Satın Alma Rehberi
Kaynak
Yrd. Doc. Dr. Vehbi BÖLAT, TUNÇMATİK A.Ş.
Giriş
Bilgi işleme teknolojilerindeki baş döndürücü gelişme, işlenen verilerin zarar görmeden depolanması gereksinimini de beraberinde getirmiştir. Bilgisayarların güç kaynakları ancak, elektrik kesintisinin yaklaşık 100 msn. den daha kısa sürmesi durumunda, RAM belleklerde 0-1 sayısal seviye olarak tutulan verilerin (elektriksel CMOS gerilim seviyeleri) silinmesini önler ve bilgisayar bu elektrik kesintisini hissetmeden çalışmasını sürdürebilir. Anakart üzerinde yer alan tümleşik güç kaynağı, 100 ms. den sonraki 50 msn. boyunca, tutulan verilerin yedeklenmesini sağlayabilir, ancak bu sürenin sonunda, toleransları içinde kalan (ortalama olarak -/+ %10) şebeke elektrik enerjisi gelmezse, tüm güç kaynaklarının gerilimi hızla azalır ve bellek taponlarında tutulan tüm veriler silinir.
Kesintisiz Güç Kaynakları (KGK), bilgisayarlara sürekli enerji sağlamak üzere tasarlanmış güç elektroniği disiplinin tipik bir örneğidir. Çıkış güçleri geniş bir aralıkta değişebileceği gibi, güç dönüştürme yapıları da ev kullanımına uygun olarak bir fazlı, sanayi / ticari kullanıma uygun olarak üç fazlı olabilir. Evlerde kullanılan kişisel bilgisayarların (PC) güç kaynakları, çıkış güçleri, kullanılan bilgisayar ve çevre donanımlara (CPU, VGA, Monitör, yazıcı, fax-modem vs.) bağlı olarak 500 VA ile 1000 VA arasında değişen bir fazlı KGK lardan beslenir. Çoğu kez line-interactive yapıdaki KGK lar, PC kullanımında yeterli olmakla beraber, gelişmiş mimarilerde (örneğin sunucu sistemlerinde) on-line KGK sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır.
Line-interactive KGK lar, normal çalışmaları sırasında şebeke enerjisini doğrudan ve hiçbir gerilim / frekans düzeltmesi yapmadan bilgisayara uygular. Dolayısıyla şebeke geriliminde meydana gelebilecek gerilim / frekans dalgalanmaları ve bozulmaları hiçbir regülasyona uğramadan, olduğu gibi bilgisayara uygulanmış olur. Sanayi uygulamalarında karşılaşılan enerji kalite problemlerinin söz konusu olmadığı, ev ve ofis ortamında kullanılan şebeke geriliminin doğrudan bilgisayarların güç kaynaklarına uygulanmasında sakınca öngörülmemektedir ve bu durum bilgisayarda, gerilim dalga şekline bağlı bir problem oluşturmaz. Şebeke kesintisi durumunda Line-interactive KGK lar, aküsünden aldığı doğru gerilim şeklindeki elektrik enerjisini, kare dalga şeklindeki alternatif gerilime dönüştürür ve bilgisayara uygular. Şüphesiz ki, elektrik kesintisi sırasında KGK tarafından bilgisayara uygulanan ve bilgisayar modeline göre değişen kare dalga veya sıfır seviyeli kare dalga şeklindeki çıkış geriliminin kalitesi, şebekenin sinüsoidal dalga şeklinden daha düşüktür, ancak bilgisayarların güç kaynakları, nispeten kısa sürecek (7-10 dakika arası) olan bu çalışma durumunu tolere edebilmektedir.
On-Line KGK lar daha üst güçlerde ve daha görev-kritik uygulamalarda kullanılmaktadır. Tek fazlı ve üç fazlı yapıda olabilirler. Günümüzde otomasyon sistemleri, ATM makinaları, haberleşme sistemleri, tıp cihazları gibi kritik yüklerin beslenmesinde yaygın kullanım alanı bulmuşlardır. Line-interactive yapıdan farklı olarak, kritik yük olarak nitelendirilen bilgi işleyicilerin elektrik güç gereksinimi normal çalışma sırasında şebeke yerine KGK ünitesi üzerinden karşılanır ve KGK, yükü şebeke geriliminde baş gösterebilecek tüm olumsuzluklardan koruyacak (gerilim / frekans değişimleri, harmonikler, EMI, Flicker vs.) şekilde izole eder.
