Puhvertoiteallikas ehk katkematu toite allikas ehk UPS (Uninterruptable Power Supply) on seade, mille eesmärgiks on kaitsta elektritarbijaid elektrivõrgus ilmnevate probleemide eest. Näiteks elektri katkestused, mis võivad häirida eletriseadmete töökvaliteeti või füüsiliselt rikkuda seadmeid. Peamine ülesanne on seadmeid kaitsta toitepinge katkemise ning tugevate pingekõikumiste eest. Levinumad elektrivõrgu süsteemisisesed probleemid 1-faasilistes süsteemides on:

• pingelohk- kõige ohtlikum ja rahalist kahju toovam,
• süsteemiavariiehkvoolukatkestus- mitte väga ohtlik ja keskmiselt rahalist kahju toov,
• impulsspinge- mitte väga ohtlik ja vähe rahalist kahju toov,
• liigpingeehkülepinge- mitte väga ohtlik ja keskmiselt rahalist kahju toov,
• alapinge- mitte väga ohtlik ja keskmiselt rahalist kahju toov,
• voolutõuge,
• müra,
• sagedushälbed,
• suhtelineharmoonikutesisaldis.

UPS ühendatakse oma elektrilise sisendi ning väljundi abil kaitstava seadme sisendi ning elektrivõrgust (või mingist muust vahelduvvoolu energiaallikast) tuleva väljundi vahele. International Electrotechnical Commission avaldas 1999. aastal standardi, mille alusel saab UPS-id jagada kvaliteediklassidesse. Standard IEC 62040-3 defineerib UPS-id kolme klassi :

Klass 1

Kui tavaline UPS jälgib sissetulevat pinget ja selle liiga suure kõikumise korral toite kiiresti akule ümber lülitab või üritab seda kümmekonna voldi võrra korrigeerida, siis online-UPS teeb alati sissetulevast toitest alalispinge ja sellest jälle 230V vahelduvpinge. Eemaldades vahepeal vooluvõrgust filtrite abil kõikvõimalikke häireid. Antud puhvertoiteallika väljundpinge amplituud ning sagedus ei sõltu UPS-i sisendpinge amplituudist ning sagedusest.

Tööpõhimõte: vahelduvvool kulgeb UPS-i sisendisse, kus sel on võimalik liikuda edasi kolme üksusesse ehk seadmesse. Kui UPS on töökorras, juhitakse elektrivool edasi kahte üksusesse - akulaadijasse ning alaldisse. Kui aga süsteem avastab mõne kriitilise vea (ülekuumenemine või mõne üksuse riknemine), juhitakse vool automaatselt kogu UPS-i sees olevatest seadmetest nn. ringiga mööda ja otse UPS-i väljundisse. Sellises olukorras on kaitstav seade otseses elektrilises ühenduses toitesüsteemiga enne UPS-i ehk teisisõnu UPS-i kaitsefunktsioonid ei tööta enam.

Klass 2 - VI Line-Interactive (IEC 62040-3.2.18)

Termin „VI" tuleb inglise keelest mõistest Voltage Independent from mains supply, mille all peetakse silmas, et UPS-i väljundpinge amplituud ei sõltu UPS-i sisendpinge amplituudist. Võrreldes klassi 1 ning klassi 3. UPS-idega pakub VI Line-Interactive tehnoloogia parimat kvaliteedi ning hinna suhet. Puuduseks Online UPS-i ees on asjaolu, et kui UPS-i sisendis langeb pinge alla kriitilise piiri, toimub füüsiline lülitus, mille käigus UPS-i väljund ühendadakse elektriliselt lahti UPS-i sisendist ning ühendatakse elektrilisse kontakti UPS-i sees olevast (plii)akust tuleva toitevooluga. See võtab aega 4 - 6 ms, mis võib tundlikumal tarbijal kutsuda esile häireid või isegi seadmeid rikkuda

Joonis nr.67 VI Line-Interactive UPS

 

 

Klass 3 - VFD Offline ehk Passive Standby (IEC 62040-3.2.20)

Termin VFD tuleb ingliskeelest Voltage and Frequency Dependent from mains supply, mille all peetakse silmas, et UPS-i väljundpinge amplituud ning sagedus on tugevas sõltuvuses UPS-i sisendpinge amplituudist ning sagedusest. Võrreldes 1 ning 2 klassi UPS-idega, on Offline UPS kõige odavam, kuid pakub ka kõige vähem kaitset. Antud klass 3 UPS-i koostisest on välja jäetud täiendavad seadmed, mis peaksid toitekvaliteeti parandama - sisendisse antud signaali (toite) kuju on ka väljundis sama kujuga. See võib aga tundlikumate tarbijate puhul kriitiliseks osutuda.

Nagu ka VI Line-Integrated UPS-s, toimub siin füüsiline ümberlülitamine, kus kriitilise piirini langenud (või tõusnud) sisendpinge amplituudi korral ühendatakse UPS-i väljund elektriliselt lahti UPS-i sisendist ning viiakse elektrilisse kontakti hoopis (plii)akust tuleva toitevooluga. Erinevate tootjate info kohaselt toimub lülitamine aga veel aeglasemalt kui 2. klassi UPS-idel, ehk siis ümberlülituse aeg jääb ajavahemikku 4 - 10 ms. Osalt võib see tulla majanduslikust nipist kvaliteediklasse veel rohkem eristada, teisalt võib neid klasse dikteerida komponentide hind.

Mida tuleks UPS-i valikul kindlasti arvestada:

• võimsus - kui suure võimsusega tarbijat me saame UPS-i abil kaitsta,
• kvaliteediklass - kui kvaliteetset kaitset me tahame ja kui palju me oleme nõus selle eest maksma,
• tööaeg pärast süsteemiavarii ehk voolukatkestuse tekkimist - kui kaua suudab UPS toita kaitstavaid tarbijaid pärast süsteemiavarii tekkimist,
• pinge - kas UPS-i sisendpinge vastab antud riigis vastavale toitepinge väärtusele ning kas UPS-i väljundpinge kvaliteet vastab tarbija sisendpinge nõuetele,
• kasutegur - kui palju läheb energiat raisku (kiirgubsoojusena ümbritsevasse ruumi)

•töötingimused - UPS-i ümbritseva ruumi õhuniiskus, temperatuur, harvem kõrgus merepinnast.

 

 

KASUTATUD ALLIKAS: VIKIPEDIA