Bộ lưu điện (UPS) là gì?

Bộ lưu điện (UPS) được viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Uninterruptible Power Supply  được hiểu như là hệ thống nguồn cung cấp liên tục hay đơn giản hơn là bộ lưu trữ điện dự phòng giúp tăng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống.

Ứng dụng của bộ lưu điện (UPS) nắm giữ vai trò quan trọng trong sinh hoạt đời sống, đặc biệt trong kinh doanh sản xuất hiện nay.Bộ lưu điện có vai trò như một nguồn lưu điện dự phòng hiệu quả, hoạt động liên tục giúp cho thiết bị điện không bị gián đoạn khi xảy ra sự cố điện lưới.

Nguyên lý hoạt động

Rất nhiều người đã biết rằng bên trong UPS sẽ có ắc quy để tích điện, do đó chỉ cần biết đến thế là biết được nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện một cách cơ bản nhất: Chuyển điện từ ắc quy sang thành nguồn điện cung cấp cho tải khi nguồn điện cung cấp ngõ vào cho UPS bị mất.
Bên trong UPS có 1 hoặc nhiều ắc quy dùng để tích năng lượng điện. Sử dụng một bo mạch có chức năng biến đổi điện một chiều ắc quy thành điện xoay chiều, và dòng điện xoay chiều này dao động tần số và điện áp phù hợp với yêu cầu sử dụng.

Phân loại

• UPS Offline: Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline tiêu chuẩn là điện lưới đầu vào đi qua công tắc chuyển mạch trước khi cấp cho tải sử dụng. UPS lúc này chỉ sử dụng bộ sạc (charger) để nạp đầy điện cho ắc quy. Trường hợp điện lưới không ổn định (quá cao, quá thấp hoặc mất điện) thì UPS sẽ tự động chuyển mạch (thông qua rơ-le), dùng nguồn từ ắc quy cấp cho thiết bị để duy trì hoạt động.UPS Offline không hỗ trợ chức năng ổn áp.

• UPS Line Interactive: Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline công nghệ Line Interactive cũng tương tự dòng UPS Offline tiêu chuẩn nhưng có thêm mạch ổn áp nhằm điều chỉnh điện áp đầu ra cấp cho cho tải sử dụng luôn ổn định. Trường hợp điện áp điện lưới quá cao hoặc quá thấp, mạch ổn áp tự động chuyển mạch sang một nấc khác sao cho điện áp đầu ra đảm bảo đúng tải theo yêu cầu.
  Thiết kế chỉ thích hợp để sử dụng cho những thiết bị văn phòng và máy tính; những thiết bị có tính chất tải thuần trở. Thời gian chuyển mạch chậm của dòng UPS Offline khá chậm, khoảng 10 ms và không thể mở rộng thời gian lưu điện bằng ắc quy lưu điện gắn trong và cả gắn ngoài.

• UPS Online: Dòng UPS Online giúp loại bỏ những sự cố của điện lưới do điện áp đầu vào luôn được điều chế trước khi cấp cho tải sử dụng. Nguồn điện lưới không cung cấp trực tiếp cho thiết bị mà được biến đổi thành dòng điện một chiều nạp cho ắc quy và bộ nghịch lưu (Inverter). Bộ nghịch lưu sẽ tiếp tục biến đổi dòng một chiều nhận được thành điện áp đầu ra phù hợp với thiết bị sử dụng. Như vậy có thể thấy rằng khi lưới điện xảy ra bất kỳ sự cố nào thì thiết bị của bạn vẫn luôn được an toàn.Dòng UPS Online thường được thiết kế với công suất lớn, có thể mở rộng thời gian lưu điện bằng ắc quy lưu điện gắn trong lẫn gắn ngoài nên ngoài những thiết bị có tính chất tải thuần trở như thiết bị văn phòng, máy tính thì UPS Online còn có thể sử dụng cho hệ thống máy chủ, trung tâm dữ liệu (data center) và thậm chí là cả những thiết bị tải động cơ như quạt, máy bơm, v..v..

Làm thế nào để lựa chọn giữa UPS Offline, Line Interactive hay Online?

