Energia Normalizada UPS

Que es un estabilizador

Que es una UPS

Diferencias entre un estabilizador y un UPS

Explique los siguientes puntos a tener en cuenta para instlar una UPS .Exclusividad .Potencia (Clasificación) Escalabilidad y modularidad

Las Topologias de UPS mas comunes son los siguientes

• Standby
• Line Interactive
• Standby on-line hybrid
• Standby-Ferro
• Double Conversion On-Line
• Delta Conversion On-Line

Describir los siguentes tipos

Standby

Line Interactive

Standby on-line hybrid

Double Conversion On-Line

1. Que es un estabilizador

Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de tensión constante.

Los reguladores electrónicos de tensión se encuentran en dispositivos como las fuentes de alimentación de los computadores, donde estabilizan las tensiones de Corriente Continua usadas por el procesador y otros elementos. En los alternadores de los automóviles y en las plantas generadoras, los reguladores de tensión controlan la salida de la planta. En un sistema de distribución de energía eléctrica, los reguladores de tensión pueden instalarse en una subestación o junto con las líneas de distribución de forma que todos los consumidores reciban una tensión constante independientemente de qué tanta potencia exista en la línea.

Que es una UPS

UPS es un dispositivo que gracias a sus baterías u otros elementos almacenadores de energía, puede proporcionar energía eléctrica por un tiempo limitado y durante un apagón eléctrico a todos los dispositivos que tenga conectados. Otras de las funciones que se pueden adicionar a estos equipos es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de usar corriente alterna.

Los SAI dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas, como pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos que, como se ha mencionado anteriormente, requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad, debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o caídas de tensión).

La unidad de potencia para configurar un SAI es el voltiamperio (VA), que es la potencia aparente, o el vatio (W), que es la potencia activa, también denominada potencia efectiva o eficaz, consumida por el sistema. Para calcular cuánta energía requiere un equipo de SAI, se debe conocer el consumo del dispositivo. Si la que se conoce es la potencia efectiva o eficaz, en vatios, se multiplica la cantidad de vatios por 1,4 para tener en cuenta el pico máximo de potencia que puede alcanzar el equipo. Por ejemplo: (200 v × 1,4 A) = 280 VA. Si lo que encuentra es la tensión y la corriente nominales, para calcular la potencia aparente (VA) hay que multiplicar la corriente (amperios) por la tensión (voltios), por ejemplo: (3 amperios × 220 voltios) = 660 VA.

Diferencias entre un estabilizador y un UPS

Un UPS (Uninterrupted Power System) , que en español significa Sistema de Potencia Ininterrumpida, es un dispositivo que gracias a sus baterías, puede proporcionar energía eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados. Otra de las funciones de los UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de usar Corriente Alterna. Los UPS dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas, como pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos que, como se ha mencionado anteriormente, requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad, debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o caídas de tensión)

Un Estabilizador o como deberíamos llamarlo regulador de voltajes un equipo eléctrico que acepta una tensión eléctrica de voltaje variable a la entrada, dentro de un parámetro predeterminado y mantiene a la salida una tensión constante (regulada).

Son diversos los tipos de reguladores de voltaje, los más comunes son de dos tipos: para uso doméstico o industrial. Los primeros son utilizados en su mayoría para proteger equipo de cómputo, vídeo, o electrodomésticos. Los segundos protegen instalaciones eléctricas completas, aparatos o equipo eléctrico sofisticado, fabricas, entre otros. El costo de un regulador de voltaje estará determinado en la mayoría de los casos por su calidad y vida útil en funcionamiento continuo.

La principal diferencia técnica está en la capacidad de la UPS de mantener los dispositivos con corriente durante algún tiempo (dependiendo de muchos factores) sin energía eléctrica. En cambio con un estabilizador en un posible corte solo estamos a salvo de quemar nuestros equipos.

Ambos Dispositivos tienen un conjunto de entrada donde se pueden conectar distintos dispositivos. En general Según la tensión de los electrodomésticos que se conectan se debe elegir la capacidad de Nuestro sistema (UPS o Estabilizador). La capacidad de estos productos se mide en Watts como mínimo se debe tener en cuenta que es necesario de 500 Watts para asegurar un ordenador.

