UPS ve Kesintisiz Güç Sistemleri

Kesintisiz güç kaynağı, alınıp bir köşeye konduğunda görevini yaptığı sanılan cihazların başında gelir. Kutusundan çıkar, prize takılır, arkasına birkaç kablo geçirilir ve yıllarca kimse dönüp bakmaz. Sonra bir kesinti olur: sunucu kapanır, telefon santrali susar, kayıt cihazı düşer. Cihaz vardır, çalışmaz; ya da çalışır ama saniyeler içinde biter. Bunun ilk sebebi yükün hiç belirlenmemiş olmasıdır: kesintide gerçekten ayakta kalması ya da düzgün kapanması gereken cihazlar ile o prize sırf yakın olduğu için takılmış cihazlar aynı çıkışı paylaşır. Isıtıcı, yazıcı ve temizlik prizi bir UPS'in hem gücünü hem süresini tüketir; hesabı yapılmış bir yedekleme süresi bu durumda hesap olmaktan çıkar.

İkinci sebep tip seçimidir. Kesintisiz güç kaynakları tek bir ürün değildir. Bir kısmı yalnızca şebeke kesildiğinde devreye girer ve geçiş anında kısa bir boşluk bırakır; bir kısmı gerilimi belirli bir aralıkta düzeltir; bir kısmı ise yükü sürekli kendi ürettiği gerilimden besler ve şebekedeki bozulmayı yüke hiç aktarmaz. Bir masaüstü bilgisayar için fazlasıyla yeterli olan çözüm, laboratuvar cihazı ya da sunucu için yetersiz kalabilir. Doğru tip, korunacak yükün kesintiye ve gerilim bozulmasına ne kadar duyarlı olduğuna göre seçilir.

Üçüncüsü aküdür ve sinsi olanı budur. Akü, ömrünü tüketirken çoğu zaman dışarıdan belirti vermez; cihaz ledleri yeşil yanmaya devam eder. Yedekleme süresi satın alındığı gün geçerlidir ve akü yaşlandıkça kısalır. Kimse ölçmediği ya da denemediği sürece bu kısalma yalnızca kesinti günü, tam da işe yaraması gereken anda görünür hâle gelir.

Dördüncüsü, sistemin bakıma açık kurulmamış olmasıdır. Baypas hattı yoksa cihazı servise almak yükü kesmek demektir; bu yüzden bakım ertelenir, akü değişimi ertelenir ve UPS zamanla korumak için konduğu sistemin en zayıf halkasına dönüşür.

Ne zaman gerekir

• Kesintide sunucu, telefon santrali ya da kayıt cihazı kapanıyor; UPS var ama yük binince dayanmıyor.
• Cihaz sürekli alarm veriyor, akü değişim uyarısı düşmüş, akü gövdesi şişmiş ya da uçlarda korozyon var.
• UPS çıkışına zaman içinde ilgisiz yükler eklenmiş; hangi prizin kesintisiz hatta olduğu artık bilinmiyor.
• UPS'in beslendiği devre belli değil; ortak bir priz hattından besleniyor ve o hat kapandığında sessizce akü üzerine geçiyor.
• Kesintide UPS devreye giriyor ama bilgisayarlar yine de yeniden başlıyor; geçiş süresi ya da çıkış dalga biçimi yüke uymuyor.
• Yeni bir sistem odası ya da ofis kuruluyor; kesintisiz hattın kapsamı, gücü ve akü süresi baştan belirlenecek.
• Tesiste jeneratör var; jeneratöre geçildiğinde UPS kaynağı kabul etmiyor ve akü üzerinde kalmaya devam ediyor.
• UPS'in bulunduğu hacim ısınıyor; havalandırma ya da soğutma cihazın ve akülerin ihtiyacına göre planlanmamış.
• Cihazın bakımı ya da akü değişimi gerekiyor ama baypas yok; durdurmak doğrudan yükü kesmek anlamına geliyor.
• UPS'in bağlı olduğu devrede kaçak akım rölesi yerinde durmayan açmalar yapıyor.