Kesintisiz olmasının yanısıra, kaliteli ve regüleli temiz bir elektrik gücü de sunan on-line KGK lar, gelişmiş güç ve kontrol yapıları ile günümüz bilgi işlem teknolojilerinin ihtiyaç duyduğu güç korumasını sağlamaktadır.
ÇALIŞMA PRENSİBİ
Çok fazla teknik detaya girmeden, hem bir fazlı hem de üç fazlı bir KGK da gerçekleşen güç dönüşümü kısaca aşağıdaki şekilde özetlenebilir:
Şebekenin alternatif gerilimi (220 V / 380 V, 50Hz) öncelikle, evirici güç katının besleme ihtiyacını karşılayacak ve ayrı bir akü şarj devresinin bulunmadığı sistemlerde yer alan akülerin şarj gerilimini sağlayacak şekilde doğrultulur. Doğrultma işlemi, KGK nın giriş kısmında yer alan bir doğrultucu tarafından gerçekleştirilir. Akü şarj ünitesinin ayrı olduğu modellerde doğrultulan gerilim ile sadece ikinci bir güç dönüştürme ünitesi olan evirici beslenir. Evirici, doğrultulmuş gerilimi tekrar, ama bu defa çok daha kararlı ve regüleli bir alternatif gerilime dönüştürür. KGK’nın çıkışında oluşan bu gerilim, nominal değerinden %1 gibi çok düşük sapma gösterir. Benzer şeyler frekans için de söylenebilir. Sonuç olarak KGK çıkışında, KGK girişindeki şebeke enerjisinden, gerilim ve frekans karakteristiği bakımından çok daha kaliteli bir elektrik enerjisi elde edilir. On-line sistemlerin maliyeti, karmaşık yapısı, ağırlığı, boyutları vs. getirdiği avantajların bedelidir.
KGK ların çoğunda, evirici güç katında meydana gelen bir arıza durumunda kritik yüklerin beslemesiz kalmaması için konulmuş bypass anahtarı olarak adlandırılan bir yapı da mevcuttur. Şebeke gerilimi ile KGK çıkış gerilimi tam olarak senkronize iken, ki bu senkronizasyon KGK tarafından sağlanır, oluşacak bir arıza durumunda yük akımı kesintisiz olarak bypass kaynağına transfer eder. Bypass anahtarı ile KGK ünitesine çoğu kez aynı şebeke gerilimi uygulanır.
KGK SEÇİM KRİTERLERİ
PC kullanıcısı olarak bizi en fazla ilgilendiren konu nasıl bir KGK seçmemiz gerektiğidir.
Şimdi KGK seçim kriterlerini sırayla inceleyelim:
1- Görünü güce göre KGK seçimi:
KGK çıkışına bağlanacak cihaz (Bilgisayar, yazıcı, fax vs.) sayısı ve gücü, seçilmesi gereken KGK nın gücünü belirler. Bu güç görünür güçtür ve birimi kVA ile ifade edilir. Görünür güç,
Görünür güç (VA) = Gerilim (V)*Akım(A)
bağıntısı ile verilir, değeri doğrudan, gerilim/akım RMS değeri ölçen ölçü cihazlarının ölçtüğü büyüklüklerle saptanır. Ancak elektrik enerjisi tüketen yüklerde asıl harcanan güç aktif güçtür, birimi Watt dır ve görünür güç ile arasında
Aktif güç = Görünür güç * Güç faktörü
bağıntısı geçerlidir. Sonuç olarak “bir” den küçük olan güç faktörü değerleri KGK nın kullanılabilir kapasitesini azaltmaktadır. Elektrik enerjisinin ne kadar verimli kullanıldığının ölçüsü olan güç faktörü değeri genellikle üç fazlı KGK cihazlarında 0.8, bir fazlı olanlarda ise 0.7 dir. Örnek olarak 10 kVA gücündeki üç fazlı bir KGK nın çıkışından max. 8 kW, bir fazlı olanından ise max 7 kW güç çekebilirsiniz. Bu değerlerin üstünde güç çekecek şekilde çok fazla sayıda cihazı KGK çıkışına bağladığınızda KGK nız aşırı akım uyarısı verir ve yükünüz, çekilen akım değerine bağlı olarak, bir süre sonra bypass kaynağına transfer
eder ve/veya KGK nız kapanır.