• Explique los siguientes puntos a tener en cuenta para instlar una UPS .Exclusividad .Potencia (Clasificación) Escalabilidad y modularidad

Exclusividad 

La UPS debe ser exclusiva para soportar la energía que requieran los dispositivos que componen el sistema de seguridad electrónica (CCTV, alarmas y acceso, entre otros).

No se deben compartir con otros subsistemas tradicionales, como para alimentar las tomas reguladas usadas en laboratorios o la energía base para las estaciones de trabajo y demás equipos de cómputo. Tampoco debe ser la misma UPS del Data Center, ni la de los equipos activos de telefonía o networking. En cada caso los requerimientos, capacidades de expansión y cargas pueden ser diferentes.

Si ya existe una UPS en el sitio, se debe colocar una distinta para Seguridad Electrónica. Si existe una UPS que brinde suplencia total a la edificación, se debe verificar que sea del tipo adecuado, con la potencia y autonomía necesaria, incluidas las expansiones. Aun así, en muchos casos es mejor por capacidad de administración y seguridad, usar una adicional de menor capacidad, exclusiva para seguridad, esto brinda redundancia y autonomía.

En el caso de conectar dos o más UPS en cascada, se debe tener especial cuidado con el tema de armónicos y DHT (distorsión armónica total), la asesoría de un ingeniero eléctrico especializado se hace indispensable, tratando de especificar el detalle lo requerido.

Potencia (Clasificación)
Se debe calcular, sumando las potencias de todos los equipos dentro del cuarto de control, los cuartos de interconexión y obviamente todos los dispositivos electrónicos distribuidos en el proyecto.
En las especificaciones técnicas de cada equipo, se encuentra el consumo expresado en Vatios (W) ó Volti-Amperios (VA). Se debe pasar todo a la misma unidad (1VA = 0,707W ó 1W = 1,414VA) y sumar.

Se debe tener en cuenta una expansión de equipos de por lo menos un 30% del máximo que se considere en ese momento. Recordemos que si los sistemas de seguridad se instalan adecuadamente, el usuario final seguirá comprando más equipos para cubrir más área y actividades internas.

Finalmente se debe adicionar un 25% de tolerancia y eficiencia. Se debe escoger un modelo de UPS que esté por encima del valor final calculado. Esto depende de las marcas disponibles en cada nación.

Escalabilidad y modularidad
Ya sabemos que se debe tener en cuenta un 30% de expansión como reserva en la potencia de la UPS, pero debido a la manera como crecen los sistemas de seguridad actualmente, es muy recomendable que se adquiera una marca que permita modularidad en los dispositivos y poder modificar su capacidad a través de módulos que alteren tanto la potencia (W) como la autonomía (min.) del sistema de potencia eléctrica.
En este sentido y dependiendo de las capacidades en diversas marcas, existen módulos para ubicar dentro de racks o externos en unidades independientes. La compatibilidad ente los diversos módulos, baterías y electrónica de control debe ser total.
Dependiendo del tamaño físico es posible que se requiera un espacio diferente al de los equipos, dedicado exclusivamente a la parte eléctrica, sobre todo cuando son unidades independientes. En este caso un sistema de aire acondicionado (HVAC) puede requerirse con condiciones diferentes a los equipos u operadores.

• 
  
• Standby
• Line Interactive
• Standby on-line hybrid
• Double Conversion On-Line

El UPS Standby

El UPS Standby es el tipo más común usado para los ordenadores personales. En el diagrama de bloques ilustrado en la Figura 1, el interruptor de transferencia se establece para elegir la entrada de CA filtrada como la fuente de alimentación primaria (camino de línea continua), y cambia a la batería / inversor como la fuente de copia de seguridad debe fallar la fuente primaria. Cuando eso sucede, el interruptor de transferencia debe funcionar para conmutar la carga sobre al inversor fuente de batería / de energía de reserva (camino de trazos). El inversor sólo se inicia cuando falla la alimentación, de ahí el nombre de "espera".

La línea interactiva de UPS

El UPS interactivo, que se ilustra en la Figura 2, es el diseño más común utilizado para la pequeña empresa, Web y servidores departamentales. En este diseño, el convertidor de energía de la batería a CA (inversor) está siempre conectado a la salida de la UPS. Funcionamiento del inversor en marcha atrás durante los tiempos cuando la alimentación de CA de entrada es normal proporciona carga de la batería.

