|
|
KGK SEÇÝMÝNDE KRÝTERLER
Özel bir uygulama için KGK seçimi yaparken aþaðýdaki kriterler
deðerlendirilmelidir:
• On-Line veya Off-Line KGK Sistemi Olacaðýnýn Belirlenmesi,
• Aküden Çalýþma Süresi,
• Yük Tipi,
• KGK’nýn Kurulacaðý Yer,
• Kapasite.
Off-Line Sistem
Yükü sürekli olarak þebekeden besleyen ve güç sorunu karþýsýnda KGK’ya veya
eviriciye anahtarlayan sisteme Off-Line sistem denir. Çoðu Off-Line sistemde
By-Pass’tan eviriciden çalýþma (akü) durumuna geçiþte bir kesinti vardýr. Bu
kesinti 2ms kadar küçük veya 20ms kadar büyük olabilir
Çoðu küçük Off-Line KGK sistemi kare veya modifiye edilmiþ (sinüse
yaklaþtýrýlmýþ) kare dalga çýkýþ gerilimi verirler. Çýkýþ dalga þekline
baðlý olarak KGK ve þebeke arasýndaki gerilimin eþit olmamasý yüzünden bu
dalga þekli kesintisiz transferi olanaksýz kýlar. Bu tip bir sistem küçük
bilgisayar uygulamalarýnda veya belli güç kesintisinin kabul edilebileceði
durumlarda yeterlidir. Her bilginin önemli olduðu daha karýþýk bilgisayar
sistemlerinde Off-Line sistemler kabul edilemezler.
On-Line Sistem
Yükü sürekli olarak eviriciden besleyen KGK sistemine On-Line denir. Bu
sistemler genellikle çýkýþta sinüs dalga verirler ve kesintisiz By-Pass
yetenekleri vardýr. Sinüs çýkýþ gerilimi, By-Pass’tan eviriciye transfer
sýrasýnda KGK’nýn þebekeyle paralel çalýþmasýna izin verir. Sonuçta yük bir
kaynaktan diðerine kesintisiz olarak aktarýlýr.
Gerçek bir On-Line KGK kritik yüklere saðlanabilecek mümkün olan en iyi
korumadýr.
Akü Çalýþma Süresi
KGK sisteminden beklenen yedek süresi, bireysel kritik yük gerekleriyle
belirlenir. Çoðu KGK üniteleri (10kVA’ya kadar) standart olarak 5 ila 10
dakikalýk akü sürelerine sahiptir. Dahili aküler yeterli oluyorsa bu,
kullanýcýnýn yararýnadýr.
Dahili akülerin belirtilen çalýþma süreleri tam yük için geçerlidir. Bu,
genellikle beþ veya on dakikadýr. KGK piyasasýnda güç faktörü için 0.8
deðeri standarttýr. Bu demektir ki yüke aktarýlan güç iki bileþenden oluþur:
Aktif ve reaktif. Bu, yüke aktarýlan gerilim ve akýmýn ayný fazda olmamasý
demektir. Akým dalga þekli gerilim dalga þeklinin önünde veya arkasýnda
olabilir. Buna yük güç faktörü denir. Güç katsayýsý 0.8 olduðunda akým ve
gerilim arasýndaki faz açýsý, arccos0.8=36.87 derecedir.
Sorudaki KGK 1000VA olsaydý 0.8 güç faktörü, cihazýn 0.8x1000=800W’lýk
rezistif bileþeni, 900 ‘de 600VA’lýk vektör ile kabul edeceði anlamýna
gelirdi.
Sadece gerçek veya rezistif kýsmýn gerçek güç harcadýðý ve dolayýsýyla
aküden güç çektiði hatýrlandýðý sürece bu detay önemsizdir. 1000VA örneðinde
aküyle beslenecek yüke gerekli enerjiyi hesaplarken, güç=1000VA x 0.8 = 800W
olur. Akünün DC verimini hesaba katmak için bu sayýyý verime bölün. Eðer
akünün verimi %90 ise gerekli güç 800/0.9 = 889W dýr.
Akü deþarj eðrileri lineer olmadýðý için %50 yükteki deþarj zamaný %100
yüktekinden açýk þekilde uzundur. Çoðu uygulamalar KGK kapasitesinin
%100’ünü kullanmayacaðýndan kullanýcýlar bu gerçekten faydalanabilirler.
