Bộ lưu điện UPS là gì? Cấu tạo nguyên lý, lưu ý khi sử dụng

Trong nhịp sống hiện đại việc giữ cho nguồn điện liên tục trong cuộc sống đã trở thành nhu cầu thiết yếu. Nhằm đảm bảo cho công việc hoạt động liên tục thì nhiều giải pháp nguồn điện dự phòng đã xuất hiện trên thị trường. Trong đó bộ lưu điện UPS chắc được khá nhiều người biết đến. Bài viết hôm nay sẽ cung cấp thông tin về bộ lưu điện UPS là gì? và các thông tin liên quan để các bạn hiểu hơn về bộ lưu điện dự phòng nhé.

Bộ lưu điện UPS là gì?

UPS có tên tiếng anh Uninterruptible Power Supply. Bộ lưu điện UPS là nguồn điện dự phòng cho các hộ gia đình hay công ty sử dụng khi nguồn điện chính bị mất điện, các sự cố xảy ra mà việc sao lưu dữ liệu trên máy tính chưa được thực hiện hoặc xử lý các công việc cấp thiết cần hoạt động liên tục như việc kiểm tra ra vào của các bãi giữ xe…

Bộ lưu điện sẽ tự động cung cấp lượng điện năng đã được lưu trữ vào ắc quy trước đó cho các thiết bị duy trì hoạt động một cách liên tục.

Bạn cần hiểu rõ là nó không thể loại bỏ sự cố mất điện nhưng nó góp phần duy trì nguồn điện đủ thời gian để bạn xử lý đối với các tình huống bị mất điện đột ngột.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện

Cấu tạo chung của UPS

Một bộ UPS thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Ắc quy: Đây là trái tim của UPS, nơi lưu trữ năng lượng điện. Khi có điện lưới, ắc quy sẽ được sạc đầy.
• Bộ biến đổi (Inverter): Khi mất điện, bộ biến đổi sẽ chuyển đổi dòng điện một chiều từ ắc quy thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho các thiết bị.
• Bộ sạc: Có nhiệm vụ sạc đầy ắc quy khi có điện lưới.
• Các mạch điều khiển: Quản lý quá trình hoạt động của UPS, đảm bảo nguồn điện ra luôn ổn định.

Nguyên lý hoạt động chung

Chế độ hoạt động bình thường: Khi có điện lưới, UPS sẽ lấy điện trực tiếp từ lưới điện để cung cấp cho các thiết bị và đồng thời sạc đầy ắc quy.

Chế độ hoạt động dự phòng: Khi mất điện, UPS sẽ tự động chuyển sang sử dụng nguồn điện từ ắc quy. Bộ biến đổi sẽ nhanh chóng chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho các thiết bị, giúp duy trì hoạt động liên tục.

Chế độ tiết kiệm năng lượng: Một số UPS có chế độ tiết kiệm năng lượng, giúp giảm tiêu thụ điện năng khi không có sự cố về điện.

Chế độ bảo vệ: UPS có các mạch bảo vệ để ngăn chặn các sự cố quá tải, ngắn mạch, giúp bảo vệ thiết bị của bạn.

Có mấy loại bộ lưu điện phổ biến hiện nay?

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại UPS với các công nghệ khác nhau, trong đó nổi bật là các dòng UPS sử dụng công nghệ Offline, Line-Interactive và Online.

