UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY

1. Pengertian UPS

Uninterruptible Power Supply disingkat UPS adalah perangkat yang

biasanya menggunakan baterai backup sebagai catuan daya alternatif, untuk

dapat memberikan suplai daya yang tidak terganggu untuk perangkat elektronik

yang terpasang. UPS merupakan sistem penyedia daya listrik yang sangat

penting dan sangat diperlukan pada banyak perusahaan penyedia jasa

telekomunikasi, jasa informasi, warnet dan banyak lagi. Dapat dibayangkan

berapa besar kerugian yang timbul akibat kegagalan daya listrik jika sistem

tersebut tidak dilindungi dengan UPS.

Secara singkat UPS adalah suatu alat listrik yang berfungsi untuk

melindungi ( proteksi ) beban-beban kritis terhadap terhadap gangguan-

gangguan listrik.

Uninterruptible Power Supply merupakan peralatan listrik yang dapat

mengurangi gangguan-gangguan kelistrikan serta dapat memberikan daya listrik

sementara pada saat listrik utama/PLN padam.

2. Fungsi UPS :

a) Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya

pada listrik utama (PLN).

b) Memberikan kesempatan waktu yang cukup kepada kita untuk segera

menghidupkan Genset sebagai pengganti PLN.

c) Memberikan kesempatan waktu yang cukup kepada kita untuk segera

melakukan back up data dan mengamankan Operating System (OS) dengan

melakukan shutdown sesuai prosedur ketika listrik utama (PLN) padam.

d) Mengamankan sistem komputer dari gangguan-gangguan listrik yang dapat

mengganggu sistem komputer baik berupa kerusakan software,data maupun

kerusakan hardware.

e) 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.

f) UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap dirinya sendiri

sehingga memudahkan pengguna untuk mengantisipasi jika akan terjadi

gangguan terhadap sistem.

g) User friendly dan mudah dalam installasi.

h) User dapat melakukan kontrol UPS melalui Jaringan LAN dengan

menambahkan beberapa accessories yang diperlukan.

i) Dapat diintegrasikan dengan jaringan Internet.

j) Notifikasi jika terjadi kegagalan dengan melakukan setting software UPS

management.

3. Jenis – jenis UPS

a) Jenis UPS Berdasarkan Cara Kerjanya

Menurut prinsip kerjanya UPS dibagi menjadi 2 :

1. UPS Offline

Prinsip kerjanya sbb: pada saat UPS mendapat supply dari sumber listrik

utama output UPS langsung dari sumber listrik utama. Pada saat sumber

listrik utama mati atau diluar range yang telah ditentukan UPS bekerja dari

inverter (Pengubah listrik DC dari Battere menjadi Listrik AC 220).

Perpindahan dari supply listrik ke supply batere tersebut terdapat waktu

pindah (transfer time) +/- 2ms - 4ms yang dapat mengakibatkan komputer

restart, hal ini jarang terjadi tetapi masih ada resiko komputer restart.

Ups jenis ini mempunyai kelemahan yaitu jika tegangan input naik turun

maka tegangan output dari Ups ini akan naik turun juga. Untuk

memperbaiki kelemahan ini maka di buatlah Ups Line Interkative, yaitu

dengan menambahkan stabilizer (AVR- Automatic Voltage Regulator)

pada saat UPS bekerja dari sumber listrik utama.

2. UPS On Line

Prinsip kerjanya sbb: UPS akan bekerja selalu dari inverter baik UPS

bekerja dari sumber listrik utama maupun sumber listrik utama mati (UPS

bekerja dari battere). Jadi dikarenakan UPS selalu bekerja dari inverter

maka tidak ada transfer time (waku pindah) pada saat perpindahan dari

batere ke sumber listrik utama bagitu pula sebaliknya dan tegangan serta

frekuensi output UPS juga akan sangat stabil. Pada system online ini

pada umumnya terdapat converter AC to DC sebagai pengganti batere

pada saat UPS bekerja dari sumber listrik utama. Jadi perpindahan itu

terjadi dari converter ke batere atau sebaliknya. Inverternya tetap bekerja

untuk mensupplay tegangan AC 220 pada output UPS. Sehingga tidak

ada transfer time pada saat perpindahan dari sumber listik utama ke

batere atau sebaliknya.

b) Jenis UPS Berdasar Bentuk Gelombangnya

Dalam memilih ups sebaiknya kita mengetahui bentuk gelombang yang

dihasilkan oleh inverter dari ups. Karena hal ini akan mempengaruhi

kinerja dari beban yang akan dihubungkan dengan ups. (bentuk

gelombangnya sebaiknya disesuaikan dengan karakter baban yang akan

dipakai).

Menurut Bentuk Gelombangnya UPS dibagi menjadi dua:

1. UPS dengan bentuk gelombang sinusoidal / sinewave.

Bentuk gelombang ini bentuknya sama dengan bentuk gelombang

listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik atau genset.

2. UPS dengan bentuk gelombang non sinusoidal, dapat berupa step

wave atau ada pula yang menyebutnya simulated sinewave,juga ada

yang berupa square wave.