Xác định nhu cầu sử dụng, thời gian sử dụng và công suất của thiết  bị là những tiêu chí cần xem xét để chọn UPS phù hợp. Ví dụ với máy tính cá nhân trong văn phòng hoặc gia đình thì chọn UPS dòng Offline. Với hệ thống máy chủ hoặc trung tâm dữ liệu thì UPS Online là ưu tiên hàng đầu.
Bên cạnh đó, nếu cần kéo dài thời gian sử dụng để có thể hoàn tất việc sao lưu hoặc tắt hệ thống đúng cách, bạn nên chọn UPS có khả năng mở rộng bằng ắc quy lưu điện ( gắn trong hoặc gắn ngoài). Ngoài ra, một số UPS còn có phần mềm quản lý đi kèm giúp người dùng giám sát trạng thái hoạt động, quản lý UPS một cách linh hoạt và tin cậy hơn khi mất nguồn điện lưới.\

Theo điện áp pha

• UPS một pha (1/1): UPS một pha có một đầu vào và đầu ra duy nhất là 120V(đối với Canada và Hoa Kỳ). Điện áp tiêu chuẩn của một pha thay đổi ở các quốc gia hoặc khu vực khác nhau. Điện áp một pha tiêu chuẩn ở Việt Nam là 220V.

• UPS ba pha (3/1 và 3/3): Bộ lưu điện ba pha có thể được chia thành 2 loại UPS ba pha đầu vào / ba pha đầu ra và loại loại ba pha đầu vào / đầu ra một pha. Nếu bạn cần kết nối với nguồn điện ba pha, bạn phải cần một UPS có cấu hình 3 / x. Một UPS 3/1 nhận nguồn 3 pha nhưng cung cấp một pha cho tải hạ lưu trong khi UPS 3/3 không chỉ nhận mà còn cung cấp nguồn 3 pha.

Sự khác biệt giữa UPS một pha và ba pha là gì?

• Dây dẫn: Số lượng dây dẫn trong hệ thống một pha và ba pha là khác nhau. UPS một pha chứa một dây dẫn trong khi UPS ba pha cung cấp điện qua ba dây dẫn.
• Sóng sin: UPS một pha cung cấp một sóng sin đơn, trong khi UPS ba pha cung cấp ba sóng sin, mỗi sóng lệch pha và đặt cách nhau 120 °.
• Điện áp: Ở Việt Nam,  điện áp một pha là 220V trong khi điện áp 3 pha là 380V
• Bảo trì: Đặc tính plug and play của UPS một pha giúp việc lắp đặt và thiết lập dễ dàng hơn so với bộ lưu điện ba pha phải lắp đặt bên ngoài.
• Hiệu quả: Đối với yêu cầu điện năng thấp, UPS một pha hiệu quả hơn UPS ba pha. Nhưng khi nhu cầu sử dụng điện cao hơn, UPS 3 pha cho thấy hiệu suất cao hơn để mang tải lớn hơn một cách an toàn.
• Giá thành: Các thiết bị trong hệ thống UPS ba pha sẽ có tuổi thọ cao hơn và đường dây truyền tải điện ba pha không cần dây đồng khổ lớn như UPS một pha, do đó, về lâu dài, UPS ba pha sẽ tiết kiệm chi phí hơn.
• Ứng dụng: Các bộ lưu điện một pha có sẵn trong các ứng dụng có yêu cầu kVA thấp hơn, thường nhỏ hơn 20kVA, chẳng hạn như gia đình, doanh nghiệp nhỏ và văn phòng vệ tinh. Bộ lưu điện ba pha thường được sử dụng trong các cơ sở lắp đặt lớn, chẳng hạn như trung tâm dữ liệu và các ứng dụng điện công nghiệp lớn với yêu cầu điện năng cao hơn.

Làm thế nào để lựa chọn giữa UPS một pha và UPS ba pha?

Việc lựa chọn hệ thống UPS một pha hay ba pha phụ thuộc vào nhu cầu điện năng các thiết bị của bạn cũng như điện áp nguồn điện mà thiết bị được kết nối. Bạn sẽ cần xác nhận tải mà UPS sẽ bảo vệ và truy cập vào dải điện áp của chúng.