• Công Nghệ UPS Offline:
  • Xuất hiện sớm nhất, cho nguồn điện ngõ ra dạng sóng vuông hoặc sine mô phỏng.
  • Điện áp không ổn định, sai số cao.
  • Thời gian lưu điện ngắn, chuyển mạch giữa các chế độ trễ từ 4-10ms.
  • Công suất nhỏ, ít chức năng mở rộng.
• Công Nghệ UPS Line-Interactive:
  • Cải tiến từ công nghệ Offline, ổn định điện áp ngõ ra tốt hơn.
  • Điện áp ngõ ra dạng sóng sine mô phỏng thay vì sóng vuông.
  • Ổn định hơn, dải điện áp thay đổi nhỏ hơn.
• Công Nghệ UPS Online:
  • Phát triển gần đây nhất, khắc phục hầu hết nhược điểm của UPS Offline và Line-Interactive.
  • Điện áp ngõ ra dạng sine chuẩn, sạch, hạn chế sóng hài, rất ổn định.
  • Sai số điện áp và tần số xấp xỉ bằng 0.1%, thời gian chuyển mạch gần như bằng 0ms.
  • Nhiều chức năng, hỗ trợ khe cắm và điều khiển thông minh.
  • Thời gian lưu trữ điện dài hơn và có thể tùy chỉnh, phù hợp với các thiết bị công suất vừa và lớn.

Ưu điểm của bộ lưu điện UPS

Cấp điện tức thời khi lưới điện gặp sự cố

Khi kết nối UPS với hệ thống, thiết bị này đảm bảo cung cấp điện liên tục. Trong hoạt động bình thường, UPS có thể cung cấp điện từ 6 đến 8 giờ. Nếu mất điện kéo dài, UPS tạo điều kiện để người dùng tắt hệ thống một cách an toàn, ngăn chặn hiệu quả việc thất thoát dữ liệu do mất điện.

Ngoài ra, UPS còn đảm bảo cung cấp dòng điện sạch cho các thiết bị kết nối. Dù nguồn điện vào UPS có như thế nào, nó sẽ được lọc để loại bỏ các bất thường, giúp hệ thống duy trì hoạt động ổn định và không bị gián đoạn.

Đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện

Sử dụng hệ thống UPS là giải pháp bảo vệ tối ưu cho các thiết bị điện trong văn phòng và công nghiệp. Thiết bị này được trang bị nhiều mạch cảm biến liên tục giám sát mức điện. Khi phát hiện nguồn điện kém, UPS ngay lập tức chuyển sang cung cấp điện từ nguồn ắc quy. Ngoài việc ổn định điện áp, hệ thống UPS còn ngăn chặn hiệu quả hiện tượng quá áp, sụt áp và các sự cố mất điện khác.

Tạo ra nguồn điện sạch

UPS có vai trò quan trọng trong việc tạo ra nguồn điện sạch và ổn định cho toàn bộ hệ thống điện. Thiết bị này không chỉ lọc xung và chống nhiễu mà còn đảm bảo nguồn điện đầu vào cho các thiết bị luôn ổn định. Điều này giúp tránh được các sự cố như chập điện và cháy nổ, bảo vệ an toàn cho hệ thống và thiết bị điện.

Tiết kiệm chi phí, chống sét cho đường dây điện thoại

UPS có khả năng chống sét hiệu quả, giúp người dùng yên tâm không lo sét đánh gây hư hỏng thiết bị điện hoặc gây cháy nổ. Nhờ đó, tuổi thọ của các thiết bị điện được kéo dài, giảm thiểu chi phí sửa chữa và thay thế.

Bộ lưu điện UPS có thể cắm toàn bộ thiết bị ngoại vi không?

Do công suất của UPS có giới hạn, nên cần hạn chế cắm nhiều thiết bị ngoại vi vào cùng lúc. Router ADSL và máy tính bàn là hai thiết bị nên ưu tiên sử dụng với UPS.

Khi nguồn điện lưới bị cắt, việc cắm quá nhiều thiết bị, đặc biệt là các thiết bị có công suất lớn như máy in, vào UPS sẽ tiêu tốn nhiều điện năng, làm giảm thời gian hoạt động của UPS. Điều này có thể dẫn đến việc không đủ thời gian để sao lưu dữ liệu từ máy tính hoặc chờ đợi nguồn điện trở lại.