Dari jenis-jenis UPS ini dapat diketahui, pada umumnya jenis offline

dan line interkative gelombang listrik dari inverternya berbentuk

simulated sinewave atau square wave, meskipun ada pula yang

sinusoidal. Sedangkan pada jenis online dipastikan bentuk gelombang

dari inverternya sinusoidal.

Apa pengaruhnya bentuk gelombang ini terhadap beban. Bentuk

gelombang sinusiodal merupakan bentuk gelombang yang terbaik bagi

peralatan elektronik. Karena secara umum peralatan elektronik

memang didesain untuk dapat bekerja baik dengan bentuk gelombang

ini. Sedangkan bentuk non sinusiodal kadangkala membuat peralatan

elektronik menjadi lebih panas (stress) bila dibandingkan dengan

bentuk gelombang listrik yang sinusiodal.

Mungkin, karena bentuk gelombang sinusiodal kalau diukur dengan

multimeter rms biasa dan dibandingkan dengan pengukuran

menggunakan multimeter true rms akan mendapatkan nilai yang

sama. Sedangkan gelombang non sinusiodal jika dilakukan

pengukuran dengan multimeter rms biasa biasanya lebih rendah

nilainya dibandingkan dengan pengukuran multimeter true rms, misal

dengan multimeter rms biasa terukur 176Vac sedangkan dengan

mulimeter true rms terukur 220Vac. Nilai tegangan sebenarnya,

220Vac yang terukur dengan multimeter true rms. Sedangkan setting

pada ups biasanya menggunakan multimeter rms biasa. Kita bisa

bayangkan kalau menggunakan multimeter rms biasa disetting terukur

220Vac, dan bila diukur dengan multimeter true rms bisa menjadi

250Vac, mungkin hal inilah yang menjadi kenapa komponen elektronik

menjadi lebih panas bila menggunakan gelombang listrik non

sinusiodal.

Tapi terkadang pengukuran dengan multimeter rms biasa pada

gelombang non sinusiodal mendapatkan nilai yang lebih tinggi

dibandingan dengan multimeter true rms. Nilai ini tergantung dari

bentuk gelombang non sinusidalnya itu sendiri.

4. Komponen-komponen utama dalam UPS

a) Baterai

Jenis baterai yang digunakan UPS umumnya berjenis lead-acid atau jenis

nikel-cadmium. Baterai ini umumnya mampu menjadi sumber tegangan

cadangan maksimal selama 30 menit.

b) Rectifier – Penyearah

Gambar Rectifier

Penyearah atau Rectifier berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi arus

DC (direct current) atau DC dari suplai listrik utama. Hal ini bermanfaat pada

saat pengisian baterai.

c) Inverter

Gambar 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.

d) Transfer Switch

Transfer Switch adalah saklar listrik yang menghubungkan sumber tenaga

listrik dari sumber utama ke sebuah sumber cadangan ( UPS ). Saklar ini

dapat dioperasikan secara manual atau secara otomatis. Automatic Transfer

Switch – ATS sering dipasang di mana sebuah sumber daya cadangan

terletak, sehingga dapat memberikan daya listrik sementara jika sumber listrik

terputus.

5. Prinsip Dasar Cara Kerja UPS

Dalam keadaan gangguan, switch akan berpindah sehingga suplai daya

dari suplai utama terblok. Karena rectifier dan inverter berada dalam satu unit.

Akibatnya akan mengalir arus DC dari baterai menuju inverter.

 UPS bekerja berdasar kepekaan tegangan. UPS akan menemukan

penyimpangan jalur voltase ( linevoltage ) misalnya, kenaikan tajam,

kerendahan, gelombang dan juga penyimpangan yang disebabkan oleh

pemakaian dengan alat pembangkit tenaga listrik yang murah. Karena gagal,

UPS akan berpindah ke operasi on-battery atau baterai hidup sebagai reaksi

kepada penyimpangan untuk melindungi bebannya ( load ). Jika kualitas listrik

kurang, UPS mungkin akan sering berubah ke operasi on-battery. Kalau beban

bisa berfungsi dengan baik dalam kondisi tersebut, kapsitas dan umur baterai

dapat bertahan lama melalui penurunan kepekaan UPS.

6. Bagian Umum Pada UPS

Pada UPS baik line interaktif maupun on line terdapat beberapa blok atau

komponen dasar seperti dibawah ini :

a) Filter

Yang dimaksud dengan filter disini adalah blok atau bagian yang berfungsi

untuk mengeliminir gangguan kelistrikan. Untuk jenis UPS line interaktif filter

ini disebut dengan Automatic Voltage Stabilizer yang system proteksi

terhadap gangguan listriknya terbatas. Sedangkan pada UPS jenis Online

atau continous filter ini biasanya disebut dengan EMI/RFI.

b) Power supply dan charger

Bagian ini berfungsi untuk merubah tegangan AC yang berasal dari PLN atau

generator menjadi tegangan searah DC. Tegangan DC ini digunakan untuk

menggerakkan komponen Aktif agar dapat bekerja sesuai dengan yang

diinginkan,selain itu sebagian dari tegangan tersebut digunakan untuk

mengisi (Charge) Battery.