Cuando falla la alimentación de entrada, el interruptor de transferencia se abre y la potencia fluye desde la batería a la salida del SAI. Con el inversor siempre encendido y conectado a la salida, este diseño proporciona un filtrado adicional y los rendimientos reduce los transitorios de conmutación cuando se compara con la topología Standby UPS.

Además, el diseño de línea interactiva suele incorporar un transformador del grifo cambiante. Esto añade la regulación de voltaje mediante el ajuste de las tomas del transformador cuando la tensión de entrada varía. La regulación de voltaje es una característica importante cuando existen condiciones de bajo voltaje, de lo contrario el UPS transferiría a la batería y luego con el tiempo por la carga. Este uso de la batería más frecuente puede causar un fallo prematuro de la batería. Sin embargo, el inversor también puede ser diseñado de tal manera que su avería todavía permitir el flujo de alimentación de la entrada de CA a la salida, lo que elimina el potencial de fallo de punto único y eficaz prevé dos caminos independientes de energía. Esta topología es de por sí muy eficiente que conduce a una alta fiabilidad y, al mismo tiempo que proporciona protección de energía superior.

Espera híbrido On-Line

El híbrido de espera en línea es la topología utilizada para muchos de los UPS en virtud de 10kVA que se etiquetan "on-line". La espera de CC al convertidor de corriente continua de la batería se enciende cuando se detecta un fallo de alimentación de CA, al igual que en un SAI de reserva. El cargador de la batería también es pequeño, como en los SAI de reserva. Debido a los condensadores en el combinador DC, el SAI exhibir ningún momento transferencia durante un corte de corriente AC. Este diseño es a veces equipado con un interruptor de transferencia adicional para la derivación durante un fallo de funcionamiento o sobrecarga. La Figura 3 ilustra esta topología.

Standby-Ferro UPS

El Standby-Ferro UPS fue una vez la forma dominante de UPS en el intervalo 3-15kVA. Este diseño depende de un transformador de saturación especial que tiene tres bobinados (conexiones eléctricas). El camino de alimentación primaria es de entrada de CA, a través de un interruptor de transferencia, a través del transformador, y a la salida. En el caso de un fallo de corriente, se abre el interruptor de transferencia, y el inversor recoge la carga de salida.

En el diseño Standby-Ferro, el inversor está en el modo de espera, y se activa cuando la potencia de entrada falla y se abre el interruptor de transferencia. El transformador tiene una "capacidad, que proporciona la regulación de tensión limitada y forma de onda de salida "" conformación "" especial "" Ferro-resonante". El aislamiento de los transitorios de alimentación CA suministrado por el transformador Ferro es tan bueno o mejor que cualquier filtro disponible. Pero el propio transformador Ferro crea severa distorsión y transitorios de voltaje de salida, que puede ser peor que una conexión de CA pobres. A pesar de que es un UPS de espera mediante el diseño, la Standby-Ferro genera una gran cantidad de calor debido a que el transformador ferro-resonante es inherentemente ineficiente. Estos transformadores también son grandes en relación con transformadores de aislamiento regulares; de modo Standby-Ferro UPS son generalmente bastante grandes y pesados. 

Sistemas de Standby-Ferro UPS están frecuentemente representados como unidades en línea, a pesar de que tienen un interruptor de transferencia, el inversor opera en el modo de espera, y que exhiben una característica de transferencia durante un fallo de alimentación AC. La Figura 4 ilustra esta topología Standby-Ferro.

La razón principal por la cual se utilizan comúnmente los sistemas ya no Standby-Ferro UPS es que pueden ser muy inestables cuando se opera una carga de alimentación de la computadora moderna. Todos los servidores y routers utilizan el "factor de potencia corregido" fuentes de alimentación que presentan una resistencia a la entrada negativa sobre algún rango de frecuencias; cuando se combina con la relativamente alta y resonante impedancia del transformador Ferro, esto puede dar lugar a oscilaciones espontáneas y perjudiciales.

La doble conversión UPS en línea

Este es el tipo más común de UPS por encima de 10 kVA. El diagrama de bloques de la doble conversión On-Line UPS, ilustrado en la Figura 5, es el mismo que el modo de espera, excepto que el trayecto de potencia primaria es el inversor en lugar de la principal AC.

El desgaste de los componentes de potencia reduce la fiabilidad sobre otros diseños y la energía consumida por la ineficiencia de energía eléctrica es una parte importante del coste del ciclo de vida del SAI. Además, la potencia de entrada dibujado por el cargador de batería de gran tamaño a menudo es no lineal y puede interferir con la construcción de cableado de alimentación o causar problemas con los generadores de reserva. 