Kullanıcı, satın alacağı KGK gücünü belirlerken, KGK üzerinden beslemeyi düşündüğü yüklerin etiketlerinde yazılı olan tüm VA değerlerini toplamalı veya akım ve gerilim değerlerinden söz konusu gücü hesaplamalıdır. Ortaya çıkan gücün üstündeki standart bir KGK ürününü seçebilirsiniz. Belirlediğiniz gücün %20 üstünde bir güce sahip KGK nın seçilmesi yaygın bir pratiktir. İhtiyacın üstünde seçilecek KGK da güç elemanları daha az
akım ve gerilim streslerine maruz kalır ve kullanım ömrü uzar.
Kullanılan monitörün diagonal ölçüsü ile bilgisayarınızın güç kaynağını belirleyen CPU hızı ve üretim proses tipi, kullanılan ekran kartı modeli, Harddisk, soğutucu fanlar vs. gibi faktörler, tümüyle seçmeniz gereken KGK nın gücünü etkiler. Bilgisayar sisteminizin güç tüketimi hakkında bir fikriniz yoksa, KGK satın almadan önce, satıcı firmaya mevcut ve
ileriye dönük ihtiyacınızı iyi anlatmalısınız.
2- Faz sayısına göre KGK seçimi:
Aksi belirtilmedikçe KGK nın faz sayısı çıkış fazları için verilmektedir. Genellikle 10 kVA nın üzerindeki KGK lar üç fazlıdır ve üç fazlı elektrik dağıtım sisteminin kurulu olduğu işletmelerde kullanılır. Ev ve küçük ofis uygulamaları için bir fazlı KGK kullanımı yeterlidir. Üç fazlı KGK ların çıkışına bağlanacak bir fazlı yüklerin dengeli şekilde dağıtılması kadar üç fazlı elektrik dağıtım sisteminden beslenen bir fazlı KGK ların da dengeli dağıtılması esastır. Faz iletkenlerinden çok farklı akımlar çekecek şekilde dengesiz dağıtılmış KGK lar / kritik yükler nötr hattından akacak akımları arttırır. Aşırı nötr akımları, güç kayıplarının artmasına, monitör ekranlarında dalgalanmalara, hatta bazı durumlarda harddisk hatalarına bile neden olabilir ve ek tedbirlerin alınmasını zorunlu kılar. Bir fazlı elektrik sisteminden beslenen bir fazlı KGK kullanımında bu tip olumsuzluklar söz konusu değildir.
Sonuç olarak; sadece evde kullanılacak KGK ların bir fazlı; üç fazlı elektrik tesisatının kurulu olduğu yerlerde ise, kullanıcının tercihine bağlı olarak, bir veya üç fazlı KGK kullanılması gerekir. Üç fazlı sistemlerde faz ve nötr iletkenlerinin uygun boyutlandırılması ve yük dağılımının doğru yapılması, ileride karşılaşılabilecek olası sorunları en aza indirecektir.
3- Akü süresine göre KGK seçimi:
KGK nın temel kullanım amacı, elektrik kesintisi durumunda kritik yükleri, çekilen yük akımına bağlı olarak akü kapasitesinin belirlediği bir süre boyunca beslemeye devam etmektir. Aküler en az KGK nın kendisi kadar önemli sistem bileşenleridir ve seçimleri, bakımları ayrı bir önem gerektirir. Aküden beslenme süresi, kullanılan akü kapasitesi ile orantılıdır, diğer bir deyişle uzun süren elektrik kesintileri için düşünülecek akülerin kapasitesi (Ah) yüksek olmak zorundadır. Bu durum ise büyük güce sahip bir KGK kullanmanızı gerektirir. Bununla beraber düşük çıkış gücüne sahip ancak yüksek aküden çalışma süresi sunan standart dışı KGK lar da mevcuttur. Genellikle fiyatları yüksek olan bu modellerde şarj devrelerinin akım değerleri yüksektir veya ek şarj devreleri kullanılmaktadır.
Sadece bir PC ye yönelik standart KGK da yaygın olarak 12 V / 7 Ah lik aküler kullanılır ve aküden besleme süresi yaklaşık 7-10 dakika arasında değişmektedir.
