מאת: יוסף גורן, גמאטרוניק. בחירת מערכת אל פסק מכילה היבטים איכותיים שונים. ננסה לאפיין על מנת לקבל את ההחלטה האופטימאלית והמידתית.
תפקיד האל פסק: לאפשר אספקת חשמל נקייה מהפרעות מתח, תדר וקפיצות מתח כולל הפסקת חשמל.
יש 2 פתרונות אפשריים עיקריים:
1.1מערכת
שהעומס מחובר לממיר המספק מתח /תדר מיוצבים.
תוצאה: הגנה מקסימלית על הציוד בשל הפרעות והפסקות חשמל.
נצילות 96%
צריכת זרם “ירוק” מהרשת.
2.2מערכת Eco Mode/Stand By
תוצאה: הגנה מוגבלת וסיכונים הכרוכים בעבודה על הרשת ותלות במעברים טראומטיים בין הרשת למצברים.
נצילות 98%.
צריכת זרם לא “ירוק” מהרשת.
בחירת האל-פסק הינה החלטה של
יתרון/סיכון.
TRUE ON LINE הינו פיתרון אולטימטיבי להפרעות ברשת.
דרישות לאספקת מתח עבור ציוד אלקטרוני רגיש
יש הגדרות שונות לאספקה יציבה שהתלות בין סטיית המתח בזמן תלויה בזמן.
יש דרישות למתח עם עיוותים מינימליים ותדר קבוע שאינם ניתנים ברשת בכל המצבים. (ראה איור 1)
צריכת זרם מהרשת בהשוואה בין ON LINE ל-Eco Mode/Stand By
מערכות האל פסק ON LINE צורכות את האנרגיה שלהם מהרשת צריכה ירוקה המתבטאת בזרם סינוסואידלי וכן במקדם צורת ההספק 1 שפירושו : 1 : וכן מקדם צורת הגל עם עיוותי זרם נמוכים.
עומסים שונים צורכים זרימה עם עיוותים גבוהים ומקדם ההספק שונה מ-1 וכך הם גורמים לרשת החשמל לספק זרמים והספקים המגדילים את הזרם ואת ההפרעות לרשת ולסביבתו.
כך למשל עומס עם PF=0.8 יצרוך זרימה הגדולה ב-25% מהנדרש לאותו הספק וזה משליך על מוליכים, הגנות, מפסקים הפסדי מוליכים.
מערכת TRUE ON LINE בכל מקרה תצרוך זרם מינימלי מהרשת ותקטין ב-25% את צריכת הזרם מהרשת בצד הקנסות הכרוכים בכך. המערכת מייצרת בידוד בין הציוד לרשת.
במערכת העומס שקוף כלפי הרשת וצריכת הזרם אינה בהכרח סינוסואידלית.
לחברת החשמל יש דרישות הנוגעות לצריכת הזרם של הצרכנים והיא מלווה בקנסות המוטלים על צרכני זרם שאינו תקין וירוק.
להלן פירוט נושאים נוספים הנוגעים לזמינות נמוכה של מערכת :
1. הסוללות נשחקות בשל מעברים בין רשת לממיר הכוללים פריקות/טעינות רבות.
2. במערכת Eco Mode/Stand By יש כיוונים רבים שעל המשתמש לכוון, השונים מיצרן ליצרן ומרשת אחת לשנייה. רגישות יתר תגרום למעברי שווא שתגרום מצידה גם למאמצים תרמיים ברכיבי הממיר המורידים את האמינות.
3. מאגרי מידע מכילים ציודים שונים בעלי רגישויות שונות להפרעות מתח, למשך ההפרעה וכל כיווני המתח על כן אינם משותפים לכל הציוד.
4. יצרנים מסוימים טוענים שיש בידם אלגוריתם לחיזוי תקלות…
5. המפסק הסטטי אינו יכול להעביר מיידית מהרשת לממיר רק כשמתח הממיר גבוה ממתח הרשת אלא כשהמתח הוא אפס זה איחור נוסף של עד 10msec, וזה עשוי להיות בעייתי כשהפרעת המתח ברשת מאופיינת על ידי מתח גבוה.
סיווג הפרעות חשמל בעייתיות
כל סטייה לא מידתית במתח, בתדר, בצורת גל, בהמשכיות, נחשבת להפרעה והינה פוטנציאל לשיבוש ציוד אלקטרוני רגיש.
התקנים השונים מגדירים איכויות בצד הרשת וכן בעמידת הציודים השונים במכלול שלם של הפרעות ופתרונם בהחלט משביע רצון אבל אין שלמות בנושא.
מדובר בתופעות שעשויות לגרום נזקים לציוד אלקטרוני רגיש.
1. שיבוש תוכנה או בקרה.
2. נזק בלתי הפיך בציוד.
3. חוסר יכולת לתפקד בהפסקת חשמל.
ניתוח ההפרעות מביא להגדרות כלהלן:
1. Sags – ירידות מתח חולפות שנמשכות עד 100µs.
2. Impulse – פולסים המורכבים על הגל הרגיל ונמשכים פחות מ-150µs.
3. Power Failures – הפסקות חשמל.
4. Surges – עליה מהירה במתח ואחריה ירידה איטית ואי סימטרית.
מקורות ההפרעות האלה נובעים מאספקת החשמל הכללית בשל תופעות מזג אוויר, התנעות והפסקות של עומסים כבדים, חוסר יעילות של הרשת הפנימית וכן הפרעות מצרכנים שונים שקשה לצפותם שכן הם אקראיים.
