UPS
UPS adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memberi daya sementara ketika daya utama dari jaringan padam. Daya sementara ini bersumber dari daya DC yang disimpan pada baterai charger. UPS pada umumnya dihubungkan dengan beban‐beban kritikal load sehingga ketika suplai daya dari jaringan terganggu beban‐beban kritikal load ini tetap mendapat pasokan daya dari UPS.
UPS juga menghasilkan keluaran tegangan yang berkualitas karna dapat meminimalisir noise tegangan, distorsi tegangan, sag tegangan dan swell tegangan.
UPS umumnya dilengkapi dengan peralatan interface untuk komunikasi dengan computer,biasanya dengan system window 95,98,unix,linux maupun window NT4/2000 dimana interface ini untuk mengirimkan informasi jika jaringan utama kehilangan daya dan batterai charger habis.
Fungsi Utama dari UPS adalah :
- Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama (PLN).
- Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera menghidupkan Genset sebagai pengganti PLN.
- Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera melakukan back up data dan mengamankan Operating System (OS) dengan melakukan shutdown sesuai prosedur ketika listrik utama (PLN) padam.
- Mengamankan sistem komputer dari gangguan-gangguan listrik yang dapat mengganggu sistem komputer baik berupa kerusakan software,data maupun kerusakan hardware
- UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input sehingga tegangan output yang digunakan oleh sistem komputer berupa tegangan yg stabil.
- UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap dirinya sendiri sehingga memudahkan pengguna untuk mengantisipasi jika akan terjadi gangguan terhadap sistem.
- User friendly dan mudah dalam installasi.
- User dapat melakukan kontrol UPS melalui Jaringan LAN dengan menambahkan beberapa accessories yang diperlukan.
- Dapat diintegrasikan dengan jaringan Internet.
- Notifikasi jika terjadi kegagalan dengan melakukan setting software UPS management.
JENIS – JENIS UPS
Pada dasarnya, UPS cuma ada 2 jenis, yaitu OFFLINE dan ONLINE. Perbedaannya adalah pada sumber daya listrik mana yang jadi Primary Power Source, mana yang jadi Secondary Power Source.
Pada UPS jenis OFFLINE, sumber listrik primer adalah stop kontak / PLN, sumber listrik sekunder adalah inverter (dari baterai). Beberapa yang termasuk istilah lain ataupun varian dari OFFLINE UPS ini antara lain : Standby UPS, Ferroresonant-Standby UPS, Line-Interactive UPS, Voltage & Frequency Dependent (VFD) UPS, Voltage Independent (VI) UPS.
Karakteristik penting yang ada pada Offline UPS adalah adanya Switch Time atau Transfer Time, yaitu waktu yang diperlukan oleh Switch untuk pindah dari sumber listrik primer ke sumber listrik sekunder pada saat sumber listrik primer dianggap gagal berfungsi, sehingga ada jeda waktu dimana beban tidak mendapat listrik.
Gambar 3 : Offline UPS
Garis putus – putus menunjukkan sumber listrik sekunder
Offline UPS generasi sekarang biasanya memiliki Transfer Time kurang dari 4 milidetik (4 ms). Cukupkah Transfer Time segitu? Tergantung PSU nya. Di PSU ada spesifikasi Hold Time atau Holdup Time yang menunjukkan berapa lama PSU masih bekerja sebelum benar – benar mati jika aliran listrik terputus.
Transfer Time nya UPS harus lebih kecil daripada Hold Time nya PSU. Adanya Transfer Time membuat sebagian orang tidak menganggap Offline UPS sebagai UPS karena tidak benar – benar “uninterruptible”.
Pada UPS jenis ONLINE, sumber listrik primer adalah inverter (dari baterai). Inverter bekerja terus – menerus menyediakan listrik dari baterai untuk beban (PC), sedangkan rectifier dari AC ke DC bekerja terus – menerus untuk mengisi baterai. Itu sebabnya juga disebut DOUBLE CONVERSION UPS atau DOUBLE CONVERSION ONLINE UPS. Jika main power tidak berfungsi, hanya rectifier dari AC ke DC yang berhenti bekerja, sedangkan kerja inverter tidak berubah (tidak ada Transfer Time / Switch Time). UPS jenis ini juga disebut Voltage & Frequency Independent (VFI) UPS karena tegangan dan frekuensi outputnya tidak dipengaruhi oleh input.
