Sistem neprekinjenega napajanja sestavlja več sestavnih delov ali naprav. Najosnovnejša naprava, brez katere ni sistema neprekinjenega napajanja, je UPS (Uninterruptible Power Supply) naprava. Za neprekinjeno napajanje enega samega PC-ja doma ali na delovnem mestu zadostuje UPS, saj zagotavlja napetost za delovanje tudi kadar omrežna napetost popolnoma izpade. Naslednji člen v sistemu neprekinjenega napajanja je DEA (dizel električni agregat). Naprava, ki izbira vir napajanja za UPS – ali je to omrežna napetost ali agregatska – je ATS (automatic transfer switch).
UPS NAPRAVA
Je najbolj osnoven element sistema neprekinjenega napajanja. Že za domačo rabo, za osebni računalnik ali manjši server, imamo lahko manjšo UPS napravo, da nam priključene porabnike varuje pred napetostnimi nihanji in izpadi mrežne napetosti. V osnovi je sestavljena iz usmernika, baterij in razsmernika. Imamo dve glavni skupini tehnologij UPS naprav, Standby in On-Line (Double Conversion). Standby tehnologijo delimo na dve skupini, in sicer na pasivno ali Off-line in aktivno ali Line-Interaktvno tehnologijo. On-Line UPS-e zastopa samo Double Conversion tehnologija, pri kateri je izhod UPS-a popolnoma neodvisen od vhodne mrežne napetosti in frekvence.
Off-Line ali pasivna Standby tehnologija. UPS-i v tej tehnologiji so tehnično najmanj zahtevni. V normalnem delovanju se napaja porabnike direktno iz mreže. Ob izpadu primarne napetosti UPS s prekinitvijo (4-10 ms) preklopi na delovanje iz baterij. V tem trenutku se vklopi tudi razsmernik in oskrbi porabnike s potrebno napetostjo iz baterij. Po vrnitvi napetosti UPS zopet s prekinitvijo preklopi na normalen način. Izklopi se tudi razsmernik. Te prekinitve so lahko problematične, predvsem pri komunikacijskih napravah, izvedejo pa lahko tudi nekontrolirano zaustavitev strežnika. Ravno tako Off-Line UPS-i ne zmorejo odpraviti frekvenčnih nihanj.
Line-Interaktiv
Line-lnteraktiv ali aktivna Standby tehnologija enako kot pri Off-Line/tehnologiji napaja UPS porabnike direktno iz omrežja. Dodan je filter in regulacija, ki zmanjša nihanja mrežne napetosti. Področje, ki ga UPS še tolerira in ne preklopi na baterijski način delovanja med 176 in 282 V. Pri tako velikem nihanju ima tudi izhodna napetost veliko toleranco. Preklop na baterijsko in nazaj na normalno delovanje je enak kot pri Off-Line tehnologiji s prekinitvijo. Tudi Line-Interaktivni UPS-i ne znajo odpraviti frekvenčnih nihanj.
On-Line
Double-Conversion tehnologija so edini UPS-i, ki v pravem smislu besede neprekinjeno napajajo porabnike, ker med normalnim in baterijskim delovanjem ni prekinitve (preklopnega časa). UPS napaja porabnike s konstantno napetostjo, ki ima obliko čistega sinusa in je popolnoma neodvisna od vhodne omrežne napetosti in frekvence. UPS popolnoma odpravi frekvenčna nihanja in porabnike oskrbuje s točno določeno frekvenco. Te lastnosti izjemno podaljšajo življenjsko dobo priključenih naprav. Močnostna elektronika (usmernik, razsmernik itd.) je ves čas aktivna. Napetostno območje za normalno delovanje (brez baterij) kvalitetnih On-Line naprav se giblje med 150 in 274 V. Zaradi porabe energije in s tem povezanimi stroški je pomemben izkoristek, ki se pri kvalitetnih On-Line UPS-ih giblje med 90 in 97 procenti. UPS-i te tehnologije imajo običajno vgrajen avtomatski Bypass, ki porabnike, v primeru okvare UPS-a, preklopi na omrežno napetost brez prekinitve napajanja. Nekatere naprave, predvsem vse večje, pa imajo tudi ročni Bypass, ki se ga uporablja predvsem med servisiranjem ali vzdrževanjem naprave. Delovanje UPS-a nadzoruje procesor, ki izvaja tudi meritve toka, napetosti, moč, frekvenco, temperaturo in drugo
Uporabnost predstavljenih tehnologij
Off-Line tehnologija, ki običajno ne nudi podatkovne povezave, je zelo omejena v svoji uporabnosti. Uporablja se za zaščito najmanj zahtevne elektronike.
Line-Interaktiv tehnologija je omejena na manj zahtevno strojno opremo v računalništvu in komunikacijah. Uporabna je za zaščito delovnih postaj v računalniških mrežah in za manj zahtevne komunikacijske naprave. Nudi nam podatkovno povezavo z računalnikom in programski nadzor nad UPS napravo.
On-Line Double-Conversion tehnologija je zaradi svojih lastnosti najuporabnejša tehnologija UPS naprav. Uporabljamo jo za zahtevnejše aplikacije v računalništvu (strežniki), komunikacijah, procesni tehniki povsod, kjer je potrebna najvišja kvaliteta neprekinjenega električnega napajanja.
Vzporedne vezave UPS naprav
Vzporedne vezave UPS naprav uporabljamo zaradi povečanja zanesljivosti delovanja in moči. Povezujemo lahko večje UPS naprave, največkrat od 10 kVA naprej. Poznamo dva sistema vzporedne vezave UPS naprav, to sta centralna in decentralna vzporedna vezava, imenovana tudi True Redundant Parallel Architecture (TRPA). Pri vzporedni centralni vezavi je Bypass skupna točka in zaradi manjkajoče redundance predstavlja šibki člen sistema. Pri decentralni TRPA vzporedni vezavi ima vsak UPS svoj Bypass in krmiljenje. Poraba se enakomerno porazdeli na vse UPS-e. V primeru okvare UPS-a kontrolna elektronika odklopi okvarjeni UPS in ostali UPS-i prevzamejo njegovo breme.
Avtonomija UPS naprav
Osnovna avtonomija UPS naprave pri 100 % bremenu naj bi bila okoli 10 minut. Z zmanjšanjem obremenitve se avtonomija povečuje. Vendar je nesmiselno zaradi višje avtonomije kupovati močnejše UPS naprave. Višjo avtonomijo dosežemo tudi z dodajanjem baterijskih setov . Z dodatnimi baterijskimi kabineti lahko avtonomijo povečamo tudi za nekaj ur. Tako visoke avtonomije pridejo v poštev pri zahtevnih napravah, pri katerih ne sme priti do prekinitve napajanja in v ozadju nima električnega agregata.