Kapsam

• Yedeklenecek yükün çıkarılması ve ölçülmesi. Kesintide çalışmaya devam etmesi gereken cihazlarla, yalnızca düzgün kapanması gerekenler ayrılır. Her cihazın çektiği akım ölçülür; etiket değeri başlangıç noktası sayılır, sonuç değil.
• UPS tipinin kararlaştırılması. Yalnızca kesintide devreye giren, gerilimi belirli bir aralıkta düzelten ve yükü sürekli çevirici üzerinden besleyen üç ana çalışma biçimi karşılaştırılır. Bu sınıflandırma IEC 62040-3'te tanımlıdır ve teklifte hangi sınıfın seçildiği açıkça yazılır.
• Güç ve süre boyutlandırma. Cihazın kVA ve kW değerlerinin farkı, yükün güç katsayısı, açılış anındaki akım ve büyüme payı birlikte hesaplanır. İstenen yedekleme süresi akü grubunun büyüklüğünü belirler; bu sürenin gerçekten gerekip gerekmediği de konuşulur, çünkü asıl ihtiyaç çoğu zaman "kesinti bitene kadar dayanmak" değil, "jeneratör devreye girene kadar ya da sistemler düzgün kapanana kadar dayanmak" olur.
• Ayrı UPS panosu ve devre ayrımı. Kesintisiz hat panoda ayrı bir gruba alınır, ayrı renkli priz gövdeleriyle işaretlenir ve devre listesi kapak içine yazılır. UPS'in kendi beslemesi de ayrı ve etiketli bir devreden alınır.
• Bakım baypası. UPS'i yükü kesmeden devre dışı bırakmayı sağlayan elle kumandalı baypas düzeni kurulur; kesici sırası, kilitleme ve üzerine yazılan işlem adımları birlikte planlanır. Bu düzen, cihazın kendi içindeki statik baypastan farklı bir şeydir ve ikisi teklifte ayrı ayrı belirtilir.
• Elektriksel montaj. Giriş ve çıkış kesicileri, akü kesicisi, akü kabloları ve DC tarafın koruması üreticinin verdiği kesit ve koruma değerlerine göre yapılır; bağlantılar belirtilen torkla sıkılır ve işaretlenir.
• Topraklama ve koruma düzeni. Çıkış tarafında koruma iletkeni sürekliliği ölçülür; kaçak akım korumasının UPS'in girişinde mi çıkışında mı konumlanacağı ve cihazın kendi kaçak akımının röleyi yerinde durmayan açmalara sürükleyip sürüklemediği değerlendirilir.
• Akü yerleşimi ve ortamı. Kabin ya da raf seçimi, akü tipi, ortam sıcaklığı, hidrojen çıkışına karşı havalandırma ve erişim düzeni. Sabit akümülatör tesislerinin güvenlik ve havalandırma kuralları TS EN IEC 62485-2 kapsamındadır; yerleşim buna göre planlanır.
• Isı düzeni. UPS'in kaybı hacme ısı olarak verilir; akülerin beklenen ömrünü belirleyen en önemli etken de ortam sıcaklığıdır. Gereken soğutma kapasitesi hesaplanır ve soğutma cihazının kesintisiz hatta bağlanmaması gerektiği belirtilir.
• Jeneratörle birlikte çalışma ayarları. Jeneratör bulunan tesislerde giriş gerilim ve frekans kabul penceresi, kademeli yük alma davranışı ve akü şarj akımının sınırlandırılması gözden geçirilir; transferde UPS'in kaynağı kabul ettiği yerinde denenir.
• Haberleşme ve kapatma senaryosu. İzleme kartı, alarmların gideceği yer ve akü belirli bir seviyeye indiğinde sunucuların düzgün kapanmasını sağlayan yazılım bağlantısı kurulur ve denenir.
• Devreye alma ve teslim. Şebeke kesilerek gerçek bir kesinti canlandırılır, yük altında davranış izlenir; kesintisiz prizlerin listesi, baypas talimatı, ölçüm değerleri ve bakım takvimi yazılı bırakılır.