Pada Online UPS juga terdapat Switch yang otomatis mengambil aliran listrik dari sumber listrik sekunder (langsung dari PLN) jika inverter / baterai tidak bekerja. Biasanya Switch ini juga bisa difungsikan secara manual (manual bypass) untuk maintenance baterai. Tidak adanya Transfer Time / Switch Time membuat sebagian orang menyebut Online UPS sebagai “True UPS”.
Gambar 4 : Online UPS
Garis putus – putus menunjukkan sumber listrik sekunder
Menurut standar BS EN 62040-3:2001 ada tiga jenis UPS utama (istilah yg standar) :
1. VFI (Voltage and Frequency Independent)
Disebut demikian karena tegangan dan frekuensi output tidak dipengaruhi oleh tegangan dan frekuensi input. Ini yg biasa dikenal dengan nama Online UPS atau Double Conversion UPS.
Tipe ini merupakan yang paling lazim untuk UPS dengan daya lebih dari 10kVA. Tipe ini memiliki kesamaan dengan tipe Standby. Hanya saja tipe ini memiliki sumber tenaga utama yang terletak pada Inverter, bukan pada sumber listrik AC.
Pada tipe ini, terputusnya pasokan listrik utama tidak akan memicu sakelar transfer karena arus listrik AC yang masuk pada bagian input tengah melakukan pengisian pada batere yang memberikan tenaga pada Inverter yang terletak pada bagian output.
Oleh karena itu, ketika arus listrik AC terputus, arus tenaga akan segera dialihkan tanpa mengambil jeda saat pengalihan terjadi.
Keunggulan : UPS tipe ini memperlihatkan kinerja di atas rata-rata. Dapat dikatakan tipe ini mendekati gambaran ideal dari sebuah UPS
Kelemahan : menghasilkan panas yang cukup tinggi.
2. VFD (Voltage and Frequency Dependent)
Tegangan dan frekuensi output dipengaruhi oleh (sama dengan) tegangan dan frekuensi input. Ini yg biasa dikenal dengan nama Standby UPS atau Offline UPS.
Tipe ini biasa digunakan oleh para pengguna rumahan untuk disandingkan dengan PC mereka.
Keunggulan :
– mampu melakukan filtrasi terhadap gangguan daya dan pengelolaan arus
– rancangannya efisien
– ukurannya kecil serta murah.
3. VI (Voltage Independent)
Disebut demikian karena disertai filter/stabilizer/AVR sehingga tegangan output distabilkan, sedangkan frkuensi output nya tetap mengikuti frekuensi input. UPS ini yang disebut juga UPS Line-Interactive.
UPS tipe ini adalah yang paling sering digunakan pada unit small business, pengembang web, dan sejumlah server yang berada di departemen pemerintahan. Sebab, selain memiliki tingkat reliabilitas yang tinggi, tipe ini juga memiliki kemampuan menyesuaikan voltase yang cukup baik.
UPS ini memiliki Inverter yang selalu terhubung ke output sistem UPS untuk mengubah daya dari batere ke AC. Dalam keadaan normal, Inverter akan melakukan pengisian batere. Sedangkan dalam keadaan listrik padam, Transfer Switch akan menutup dan mengalirkan daya dari batere ke output UPS.
Posisi Inverter yang selalu terhubung ke output memberi tambahan penyaring daya. Hal inilah yang membuat UPS dengan tipe ini banyak digunakan untuk server dan kondisi listrik yang tidak terlalu baik.
Sedangkan menurut website APC dan PC Guide, disebut UPS Line-Interactive bila dalam UPS tersebut konverternya hanya ada satu, sekaligus berfungsi sebagai Rectifier (AC-DC) dan juga Inverter (DC-AC). Skemanya seperti gambar dibawah ini.
