استخدام UPS مع المولد

عند استخدام UPS والمولد معًا، يجب أن تكون تغذية المولد متوافقة مع UPS. فإذا تذبذب تردد المولد خارج حدود تفاوت UPS، يعود UPS إلى البطارية؛ وعند انتهاء مدة البطارية (5 دقائق مثلًا) تنطفئ الأحمال حتى لو كان المولد يعمل.

لذلك لا يكفي أن يكون كلٌّ من UPS والمولد مناسبًا على حدة. فـ UPS يلبي الانقطاع في صفر ثانية لكن مدة بطاريته محدودة. والمولد يعطي الطاقة لساعات لكن دخوله في الخدمة يستغرق عادةً 10–15 ثانية. وإذا كانا سيعملان معًا فيجب تحديد قدرة المولد بحسب UPS وأن تتوافق الإعدادات بينهما.

كيف يعمل النظام؟

1. تنقطع الشبكة. ينتقل UPS إلى البطارية دون تأخير.
2. تكتشف لوحة ATS الانقطاع وتشغّل المولد.
3. يستقر المولد في الجهد والتردد. وتحوّل لوحة ATS الحمل إلى المولد.
4. ينتقل مقوّم UPS تدريجيًا إلى تغذية المولد. ويبدأ شحن البطارية.
5. عند عودة الشبكة تحوّل لوحة ATS الحمل إلى الشبكة. ويستمر UPS دون انقطاع.

كم يجب أن تكون مدة البطارية؟

نظريًا تكفي بضع ثوانٍ. عمليًا لا تكفي. فقد تفشل محاولة التشغيل الأولى للمولد؛ فتقوم لوحة التحكم بمحاولة ثانية وثالثة. وإذا ظهر إنذار فلا بد من تدخل أحدهم. لذلك تُختار في المشاريع عادةً مدة بطارية تتراوح بين بضع دقائق و10–15 دقيقة. وفي المنشآت الحرجة تكون المدة المستهدفة مكتوبة في مواصفات المشروع.

كم kVA يجب أن تكون قدرة المولد لنظام UPS؟

ليس UPS حملًا عاديًا بالنسبة إلى المولد. فيدخل في الحساب ما يلي:

• الحمل الذي يغذيه UPS.
• خسائر UPS: كفاءة المقوّم والعاكس.
• قدرة شحن البطارية: بعد الانقطاع، وبينما تُشحن البطاريات الفارغة، يرتفع دخل UPS ارتفاعًا ملحوظًا. وهذا هو البند الأكثر نسيانًا.
• التوافقيات: يسحب المقوّم تيارًا غير خطي. ومعاوقة الألترنيتر أعلى من معاوقة الشبكة. فالتيار التوافقي نفسه يُحدث في المولد تشوهًا أكبر في الجهد.

النسب التقريبية الشائعة القبول بحسب نوع المقوّم:

نوع مقوّم UPS	توافقيات تيار الدخل (THDi، نموذجي)	قدرة المولد / قدرة UPS (تقريبًا)
مقوّم IGBT (نشط)	< 5%	1.25–1.5 ×
ثايرستوري 12 نبضة + مرشح	~10%	~1.5 ×
ثايرستوري 6 نبضات، بلا مرشح	~25–35%	2 × أو أكثر

مثال: لنظام UPS بقدرة 200 kVA ذي مقوّم IGBT يُنظر في الاختيار المبدئي إلى مولد بقدرة 250–300 kVA تقريبًا. وفي نظام UPS قديم سداسي النبضات بالقدرة نفسها قد ترتفع هذه القيمة إلى 400 kVA وأكثر. النسب للاختيار المبدئي؛ أما القرار النهائي فيُتخذ ببيانات الشركتين المصنّعتين لنظام UPS والمولد. وتُضاف الأحمال الأخرى غير UPS (التكييف، الإنارة، المضخات) كلٌّ على حدة؛ انظروا كم kVA يحتاج مولدكم وحساب القدرة.