מהבנת הסיבות להפרעות ניתן להבין שההפרעות שונות מארץ לארץ, מאזור לאזור וכמובן בשעות היום השונות ובמזג אוויר משתנה, שלא לדבר על הפסקות חשמל יזומות בשל סיבות שאין לנו שליטה עליהם.
קיימים 2 פתרונות עיקריים:
1. פתרונות פסיביים ואקטיביים להפרעות מלבד הפסקות חשמל מייצבים למיניהם.
2. פתרונות לכל הפרעות החשמל כולל הפסקות חשמל. מדובר במערכות אלכסן.
אפשר לציין שהפתרונות אכן אמינים עד לרמת הפרעה מוגדרת ולא מעבר לכך, וגם אלו הינם פתרונות סטטיסטיים.
נתרכז בפיתרון הכוללני והוא מערכת אל פסק.
True On Line D.C. Common
חיבור המצברים ביציאת הספק וכניסת הממיר מגדילה אמינות בשעת הפסקת חשמל שכן להבדיל ממערכות אחרות, המצברים מחוברים דרך ממיר DC/DC עובדה הגורמת להקטנת הנצילות בשעת הפסקת חשמל ולאמינות קטנה, וכמובן לזמן תגובה איטי בכניסת המצבר.
במערכת זו יש פיתרון לכל הפרעות החשמל. הציוד אינו מחובר לרשת והפרעות לא “עוברות” לציוד.
בהפסקות חשמל המערכת מספקת מתח ממצבור אנרגיה שהנו מצברים מ-10 דקות ועד שעות. (ראה איור 2).
מערכת
Eco Mode/Stand By
מדובר על סוגים שונים של מערכות אל פסק שמספקים את מתח הרשת עם מעבר “מהיר” בעת הפרעה או הפסקת החשמל. פתרונות אלה נקראים Stand by או Line Interactive ועם הזמן הם נקראים Economy Mode, שם יותר “שיווקי” השם דגש על הנצילות הגבוהה.
ננסה לעקוב אחרי התפתחות מערכות האל פסק בעשרות השנים האחרונות. (ראה איור 3).
איכות מערכת אל פסק
1. יכולת ההתמודדות עם ההפרעות ברשת – זו המהות.
2. נצילות – פרש הנצילויות בין 2 המערכות קטן היום ויקטן בעתיד.
3. שטח רצפה, נפח, משקל, רעש אקוסטי – ב-2 המערכות נתונים זהים.
4. אמינות המערכת – מערכת ON LINE אמינה יותר.
5. מחיר – מערכת Stand by יקרה ומסובכת יותר בשל ריבוי הפונקציות.
בחינת הציודים הזקוקים למערכות אל פסק:
מזה תקופה ארוכה מסווגים הציודים הנזקקים למערכת אל פסק לכמה קבוצות כלהלן:
1. ציוד קצה ומחשבים אישיים, תחנות עבודה – נזקקות בעיקר לגיבוי מערכת Stand by זולה.
2. ציוד שרתים וקבוצות מחשוב מורכבות וכן תהליכי ייצור שליטה למיניהם – על פי הנדרש ובד”כ משתמשים במערכות
TRUE ON LINE.
3. ציוד אלקטרוני רגיש ביותר כמו מרכזי מידע, הליכי בקרה קריטיים ורגישים, אמצעי לחימה מוטסים ימיים, יבשתיים ומרכזי תקשורת למיניהם.
בעומסים אלה רק שימוש באל-פסק
TRUE ON LINE מתאים ושום מפעיל לא ישתמש ב-STAND BY.
גישת ה-“Eco Mode/Stand By” נמצאת אפוא בנחיתות מול האלטרנטיבה כאשר מדובר בהפקרת המערכת הרגישה והקריטית לתעתועי הרשת.
הסיכוי לתקלה במרכזי מידע בלתי ניתן להערכה. 2% הפסדי אנרגיה הם המחיר שהגיוני לשלמם, ועל ידי כך לתת פתרון מקסימלי/כלכלי לבעיות החשמל.
נתוני העבר מכילים מידע של הפרעות חשמל העשויות לגרום נזקים במודע בציוד אלקטרוני רגיש והניתוח הכלכלי כספי הנגזר מזה, נקבל נתונים מבהילים.
מקורות שונים טוענים כי בארצות הברית, קנדה, אירופה שמוכרים ברשתות איכותיות אינן מתאימות להזין מערכות אלקטרוניות רגישות שכן מדובר ב-191 תקלות אפשריות לתקלות בציוד בשנה, שמתבטאת ב-100 דקות בשנה הפסקות חשמל.
אמינות אספקת חשמל בישראל בעייתית עקב חוסר היכולת לספק את כל התצרוכת, במיוחד החלוקה באזורים בעלי מאפיינים שונים. על כן נוכל לצפות לתעתועי רשת מכוונים ובלתי ניתנים לחיזוי.
לסיכום
מערכות Eco Mode/Stand By מייצגות תפיסה שעבר זמנה והשימוש בהם כרוך בסיכונים של אובדן ההגנה על הציוד, בעיות אמינות ותפעול בעייתי.
בהתחשב עם העובדה שנצילויות המערכות גדלות עם השנים יש לצפות בעתיד הקרוב לנצילות 97-98% לעומת 98% בעבודה מול הרשת שלא תשתנה ולכן הכיוון הוא עבודה ב-TRUE ON LINE היום ובעתיד הקרוב ואין שום הצדקה עניינית לרכוש מערכת עם יכולות Eco Mode/Stand By מסוכנות.