Gambar 6 : Line-Interactive UPS (dengan single konverter menurut beberapa sumber)
Garis putus – putus menunjukkan sumber listrik sekunder
Adapun Ferroresonant-Standby UPS adalah Standby UPS yg transfer switch dan filter/stabilizer/AVR nya digantikan oleh sebuah ferroresonant transformer. Keuntungannya adalah Transfer Time yang lebih singkat (bisa diasumsikan 0 milidetik), karena bila arus listrik dari Primary Power Source putus tiba2, energi yg tersimpan di medan magnetik transformer tetap mensuplai listrik output sampai Secondary Power Source nya bekerja.
Gambar 7 : Ferroresonant-Standby UPS
Garis putus – putus menunjukkan sumber listrik sekunder
4. Delta Conversion On-Line
Hampir sama dengan tipe Double Conversion, tipe Delta menggunakan Inverter untuk selalu memasok voltase. Saat pasokan tenaga terputus, tipe ini melakukan hal yang sama dengan tipe Double Conversion.
Delta Conversion memiliki dua fungsi
1. untuk mengendalikan karakteristik power input
2. mengendalikan arus pada input untuk mengarahkan proses pengisian pada sistem batere.
Hal yang perlu diingat adalah tipe ini meminimalisir energi yang terbuang. Selain itu, ia memiliki kompatibilitas tinggi terhadap beragam jenis generator serta mengurangi kebutuhan akan penggunaan kabel.
Keunggulan dan Kekurangan Tipe tipe UPS
Standby
Keunggulan: biaya rendah; efisiensi tinggi; desain kompak.
Kekurangan: baterai tetap terpakai saat listrik padam; tidak cocok untuk pemakaian di atas 2kVA.
Keterangan: paling cocok untuk pengguna personal.
Line Interactive
Keunggulan: reliabilitas tinggi; efisiensi tinggi; penyesuaian voltase baik.
Kekurangan: tidak cocok untuk pemakaian di atas 5kVA.
Keterangan: tipe UPS yang paling sering digunakan dalam kondisi listrik yang tidak menentu.
Double Conversion On-Line
Keunggulan: penyesuaian voltase yang sangat baik; mudah untuk disambungkan secara paralel.
Kekurangan: efisiensi rendah; harganya mahal untuk tipe dengan daya di bawah 5kVA.
Keterangan: mendekati gambaran ideal UPS, tapi menghasilkan panas yang cukup tinggi.
Delta Conversion On-line
Keunggulan: penyesuaian voltase yang sangat baik; efisiensi tinggi.
Kekurangan: tidak cocok untuk penggunaan di bawah 5kVA.
Keterangan: efisiensi tinggi memperpanjang daur hidup perangkat saat digunakan pada sistem yang besar.
Pada sebuah UPS terdapat tiga buah komponen dasar, yaitu :
- Batere. Jenis baterai yang digunakan UPS umumbya berjenis lead-acid atau jenis nikel-cadmium. Batere ini umumnya mampu menjadi sumber tegangan cadangan maksimal selama 30 menit.
- Rectifier. Penyearah berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC dari suplai listrik PLN. Hal ini bermanfaat pada saat pengisian baterai.
- Inverter. Kebalikan dari penyearah, inverter berfungsi untuk mengubah arus DC dari baterai menjadi arus AC. Hal ini dilakukan pada saat baterai pada UPS digunakan untuk memberikan tegangan ke komputer.
SPESIFIKASI UPS
1. UPS Type / Topology
Jenis UPS ini yang paling penting. Biasanya, kualitas inverter di Online UPS secara umum lebih baik daripada di Offline UPS. Hal ini karena diasumsikan inverter di Offline UPS hanya berfungsi kadang – kadang dan dalam waktu yang relatif singkat. Jadi kalo kualitasnya gak persis ama listrik PLN ya dianggap gak terlalu berisiko merusak PC. Beda dengan Online UPS yang inverternya bekerja terus – menerus, jadi kualitas outputnya harus benar – benar bagus.
2. Load Rating (Capacity & Run Time)
Kapasitas UPS tinggal disesuaikan dengan kebutuhan. Kapasitas UPS (juga perhitungan beban) ini bisa dinyatakan sebagai Apparent Power, bisa juga sebagai True Power.