Ứng dụng của bộ lưu điện UPS trong đời sống sản xuất

Bộ lưu điện dùng cho máy tính, máy chủ (server)

Máy chủ và máy tính là nơi lưu giữ dữ liệu quan trọng của công ty và doanh nghiệp. Vì vậy, việc trang bị bộ lưu điện UPS là rất cần thiết để đảm bảo các thiết bị này không bị tắt đột ngột, tránh hư hỏng và mất mát dữ liệu quý giá. UPS không chỉ bảo vệ an toàn cho dữ liệu mà còn giúp duy trì hoạt động liên tục, ổn định cho toàn hệ thống.

Ứng dụng của bộ lưu điện trong công nghiệp

Xưởng công nghiệp thường hoạt động với lượng máy móc lớn, tiêu thụ điện năng một cách liên tục, thường xuyên. Do đó, bộ lưu điện công nghiệp được dùng rất phổ biến trong lĩnh vực này để có thể giúp lưu trữ điện năng, đông thời duy trì hoạt động của thiết bị máy móc không bị gián đoạn hay hỏng hóc.

Ứng dụng trong lĩnh vực giao thông

Hệ thống camera giao thông, hệ thống chiếu sáng và đèn tín hiệu giao thông cần được cấp điện liên tục để đảm bảo hoạt động giao thông diễn ra suôn sẻ và an toàn cho người tham gia. UPS cung cấp nguồn điện ổn định, giúp các hệ thống này hoạt động không gián đoạn, giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu quả quản lý giao thông.

Trong quản lý bãi giữ xe

Trong quản lý bãi giữ xe, UPS có ứng dụng sau:

• Bộ lưu điện UPS cung cấp nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện đột ngột, giúp hệ thống bãi giữ xe duy trì hoạt động liên tục và không bị gián đoạn.
• UPS bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi các sự cố điện như sụt áp, tăng áp, và nhiễu điện, từ đó kéo dài tuổi thọ của thiết bị và giảm thiểu chi phí bảo trì.
• Với nguồn điện ổn định, hệ thống camera giám sát và cổng vào ra tự động hoạt động liên tục, giúp tăng cường an ninh cho bãi giữ xe.

>> Có thể bạn quan tâm: Phân Tích Hiệu Quả Của Việc Thuê Máy Giữ Xe

Cách tính công suất UPS cần mua

Có rất nhiều trường hợp vì tiết kiệm chi phí mà chấp nhận lựa chọn bộ lưu điện UPS có công suất thấp khiến cho thời gian hoạt động của sản phẩm vô cùng ngắn và không đáp ứng được nhu cầu sử dụng.

Ngược lại, nếu mua bộ lưu điện UPS có công suất cao thì tốn kém. Trong khi nhu cầu sử dụng chỉ bằng nửa công suất bộ lưu điện.

Vì vậy, bạn cần phải biết tính công suất bộ lưu điện là bao nhiêu, tối thiểu bạn cần bao nhiêu công suất cho để sử dụng cho tổng các thiết bị ngoại vi khi điện bị mất đột ngột.

Đầu tiên, bạn cần xác định được 2 yếu tố:

• Xác định tổng công suất toàn bộ tải
• Thời gian sử dụng

Các bước tính công suất:

Bước 1

Tính tổng công suất sử dụng thực tế. Để khi mất điện bạn chỉ nên sử dụng những thiết bị thật sự cần thiết và không nên sử dụng cho những thiết bị không cần thiết.

Bước 2

Tính công suất bộ lưu điện, nếu thiết bị sử dụng chỉ gồm các sản phẩm có nguồn khởi nhỏ như: máy tính, TV, đèn, quạt,.. thì công suất của bộ lưu điện UPS nên lớn hơn 1.5 lần so với tổng công suất thực tế được tính ở bước 1. Còn nếu thiết bị có dòng khởi lớn hơn như: máy lạnh, tủ lạnh, máy bơm, máy in thì công suất của bộ lưu điện cần mua phải gấp 2 lần so với tổng công suất thực tế. Nếu các thiết  bị này có số lượng nhiều thì có thể mua UPS gấp 2.5 hoặc 3 lần so với tổng công suất thực tế.