En el diseño de doble conversión en línea, el fallo de la entrada de CA no provoca la activación del interruptor de transferencia, debido a la entrada de CA no es la fuente primaria, sino que es más bien la fuente de respaldo. Por lo tanto, durante un fallo de alimentación de CA de entrada, operación en línea resultados en ningún momento de transferencia.

El modo en línea de operación presenta un tiempo de transferencia cuando la potencia de la trayectoria de alimentación del cargador / batería / inversor de la batería principal falla. Esto puede ocurrir cuando cualquiera de los bloques en este circuito de alimentación fallan. La potencia del inversor también puede caer fuera brevemente, causando una transferencia, si el inversor se somete a cambios de carga bruscos o problemas de control interno. 

Los sistemas de doble conversión UPS en línea hacen exhibir un tiempo de transferencia, pero en condiciones diferentes de reserva o de línea interactiva de UPS. Mientras que un modo de espera y de línea interactiva UPS exhibirán un tiempo de transferencia cuando se produce un apagón, una conversión doble en línea UPS exhibirá un tiempo de transferencia cuando hay una gran cantidad de corriente paso de carga o corriente de arranque. Este tiempo de transferencia es el resultado de la transferencia de la carga desde el inversor UPS a la línea de bypass. En general, esta línea de derivación se construye con dos rectificadores controlados de silicio (SCR). Estos detectores de estado sólido son muy rápidos, tan parecida a la espera y la línea interactiva de UPS, el tiempo de transferencia es muy breve, por lo general 4-6 milisegundos. 

Tanto el cargador de batería y el inversor convertir todo el flujo de energía de la carga en este diseño, lo que hace que la eficiencia reducida y el aumento de la generación de calor.

El Delta Conversión On-Line UPS

Este diseño UPS, ilustrado en la Figura 6, es una nueva tecnología introducida para eliminar los inconvenientes de la doble conversión de diseño en línea y está disponible en la gama de 5 kVA a 1 MW. Al igual que el diseño de doble conversión en línea, la conversión Delta UPS en línea siempre tiene el inversor de suministro de la tensión de carga. Sin embargo, el adicional de convertidor Delta también contribuye a la potencia de salida del inversor. En condiciones de fallo de CA o perturbaciones, este diseño exhibe un comportamiento idéntico al de doble conversión en línea.

Una forma sencilla de entender la eficiencia energética de la topología de conversión delta es tener en cuenta la energía necesaria para entregar un paquete desde el cuarto piso a la quinta planta de un edificio como se muestra en la Figura 7. La tecnología de conversión Delta ahorra energía al llevar el paquete sólo la diferencia (delta) entre los puntos de inicio y finalización. La doble conversión UPS en línea convierte la energía a la batería y viceversa, mientras que el convertidor Delta mueve componentes de la potencia de entrada a la salida.

 Figura 7: La analogía de Doble Conversión Conversión vs Delta

En el Delta Conversión diseño on line, el convertidor Delta actúa con un doble propósito. El primero es el control de las características de potencia de entrada. Este extremo delantero activo obtiene la energía de una manera sinusoidal, armónicos minimizando reflejada sobre la utilidad. Esto asegura las condiciones óptimas para líneas de servicios y sistemas de generadores y reduce sistema de calefacción y el desgaste en el sistema de distribución de energía. La segunda función del convertidor Delta es para cargar la batería del SAI mediante un suministro eléctrico y su conversión a la tensión de carga de CC apropiado. 

La Conversión Delta UPS en línea ofrece las mismas características de salida que el diseño de doble conversión en línea. Sin embargo, las características de entrada son extremadamente diferentes. Con plena corrección del factor de potencia, la conversión delta en línea diseño proporciona tanto el control de potencia de entrada y de control de potencia de salida. El beneficio más importante es una reducción significativa de las pérdidas de energía. El control de potencia de entrada también hace que el SAI compatible con todos los sistemas de generador y reduce la necesidad de cableado y el generador de sobredimensionamiento. Delta Conversión tecnología On-Line es la única tecnología de núcleo UPS hoy protegidos por patentes y es 

, por tanto, no es probable que esté disponible a partir de una amplia gama de proveedores de UPS.