True Power = Power Factor x Apparent Power
Biasanya Apparent Power dinyatakan dalam satuan VA (Volt-Ampere), sedangkan True Power biasa dinyatakan dalam satuan Watt. Jadi ada UPS yang nulis spec Maximum Load-nya 600VA (480 Watt). Artinya Apparent Power = 600VA, True Power = 480Watt, Power Factor = 0,8. Kalo di spec UPS cuma ada Apparent Power (pake satuan VA), untuk amannya ambil Power Factor (faktor daya) = 0,6.
UPS yang bagus biasanya dia punya tabel / gambar Run Time seperti ini.
Tabel 1 : Run Time Chart
Artinya, jika PLN mati ketika baterai UPS nya penuh (100%), kemudian dipasang beban 600VA, UPS bisa menyediakan listrik selama 5,8 menit. Jika bebannya 300VA, bisa menyala 14 menit. UPS tidak akan bisa menyediakan listrik di atas beban maksimumnya.
3. Output Voltage & Frequency
Sama dengan standar tegangan listrik untuk PC ( 220 volt, 50 Hz).
4. Electrical Waveform Output
Untuk menekan harga UPS biasanya pada Offline UPS digunakan Inverter yang menghasilkan Modified Squarewave. Bentuk gelombangnya dibuat mendekati (mirip) Sinewave. Ada yang menyebutnya “Stepped approximation to a sinewave”, “Pulse-width modified squarewave”, “Modified stepwave”, atau “Modified sinewave”.
Gambar 5 : Electrical Waveform Type
Karena diasumsikan inverter di Offline UPS hanya berfungsi kadang – kadang dan dalam waktu yang relatif singkat, bentuk gelombang yang bukan sinusoidal itu dianggap cukup aman untuk PC.
Cara mudah untuk mengetes bentuk gelombang output UPS adalah pasang lampu TL di UPS, kemudian cabut kabel power UPS nya dari stop kontak. jika lampunya kedip – kedip atau berdengung, itu tanda bentuk gelombangnya bukan sinusoidal. Tapi itu tergantung kualitas ballast & lampunya. Alat untuk testingnya yaitu oscilloscope.
5. Transfer Time
hanya ada di Offline UPS. Yang penting angkanya lebih kecil daripada Hold Time nya PSU yang dipakai
6. Power Conditioning
Ini adalah kemampuan UPS untuk “memuluskan” aliran listrik dari main power sebelum diteruskan ke beban (PC). Ini terutama untuk OFFLINE UPS. Yang paling mendasar adalah Voltage Regulation (untuk mengatasi noise). Hampir semua Offline UPS sekarang udah built-in AVR (Automatic Voltage Regulator). Tapi ya seperti yang sudah disebutkan di atas, AVR yang ada di dalam UPS juga macem – macem kelasnya. UPS yang bagus biasanya bisa diatur tingkat sensitivitas dari AVR nya.
True Power (Daya)= Power Factor (PF) x Apparent Power (VA)
Biasanya Apparent power dinyatakan dalam satuan VA, sedangkan True Power biasa dinyatakan dalam Watt. Jadi ada UPS menulis spesifikasi MAximum Loadnya 600VA (480 watt). Artinya Apparent Power= 600 VA, True powernya 480 watt, Power Factornya 0,8.
Jika di spesifikasi UPS hanya ada Apparent Power, untuk amannya ambil Power Factor 0.6
DAYA = PA x VA
DAYA = 0,6 x 600
DAYA = 360 watt
ref :
http://storage.jak-stik.ac.id/students/full%20paper/penulisan%20ilmiah/20400213/BAB%20III%20paling%20baru.pdf
http://ier-fand76.blogspot.com/2012/04/prinsip-kerja-ups.html
http://ordinary-king.blogspot.com/2012/07/prinsip-kerja-ups.html
http://diskainet.blogspot.com/2012/08/pengertian-tentang-fungsi-ups.html
www.sunbio-sme.com
http://inet.detik.com/)
Recent Comments