Kapsam dışı

• Cihazın içindeki servis işleri: güç katı, statik baypas, fan ve yazılım güncellemesi. Üreticinin yetkili servisinin kapsamındadır ve garanti buna bağlıdır. Cihazın içine yetkisiz bir müdahale, çoğu markada garantiyi doğrudan düşürür.
• Akünün kalan gerçek kapasitesini gösteren boşaltma testi ve iç direnç ölçümü. Ayrı ölçüm cihazı ve yük bankası gerektirir; yetkili servis ya da bu ekipmana sahip iş ortağı kapsamında planlanır. Bizim devreye alma denemesi tesisin gerçek yüküyle yapılan bir doğrulamadır, ömür testi değildir.
• Kullanılmış akülerin toplanması ve bertarafı. Atık aküler tehlikeli atık kapsamındadır ve lisanslı toplayıcıya teslim edilir; teslim belgesi işletmede saklanır.
• Sistem odasının kliması ve mekanik havalandırma tesisatı. Isı yükünü ve gereken hava debisini hesaplayıp yazılı veririz; cihazın tedariki ve montajı mekanik tesisat işidir.
• Sunucu, sanallaştırma ve yedekleme yazılımı tarafı. Kapatma yazılımının UPS ile haberleşmesini kurar, sistem yöneticisiyle birlikte deneriz; sunucuların kendi yapılandırması bilgi işlem sorumluluğundadır.

Süreç

1. Yük envanteri ve ölçüm. Kesintisiz hatta alınacak cihazlar tek tek yazılır, akımları ölçülür ve toplam yük ile açılış davranışı çıkarılır.
2. Tip, güç ve süre kararı. Yükün duyarlılığına göre çalışma biçimi, ölçüme göre güç ve ihtiyaca göre yedekleme süresi belirlenir; seçenekler gerekçeleriyle birlikte yazılı sunulur.
3. Pano ve devre hazırlığı. Kesintisiz grup panoda ayrılır, gerekiyorsa yeni devreler çekilir, baypas kesicileri ve koruma elemanları yerine alınır.
4. Cihazın ve akü grubunun yerleştirilmesi. Zemin yükü, erişim mesafeleri, havalandırma ve kablo yolu gözetilerek montaj yapılır; DC tarafın koruması ve etiketlemesi bu adımda tamamlanır.
5. Devreye alma ve kesinti denemesi. Şebeke kesilir, yükün akü üzerinden beslenmesi ve şebeke geldiğinde geri dönüş izlenir; baypasa geçiş ve baypastan dönüş de yük altında denenir.
6. Haberleşme ve alarm. İzleme kurulur, alarmların kime ulaşacağı belirlenir, düzgün kapatma senaryosu sistem yöneticisiyle birlikte denenir.
7. Etiketleme, teslim ve bakım planı. Kesintisiz prizlerin listesi, baypas adımları, ölçüm kayıtları ve akü kontrol aralığı yazılı bırakılır; kullanıcıya yerinde anlatılır.

Fiyatı etkileyen faktörler

• Kesintisiz beslenecek yükün gücü ve tipi; motorlu ya da yüksek açılış akımı çeken bir yük varsa cihaz bu yüke göre büyür.
• İstenen yedekleme süresi. Akü grubunun maliyeti bu süreyle birlikte büyür; ayrıca ağırlık, hacim ve zemin yükü de artar, bu da kabin ve yerleşim kalemini etkiler.
• Seçilen çalışma biçimi; yükü sürekli çevirici üzerinden besleyen bir cihaz ile yalnızca kesintide devreye giren bir cihaz aynı sınıfta değildir.
• Tek cihaz mı, yedekli bir yapı mı kurulacağı; ikinci bir cihazla yedeklilik ayrı bir tasarım ve ayrı bir bütçedir.
• Bakım baypası kurulup kurulmayacağı ve baypasın panoya nasıl işleneceği.
• Ayrı bir kesintisiz güç panosu ve yeni devre çekilmesi gerekip gerekmediği; kaç noktanın bu hatta alınacağı.
• Akü kabini, raf düzeni, havalandırma ve ortam sıcaklığı için alınması gereken önlemler.
• İzleme kartı, alarm aktarımı ve otomatik kapatma yazılımının kapsamı.