Yükün Çeþidi
Bir KGK’ya baðlanacak yük elektrik enerjisi çeken herhangi bir cihaz
olabilir. Fakat bir sistem seçerken hesaba katýlacak belirli parametreler
vardýr. Bunlar:
Yük kritik bir cihaz mý? Yani KGK; kritik bir bilgisayarý, hayati önemi olan
veya gerçek zamanlý iletiþim uygulamalarýný çalýþtýran bir cihazý mý
besliyor? Yoksa yük kritik deðil mi? Yani belli bir güç kesintisini
kaldýrabilir mi? Kritik yükler çoðu durumda gerçek bir On-Line sistem
tarafýndan korunmalýdýr; diðer yanda kritik olmayan yükler On-Line veya Off-Line
bir KGK ile korunabilir.
Bazý KGK’lar acil ýþýklandýrma gibi basit yükler için kullanýlabilir. Bu
durumda herhangi bir tip KGK normal þekilde çalýþmaya devam edecektir. Eðer
kare dalga Off-Line bir KGK, sinüs dalganýn tepe gerilimiyle çalýþan gaz
boþaltma tüpü gibi bir yükü besleyecekse bu yüklerin sinüs dalga olamayan
gerilimle doðru biçimde ateþlendiðinden emin olunmalýdýr. Çoðu lamba, KGK’yý
aþýrý yüklenmeye götürebilecek çok yüksek inrush akýmý çekebilir.
Eðer mümkünse KGK üreticisi, tercihen lambanýn ateþlenmesi ve normal çalýþma
sýrasýnda çektiði akýmý gösteren bir grafik yardýmýyla lamba yükü hakkýnda
bilgilendirilmelidir. Bu tip bir yük yapýsal olarak rezistiftir ve gerekli
olan akü enerjisi yükün Watt olarak deðerinin akünün verimine bölünmesiyle
bulunan deðerdir. Rezistif yükler için tepe akýmý (efektif deðer)xye
eþit olacaðýndan belirlenmesi kolaydýr.
KGK korumasý gerektiren yüklerin büyük çoðunluðu bilgisayar, iþlem kontrol
elemaný, týbbi cihazlar gibi elektronik yapýdadýr. Bu tip yüklerin bir güç
katsayýlarý vardýr.
Tipik elektronik yüklerin güç katsayýlarý 0.6 ila 0.8 arasýndadýr. Bu, çoðu
elektronik yükün, giriþinde kapasitif giriþ filtresi olan anahtar güç
kaynaklarýna sahip olmasýndan kaynaklanýr. Kapasitör giriþ filtresi yapýsal
olarak, yüke verilen gücün yarým periyodunun ortasý boyunca yüksek piklerle
akým çeker. Bu tip yük lineer deðildir. Direnç ya da akkor lambalar gibi saf
rezistif yüklerde çýkýþ gerilimi çýkýþ akýmýyla ayný fazdadýr (güç
katsayýsý=1.0). Yükün Watt deðeri VA deðerine eþittir.
Elektronik (reaktif non-lineer) yüklerde sadece güç katsayýsý deðil tepe
akýmlarýnýn genliði de hesaba katýlmalýdýr. “Akü Çalýþma Süresi” bölümde
anlatýldýðý gibi güç katsayýsýnýn gereken akü gücünü hesaplama da önceliði
vardýr.
Tepe yük akýmý, KGK’nýn gücünü belirlerken önem kazanýr. Bu belirlemeyi
yaparken dikkate alýnmasý gereken 2 tip tepe akýmý vardýr. Bunlar: yüke
verilen gerilimin her yarým periyodunda oluþan tekrarlý tepe akýmý ve ek
yüklerin devreye sokulmasýyla meydana gelen aþýrý akýmlarýn doðurduðu
rasgele tepe akýmlarýdýr. Transformatörler, motorlar ve elektronik
ekipmanlar bu tür yüklere tipik örneklerdir.
Ýncelenecek ilk tepe akýmý, elektronik yükteki güç kaynaklarýnýn sebep
olduðu tekrarlý tepe akýmýdýr. Daha önce de bahsedildiði gibi bu güç
kaynaklarý, kapasitör giriþ tipindedir ve giriþ gücünün her yarým periyodu
boyunca yüksek akým darbeleri çekerler. Bu tepe akýmlarý KGK’nýn aþýrý yük
sinyali verip koruma durumuna veya By-Pass’a geçmemesi için gereklidir.
Ampuller gibi normal rezistif yüklerde yük akýmý sinüs gerilimle ayný
fazdadýr ve kendisi de sinüs dalgadýr.