c) Battery

Fungsi utama dari battery pada UPS adalah sebagai media penyimpan energi

listrik yang akan digunakan apabila sumber listrik utama/PLN padam.Energi

listrik yang disimpan pada battery akan digunakan oleh Iventer untuk

kemudian oleh Inverter dirubah menjadi listrik AC.

d) Inverter

Fungsi dari Inverter adalah merubah tegangan DC yang berasal dari battery

menjadi tegangan AC yang akan digunakan oleh beban seperti komputer dan

lain sebagainya

e) Transfer Switch

Sesuai dengan namanya Transfer Switch berfungsi untuk menghubungkan

beban ke output INVERTER atau menghubungkan langsung beban ke

sumber listrik/bypass proses ini hanya terjadi pada UPS ONLINE. Sedangkan

pada UPS line interaktif transfer switch akan menghubungkan beban ke

output inverter apabila sumber listrik utama padam.

7. Gangguan Listrik

Banyak diantara kita tidak menyadari apa akibat dari gangguan listrik untuk

komputer, jaringan network , peralatan telekomunikasi, atau peralatan lainnya.

Sering kita menganggap bahwa gangguan listrik tersebut hanyalah padamnya

aliran listrik saja, tanpa mengetahui adanya gangguan listrik lainnya yang sering

menyebabkan PC hang, kehilangan data, atau kerusakan pada software dan

hardware tersebut. Ada beberapa jenis gangguan suplai daya listrik untuk

peralatan ektronik :

a) Blackouts

Gambar 1. Blackouts

Total hilangnya listrik AC untuk 1 cicle atau lebih lama biasa hilang lebih dari

20 milidetik. Akibatnya : Kerusakan pada perangkat keras dan lunak,

kehilangan data dan ada kerusakan pada sebagian isi file anda.

b) Fluctuations

Gambar 2.Fluctuations

Tegangan naik lebih dari 220V atau tegangan turun dari 220V. Hal ini sering

terjadi di daerah – daerah yang aliran listriknya tidak stabil yang di akibatkan

suplai listrik terganggu. Akibatnya : Kerusakan pada drives, penyimpanan

data, komputer hang.

c) Line noise

Gambar.3 Line noise

Gangguan noise pada jaringan listrik. Hal ini sering terjadi pada gardu-gardu

yang tersebar diseluruh kota dan desa. Akibatnya : Merusak logic circuit, data

file, juga merusak ketepatan hasil cetak dan ketepatan pengukuran suatu

proses.

d) Sags

Gambar 4 .Sags

Penurunan tegangan listrik lebih dari separuh nominal tegangan selama

beberapa detik. Penurunan dimaksud adalah hilangnya. Akibatnya :

Menyebabkan kerusakan atau hang pada workstation dan servers,

interpretasi data yang salah dan kerusakan harddisk.

e) Surges

Gambar 5. Surges

Biasanya disebabkan oleh perubahan beban yang cukup besar pada jaringan

listrik. Akibatnya : Menyebabkan keausan komponen listrik, kerusakan

peralatan dan kesalahan penulisan pada hard disk.

f) Spike / lightning

Gambar 6.Spike

Tegangan kejut yang tinggi biasanya disebabkan induksi dari sumber listrik /

tegangan yang sangat tinggi > 200KV seperti petir misalnya. Akibatnya :

Menyebabkan keausan komponen elektronik, kerusakan dan kesalahan

penulisan data pada hard disk.

Selain dari gangguan-gangguan listrik diatas, gangguan terhadap sumber listrik

lainnya dapat berasal dari :

a) Internal

Yang dimaksud dengan gangguan internal dari sumber listrik adalah

gangguan listrik yang diakibatkan oleh sumber listrik itu sendiri. Seperti

kita ketahui sumber listrik utama PLN yang kita gunakan sebelumnya

melalui sebuah proses yang panjang mulai dari Pembangkit Listrik,

Transmisi tegangan tinggi, Gardu Induk, Gardu Distribusi hingga baru ke

rumah atau kantor. Selama proses pengiriman energi listrik dari

pembangkit hingga ke konsumen tidak selamanya baik, bahkan sering

terjadi gangguan seperti terjadinya perubahan tegangan, frekwensi dan

lain sebagainya.

b) External

Gangguan listrik secara external adalah gangguan terhadap energi listrik

yang disebabkan oleh penggunaan peralatan listrik yang lain misalnya di

dalam sebuah gedung gangguan listrik dapat timbul karena hidup/mati

atau saat starting dan mematikan AC, lift atau alat werder, motor listrik,

atau peralatan lain yang dalam waktu yang sangat pendek (sesaat)

menarik arus listrik yang besar, atau tiba – tiba pembebanan terhadap

sumber listrik dari besar ke beban yang jauh lebih kecil. Hal ini akan

menimbulkan gangguan berupa terjadinya perubahan bentuk gelombang,

besarnya tegangan.