Kesintisiz Güç Kaynağı (KGK) Nasıl Çalışır,Çeşitleri Nelerdir?

Kesintisiz güç kaynakları ,önemli yükleri korumak ve enerjisiz bırakmamak için kullanılır.Kesintisiz güç kaynaklarının besledikleri alıcılar alternatif akım ile çalışmaktadır. Kesintisiz güç kaynaklarının yedek enerjileri ise aküler aracılığı ile sağlanır. KGK girişine uygulanan 1 fazlı veya 3 fazlı alternatif gerilim (AC), tam dalga doğrultmaç devreleri ile (rectifier) doğru gerilime(DC) çevirilir.Bu çevirme esnasında gerilim hem doğrutulur hem de regüle edilir. Bu doğru gerilim, aküleri(battery) şarj eder. Aynı zamanda bu doğru gerilim inverter üzerinden tekrar alternatif gerilime çevrilerek temiz bir akım alıcılara sağlanmış, şebeke girişindeki dalgalanmalar, harmonikler vb. önlenmiş olur. Aşağıdaki şekilde alıcıların KGK üzerinden enerjinin kesik olmadığı durumda temiz bir akımla beslenmesi görünmektedir.

kgk

Elektrik enerjisinin kesilmesi durumunda, aküler devreye girer ve akülerde depolanmış olan doğru gerilim, inverter aracılığı ile alternatif gerilime çevrilir ve çıkışa verilir . Böylelikle alıcılar enerji kesintisinden etkilenmemiş olurlar. Aşağıdaki şekilde enerji kesintisi durumunda KGK’nın çalışma prensibi gösterilmiştir.

kgk-2

KGK sistemlerinde bir de bypass sistemi bulunur. KGK’da bir arıza olması durumunda giriş şebeke geriliminin sorunsuz olması koşulu ile sistemin, şebeke gerilimi ile beslenmesini sağlar.Bu işlem bir transfer anahtarı ile gerçekleştirilir. Transfer anahtarı olarak yarı iletlenerden(Tristör,Triyak) oluşan bir statik transfer anahtarı kullanılabileceği gibi, mekanik transfer anahtarları da kullanılabilir. Aşağıdaki şekilde KGK bypass edilerek alıcıların beslenmesi gösterilmiştir.

kgk-3

KGK’larında aşırı gerilim koruma cihazları(surge protection device) da bulunur. Böylelikle aşırı gerilimlerin doğrultmaç,aküler,inverter ve alıcılara zarar vermesi engellenmiş olur. Yine giriş ve çıkıştaki bir çok filtre devresi ile gerilim dalgalanmaları önlenmiş olur.

 

Kesintisiz Güç Kaynağı Çeşitleri Nelerdir?

 Kesintisiz güç kaynakları yapısına göre dinamik ve statik KGK’ları olarak ikiye ayrılır.

1.Dimanik Kesintisiz Güç Kaynakları: Son zamanlarda yarı ilekten teknolojisinin gelişmesi ile birlikte statik sistemler de  çok büyük güç gereken (300-1000 kVA gibi) yerlerde  jeneratörler ile birlikte kullanılmaya  başlanmıştır.

2.Statik Kesintisiz Güç Kaynakları : Statik Kesintisiz Güç Kaynakları çalışma durumlarına göre;

a)Standby çalışan

b)Online çalışan

c)Line interactive çalışan kesintisiz güç kaynakları olarak üçe ayrılır.

Standby çalışan KGK’ları, şebeke girişinde her zaman enerjinin bulunduğu durumlarda alıcıların şebekeden beslendiği,inverterin sadece şebeke enerjisinin kesildiği durumlarda devreye girdiği ve alıcıları beslediği KGK’larıdır. Kişisel bilgisayarlar için kullanılan KGK’ları genelde Standby çalışır. Aşağıdaki şekilde standby çalışan KGK’larının blok şeması görünmektedir. Transfer anahtarı yukarı pozisyonda iken şebeke gerilimi filtrelenerek alıcılara ulaştırılır. Enerji kesildiğinde transfer anahtarı aşağı konuma geçerek, alıcıları akü grubu ve inverter üzerinden beslemeye başlar.

kgk-4

Online  çalışan KGK’ları, şebekede enerji olsa bile alıcıların inverter üzerinden beslendiği KGK’larıdır.Şebekede enerji varken akü grubu şarj edilir aynı zamanda şebeke enerjisi ile aynı frekansta çıkış veren inverter çalışmaktadır. Alıcılar inverter üzerinden beslenmektedir. Şebekede enerji kesintisi meydana geldiğinde akü grubunun şarj olma işlemi durur. Akü grubu inverteri doğru gerilimle besleyerek,inverterin alternatif akım sağlamasını dolayısı ile alıcıları enerjisiz bırakmamasını sağlar. Aşağıdaki şekilde ,girişe uygulanan gerilim doğrultmaç (rectifier) tarafından doğrultulur ve filtre edilir, elde edilen bu doğru gerilim akü grubunu şarj eder aynı zamanda invertere gerilim sağlar.

kgk-5

Line interactive çalışan KGK’ları, şebekede enerji varken inverterin devrede olmadığı,doğrultmaç regüle devreleri ve akü grubunun devrede olduğu KGK’larıdır. Akü grubu ve inverter enerji kesintisinde devreye girer ve alıcıları besler. Akülerin şarj edilmesi şebekede enerjinin olduğu durumda inverterin ters yönde çalışması ile sağlanır.Enerji kesildiğinde  transfer anahtarı açılarak akü grubunu devreye sokar ve inverter üzerinden alıcılar beslenmeye devam eder. Line interactive çalışan KGK’larında kademeli girişe sahip transformatörler kullanılır,böylelikle voltaj regülasyonu sağlanarak akülerin yüksek gerilimle şarj edilmesi, dolayısıyla ömürlerinin azalması engellenmiş olur.Aşağıdaki şekilde line interactive çalışan KGK’larının blok şeması görünmektedir.

kgk-6