya'da 50/60 Hz sınırı: Hitachi Energy, Japonya'da bölgeler arası HVDC bağlantısı (Japonca)
• Tek faz üç telli 100/200 V sistem: Watanabe bina tesisatı sözlüğü (İngilizce)
• Türkiye'deki bir UPS ürün kaydında EN 62040 serisine atıf örneği: DMO ürün kataloğu (Türkçe)