Güvenlik ve yönetmelik

Kesintisiz güç kaynağında kolayca atlanan bir gerçek vardır: cihazı kapatmak sistemi enerjisiz bırakmaz. Akü grubu kendi başına bir enerji kaynağıdır: şebeke kesik olsa, giriş şalteri açık olsa bile uçlarında gerilim durur. Burada kolayca yanlış anlaşılan bir nokta var — akü kesicisini açmak akü uçlarındaki gerilimi kaldırmaz. O kesici yalnızca aküyü UPS'ten ayırır; blokların kutup başları ve ara bağlantı barları grup gerilimini taşımaya devam eder ve hiçbir kesiciyle enerjisiz hâle getirilemez. Akü grubunun kendisi üzerinde çalışılacaksa seri bağlantı barları sökülerek dizi düşük gerilimli bölümlere ayrılır, tek elle ve yalıtımlı aletle çalışılır; işlem akü ve UPS üreticisinin talimatına göre yürütülür. Akü devresinin verebileceği kısa devre akımı yüksektir ve bu akım bir sigortayla değil, düşen bir anahtarla ya da bilekteki bir metalle de yol bulabilir; akü tarafında yalıtımlı el aleti kullanılır, saat ve yüzük çıkarılır. Kurşun asitli akülerin şarj sırasında hidrojen çıkardığı da unutulmaz: bu yüzden akülerin bulunduğu hacim havalandırılır ve akü grubunun yanında kıvılcım üreten bir işlem yapılmaz. Sabit akümülatör tesislerinde elektrik tehlikeleri, elektrolit ve gaz çıkışına karşı alınacak önlemler TS EN IEC 62485-2 kapsamında tanımlanmıştır.

İkinci nokta geri beslemedir ve panoda çalışan için hayatidir. UPS'in çıkışı, şebeke kesikken de enerjilidir; kesinti sırasında "elektrik yok" diye açılan bir buat ya da armatür, kesintisiz hatta bağlıysa gerilim taşır. Bunun bir de ters yönü vardır: cihazın içindeki statik baypas yarıiletkeni kısa devre olduğunda, giriş şalteri açılmış olsa bile UPS'in giriş klemenslerinde tehlikeli gerilim görülebilir. Kesintisiz güç kaynaklarının genel güvenlik kurallarını tanımlayan IEC 62040-1, tam da bu yüzden ya bir geri besleme koruma düzeni ister ya da giriş ayırma noktalarına ve aradaki erişim noktalarına uyarı etiketi konmasını şart koşar. Uygulamada karşılığı nettir: UPS beslemesinde ya da çıkışında çalışmadan önce enerji kesilir, kesili kaldığı kilitleme ve etiketleme ile güvence altına alınır ve gerilimsizlik her nokta için ayrı ayrı ölçülerek doğrulanır. Cihazın kendi ekranındaki gösterge, bu ölçümün yerine geçmez.

Her iki kaynak da ayrıldıktan sonra bile cihaz içi bitmez: DC ara devredeki kondansatörler üreticinin belirttiği boşalma süresi boyunca — çoğu üründe dakikalar mertebesinde — ölümcül gerilim tutar. Cihaz içine erişim gerektiren her işlemde bu süre beklenir ve ara devre gerilimi ölçülerek boşaldığı doğrulanır.

Mevzuat tarafında iç tesisat, besleme devresi ve topraklama Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği ile Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği kapsamındadır; iş yerlerinde tesisat ve panolar, İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği kapsamında periyodik kontrole tabidir ve UPS panosu da bu kontrolün içindedir. Bir ayrımı da baştan yapmak gerekir: kaçış yollarının ve belirli hacimlerin acil durum aydınlatması, Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik kapsamında ayrıca düzenlenir. Sistem odası için kurulan bir kesintisiz güç kaynağı, bu yükümlülüğü kendiliğinden karşılamış saymaz; hangi çözümün gerektiği binanın sınıfına ve yönetmelikteki tanımlara göre belirlenir.