Tuy nhiên, cách tính này Eparking giới thiệu cho bạn chỉ mang tính chất tham khảo đối với một số dòng UPS. Để biết được cụ thể từng loại UPS bạn có thể tìm hiểu và liên hệ đến các công ty về kỹ thuật để được tư vấn kỹ hơn nhé!

Sử dụng và bảo quản nguồn điện dự phòng UPS

Để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ của UPS, hãy tuân theo các hướng dẫn sau:

• Lắp Đặt: Đặt UPS ở vị trí thuận tiện, thoáng mát và khô ráo.
• Vệ Sinh Định Kỳ: Thường xuyên vệ sinh để tránh bụi bẩn bám vào, ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị.
• Xả Điện Định Kỳ: Xả điện định kỳ khoảng 2 tháng một lần. Khi dung lượng ắc quy còn 10%, hãy khởi động và nạp lại điện từ đầu.
• Kiểm Tra Bình Ắc Quy: Kiểm tra bình ắc quy hoặc pin định kỳ. Nếu phát hiện hiện tượng phồng, hãy thay mới để đảm bảo UPS hoạt động hiệu quả khi mất điện.
• Sử Dụng Hợp Lý: Tránh để UPS hoạt động khi không cần thiết nhưng cũng không để máy tắt quá 3 tháng. Sạc định kỳ mỗi 3 tháng một lần.

Lưu Ý: Không để ắc quy kiệt điện hoàn toàn vì sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ. Nên sạc lại khi dung lượng giảm xuống tối thiểu 10%.

Lưu ý sử dụng bộ lưu điện an toàn, hiệu quả

Để sử dụng bộ lưu điện (UPS) một cách an toàn và hiệu quả, hãy tuân theo các hướng dẫn sau:

Môi trường

• Đặt UPS ở nơi thông thoáng, tránh ánh nắng trực tiếp.
• Tránh đặt UPS ở những nơi có độ ẩm cao và nhiệt độ quá cao.
• Không đặt vật dụng hoặc giấy tờ lên UPS. Đảm bảo khoảng cách giữa UPS và các vật dụng hoặc bề mặt khác từ 30-50 cm để đảm bảo an toàn nhiệt.

Tắt UPS

• Tắt UPS khi không sử dụng để tránh lãng phí điện năng và rút khỏi nguồn điện.

Xả & nạp ắc quy

• Ở môi trường có điều hòa nhiệt độ, mỗi chu kỳ 6 tháng một lần, sử dụng UPS ở chế độ ắc quy.
• Ở những nơi không có điều hòa nhiệt độ, mỗi 3 tháng, xả ắc quy xuống 50% để làm tươi lại ắc quy bằng cách rút UPS ra khỏi điện lưới và cho nó chạy tải. Sau đó, cắm lại sạc trong ít nhất 8 giờ.
• Thực hiện điều này cho cả ắc quy lưu kho và ắc quy đang sử dụng để đảm bảo tuổi thọ.

Bảo vệ ắc quy

• Khi mất điện lưới, không để ắc quy xả quá sâu, đặc biệt với tải nhỏ (< 15% công suất ắc quy).
• Nếu UPS lưu kho quá lâu, phải cắm sạc lại trong ít nhất 8 giờ nếu đã để quá 3 tháng, đảm bảo đúng kỹ thuật.

Tải sử dụng

• Sử dụng loại tải và công suất tải đúng với công suất an toàn của UPS.
• Sử dụng tải tốt nhất khi công suất < 70% công suất an toàn của UPS.
• Khởi động thiết bị tải sau khi UPS đã hoạt động ổn định.

Như vậy, bộ lưu điện UPS đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn điện ổn định và liên tục cho các hệ thống điện, đặc biệt là các hệ thống yêu cầu độ tin cậy cao. Với cấu tạo và nguyên lý hoạt động như đã trình bày, UPS đã trở thành một giải pháp hiệu quả trong việc bảo vệ thiết bị và dữ liệu. Hy vọng, eParking đã giúp bạn giải đáp được bộ lưu điện UPS là gì.