KGK da akü ile ilgili sorunlar yaşamamak için akü bağlantılarının sağlam, akü şarj geriliminin doğru ve akü ortam sıcaklığının uygun (ortalama sıcaklık 20° derece) olduğundan emin olmalısınız. Uzun süre kullanılmayan KGK ların aküsü kendi iç direnci üzerinden boşalır ve akünün durumuna, markasına / modeline ve kullanım süresine bağlı olarak yeniden şarj olmayabilir. Bilgisayarın kullanılmadığı zamanlarda bile KGK nın çalışır
durumda (şebekeye bağlı) bırakılması tavsiye edilir.
Aküden çalışma süresine bağlı KGK seçiminde, satıcı firma size en uygun KGK yı önerecektir.
4- Diagnostik özelliklere göre KGK seçimi:
KGK teknolojisindeki gelişmeler kullanıcı arayüzüne de yansımıştır. Ön panelde yer alan analog veya sayısal göstergeler kullanıcıya KGK nın çalışma durumu ve alarmları hakkında bilgiler verir. Hemen hemen tüm KGK larda yer alan aşırı yük alarmı KGK nın aşırı bir şekilde yüklendiğini, akü alarmı aküden besleme süresinin azaldığını veya akü ile ilgili bir sorunun yaşandığını bildirir.
Kullanıcıların bu alarmları dikkate alması ve kullanım kitapçığına veya satıcı firmaya başvurarak gerekli tedbiri alması gerekir. Bazı KGK lar izleme (monitoring) yazılımları ile sunulmaktadır. Bu yazılımları bilgisayarınıza yükleyerek ve bilgisayarın seri haberleşme portu ile KGK nızın RS232 portu arasında bir haberleşme linki kurarak, KGK nızın tüm çalışma durumunu bilgisayar ekranınızdan sürekli izleyebilirsiniz. Gelişmiş KGK modellerinde SNMP yazılımları da mevcuttur. SNMP kitleri, KGK nızı internet veya ağ
ortamında, ancak gecikmeli olarak izleme imkanı sunar.
Çok kritik uygulamalarda diagnostik özellikler, arızanın tespit edilmesi ve giderilmesi
sırasında servis süresini kısalttığı için önem kazanmaktadır.
Sonuç olarak; seçeceğiniz KGK da minimum sayıda durum / arıza izleme özelliğini aramalısınız. Bu sizi, sonradan karşılaşacağınız daha büyük sorunlara karşı koruyacaktır.
5- Şebeke gerilimi değişim aralığına göre KGK seçimi:
Yukarda sayılanların dışında KGK nın besleneceği şebeke geriliminin efektif değer ve frekansının değişim aralığı da KGK seçimini etkileyen diğer bir husustur. Şebeke gerilimi çok geniş aralıkta değişiyorsa, kullanılacak KGK da bu duruma uyum sağlayabilmelidir. Şebeke (giriş) gerilimi nominal değerinin çok üstüne çıktığında ya da çok altına indiğinde kritik yük aküden beslenecek ve bir süre sonra akü tümüyle boşalacaktır. Akü yeniden şarj olmadan meydana gelecek ikinci bir elektrik kesintisinde KGK gerekli güç korumasını sağlayamayacaktır. Bu durumdan korunmak için kullandığınız şebeke geriliminden ve değişim aralığından, KGK cihazınızın teknik verilerinin bu durumu desteklediğinden emin olmalısınız, gereken durumlarda gerilim değişimini düzenleyen bir gerilim regülatörü kullanabilirsiniz.
Bu makalede KGK temel çalışma prensipleri, KGK seçiminde ve kullanımında göz önüne alınması gereken temel hususlar özetlenmiştir. Değişik marka ve modelde çok sayıda KGK cihazının piyasada satıldığı düşünülecek olursa son kullanıcıların seçimlerinde çok dikkatli davranmaları önem kazanmaktadır. KGK seçiminde dış görünüşten ziyade, broşür teknik verilerinin dikkate alınmasını, KGK nın çalışan bir bilgisayarda denenmesini ve aküden çalışma süresinin öngörülen süreye uygun olduğunun test edilmesini ve hepsinden önemlisi satın aldığınız cihazın teknik servis ve yedek parça güvencesi ile geldiğinden emin olmanızı tavsiye ederim. |