مشكلات شائعة في الموقع

UPS يهرب إلى البطارية وهو على المولد. عندما يُحمَّل المولد ينخفض التردد لفترة قصيرة. فإذا كان تفاوت الدخل في UPS مضبوطًا بشكل ضيق فإنه يعدّ ذلك «شبكة سيئة» ويعود إلى البطارية. الحل: توسيع تفاوت تردد الدخل في UPS ونافذة تزامن التجاوز (bypass) بما يناسب المولد، واستخدام منظم سرعة إلكتروني في المولد. وهذا هو السبب الأكثر شيوعًا لسيناريو البداية.

الحمل كله يدخل دفعة واحدة. إذا تسلّم مقوّم UPS الحمل بخطوة واحدة يحدث في المولد هبوط حاد في الجهد والتردد. الحل: أن يتسلّم المقوّم الحمل تدريجيًا خلال بضع ثوانٍ (walk-in / soft start). وإذا وُجد أكثر من UPS فيُرتَّب دخولها بفارق بضع ثوانٍ بين كل منها.

الجهد يتذبذب عند الحمل المنخفض. تُنتج مرشحات الدخل في بعض أنظمة UPS عند الحمل المنخفض قدرة ردية سعوية (متقدمة). وقد يكون تشغيل الألترنيترات على الحمل السعوي محدودًا؛ وقد يصبح منظم الجهد الآلي (AVR) غير مستقر. الحل: إدخال المرشحات في الخدمة مع الحمل، وفحص منحنى قدرة الألترنيتر.

شكل موجة الجهد مشوّه. في الأحمال التي تغلب عليها التوافقيات يصبح اختيار الألترنيتر مهمًا. فالإثارة بالمغناطيس الدائم (PMG) أو نظام الإثارة الإضافي يساعد AVR على العمل باستقرار مع هذه الأحمال.

الاختبار: حاكوا الانقطاع

لا يُمتحن نظام UPS–المولد إلا بانقطاع حقيقي. فلا يكفي تشغيل المولد بلا حمل أو إجراء اختبار بطارية UPS كلٌّ على حدة. والطريقة الموصى بها: فتح قاطع الشبكة في وقت مناسب ومراقبة السلسلة من أولها إلى آخرها. هل انتقل UPS إلى البطارية؟ خلال كم ثانية حوّلت لوحة ATS الحمل؟ هل قبل UPS تغذية المولد أم بقي على البطارية؟ ماذا حدث لحمل المولد عندما بدأ شحن البطارية؟ هل جرى التحويل العكسي بلا مشكلات عند عودة الشبكة؟ إذا كان جواب أحد هذه الأسئلة «لا نعرف» فهذا يعني أن النظام لم يُختبر بعد. ويجب أثناء الاختبار تدوين الجهد والتردد وسجلات إنذارات UPS.

أين نصادف هذا النظام؟

• مراكز البيانات: UPS للخوادم، وللتغذية الطويلة عادةً مولدات احتياطية.
• المستشفيات: UPS للأجهزة الطبية وأنظمة المعلومات، ومولد للمنشأة كلها.
• الاتصالات، والمصارف، وأنظمة التحكم الصناعي، وأنظمة الأمن.

قائمة الفحص

• هل نوع مقوّم UPS وقيمة THDi للدخل معروفان؟
• هل أُضيفت قدرة شحن البطارية إلى حساب المولد؟
• هل مدة البطارية أطول بوضوح من زمن دخول المولد في الخدمة؟
• هل ضُبط تفاوت تردد الدخل في UPS ونافذة التجاوز (bypass)؟
• هل خاصية walk-in للمقوّم مفعّلة؟
• هل رُتِّب دخول أنظمة UPS المتعددة في الخدمة؟
• هل فُحص معامل القدرة السعوي عند الحمل المنخفض؟
• هل اختُبر النظام بانقطاع حقيقي عبر فتح قاطع الشبكة؟

الخطوة التالية

يتوافق UPS والمولد بأمان عندما تُقيَّم بيانات الطرفين معًا. شاركوا طراز UPS لديكم ومعلومات الأحمال مع فريق Terex Diesel؛ ولنحدد معًا قدرة المولد المناسبة: تواصلوا معنا.