Bu durumda tepe akýmý
x(RMS
akýmý)na eþittir. 120V’luk þebekeden çalýþan 1kW’lýk bir lamba için RMS
akýmý 1000W/120V = 8.33 A dýr. Tepe akýmý 8.33 x 1.414 = 11.78 A olur.
Tepe akýmýnýn RMS akýmýna oranýna krest faktörü ismi verilir. Bu, önemli bir
orandýr ve güç kaynaðýný boyutlandýrmada karþýmýza çýkar. 1kW ampul için
verilen örnekte krest faktörü 11.78/8.33 = 1.414:1 dir. Bu, saf rezistif
bütün yükler için aynýdýr. Çoðu elektronik yük için krest faktörü 4.0:1 ‘e
kadar çýkabilir. Yüklerin çoðunluðunun krest faktörü 3.0:1’in altýndadýr;
ortalama ise 2.0 ila 2.2:1 civarýndadýr.
Eðer mümkünse KGK’nýn üzerinde az yük varken tepe akýmý ölçülmelidir.
Üzerinde durulacak ikinci tür tepe akýmý ise trafolarýn, motorlarýn veya
elektronik ekipmanlarýn sebep olduðu akýmlardýr. Bu yükler, yüksek tepe
akýmlarýna karþýlýk gelen anlýk yüksek yük akýmlarýna sebep olurlar. Eðer bu
tepe akýmlarý KGK’nýn aþýrý yük ayarlarýnýn üzerine çýkarsa KGK koruma
durumun geçmeye zorlanýr ve yüke giden elektriði kesebilir. Bu tepe akýmý
durumlarýna, KGK’ya baðlanacak her cihazýn ani kalkýþ akýmý ölçülerek
hazýrlýk yapýlabilir. Gereken kapasiteyi hesaplarken bu cihazlarýn hepsi
ayný anda çalýþmaya baþlamayacaðý için toplamýn alýnmasýna gerek yoktur.
Tüm KGK’lar maksimum tepe akým deðeri olan yarýiletken elemanlar
kullanýrlar. KGK tasarlanýrken, güç yarýiletkenleri seçildiði zaman
tasarýmcýlar en kötü yük durumunu, yani cihazýn maruz kalacaðý izin verilen
en yüksek tepe akýmlarýný hesaba katarlar. KGK içindeki koruma devreleri,
yarýiletkenin içinden geçen akým, cihazýn bozulmasýna neden olmadan devreye
girerler. Yarýiletkenleri, KGK’nýn gerekli krest faktörü ve aþýrý yük
kabiliyetlerinin de üzerine çýkaracak þekilde seçmek mümkündür; fakat bu,
ekonomik deðildir.
Çalýþma Ortamý
Önemli ve ayrýntýlý bir uygulama için KGK seçerken, KGK’nýn çalýþacaðý ortam
hesaba katýlmalýdýr. Eðer KGK, kontrol edilmeyen bir ortamda bulunacaksa
KGK’nýn bu ortamda çalýþacaðýndan emin olunmalýdýr.
Ortam, özellikle büyük KGK’larýn yayacaðý ýsýyý emebilecek þekilde
olmalýdýr. Daha küçük sistemler genellikle klimalý ortamlarda bulunurlar ve
yayýlan ýsý klima tarafýndan emilir.
Eðer sistem harici aküler kullanýlacaksa, akülerin benzer kutular içinde
veya açýk raflarda olmasýna dikkat edilmelidir. Açýk raflar deprem
sarsýntýlarýna dayanýklý olmalýdýr.
KGK Kapasitesi
Önceki bölümlerde belli bir uygulama için KGK’nýn gücünü belirlerken gerekli
olan bilgiler verildi. Bu iþ için gerekli baþlýklar þöyle sýralanabilir:
• On-Line veya Off-Line KGK gerekliliði,
• Toplam RMS akým veya VA,
• Yük güç faktörü ( bilgisayarlar için 0.7 alýnabilir),
• Kararlý durum krest faktörü,
• Yükün periyodik yük geçici dalgalanmalarýnýn olup olmadýðýnýn belirlenmesi
(geçici dalgalanmalar, kritik veri yolunda diðer cihazlarýn açýlýp
kapanmasýyla oluþur),
• Gerekli akü gücü,
• Gerçek yük için gerekli akü zamaný,
• Akü kutusu mu yoksa açýk raf mý,
• Gerekli KGK kapasitesi,
• Çevresel koþullar (ýsý, gürültü, hava akýmý, vs).
|
