Sistemas de Alimentacion Ininterrumpida

Por :Choquehuanca Puma Joel

Sistema de alimentacion ininterrumpida (UPS)Un sistema de alimentación ininterrumpida, SAI, también

conocido como UPS (del inglés uninterruptible power supply), 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 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.

SAI – SISTEMA DE ALIMENTACION ININTERRUMPIDA

Componentes de un UPSLos sistemas UPS electrónicos suelen incluir una batería,

cargador, inversor (un dispositivo que convierte la corriente continua en corriente alterna) y un interruptor de transferencia automática.

Cuando se interrumpe la alimentación, las transferencias automáticas de conmutación transfieren la alimentación de la fuente primaria al inversor, que suministra corriente alterna a la misma tensión que la fuente primaria.

Por lo tanto los principales componentes de un SAI son:

Rectificador Regulador Filtro de armónicos

Inversor Baterías Bypass: El bypass se caracteriza por ser un selector,

el cual permite que a la carga le suministre la tensión el inversor o, bien, directamente desde la red eléctrica. El bypass se suele emplear para realizar tareas de mantenimiento en el SAI y evitar que la carga se quede sin tensión de alimentación o cuando se produce cualquier tipo de problemas en el SAI (fallos en el rectificador, inversor, etc.).

Funciona durante: Interferencias en la red eléctrica; es decir, un corte de

electricidad de un segundo que puede provocar que el ordenador se reinicie.

Cortes de electricidad, correspondientes a una interrupción en la fuente de alimentación por un tiempo determinado

Sobrevoltaje; es decir, un valor nominal mayor que el valor máximo previsto para el funcionamiento normal de los aparatos eléctricos.

Baja tensión, es decir, un valor nominal menor al valor mínimo previsto para el funcionamiento normal de los aparatos eléctricos

Picos de voltaje; es decir, sobrevoltajes transitorios (de corta duración) de amplitud alta. Estos picos ocurren cuando se apagan y se encienden dispositivos que demandan mucha alimentación. Con el tiempo, esto puede ocasionar daños a los componentes eléctricos

Descargas de rayos, las cuales constituyen una fuente extrema de sobrevoltaje que se produce repentinamente durante el mal tiempo (tormentas).

Funciones de las UPS

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Dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas, que pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos, que requieren tener siempre alimentación de calidad debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o caídas de tensión).

Tipos de UPS

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SAI de continua : Las cargas conectadas a los SAI requieren una alimentación de corriente continua, por lo tanto éstos transformarán la corriente alterna de la red comercial a corriente continua y la usarán para alimentar a la carga y almacenarla en sus baterías.

Tipos de UPS

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SAI de alterna :

Estos SAI obtienen a su salida una señal alterna, por lo que necesitan un inversor para transformar la señal continua que proviene de las baterías en una señal alterna.

UPS off Line o Stand by

Equipo diseñado para proteger aplicaciones pequeñas y de baja criticidad por ejemplo: computadoras de escritorio, fax y periféricos.

Provee de protección básica entre problemas eléctricos (cortes de energía, bajo y alto voltaje sostenidos).

Ventajas

- Tecnología de bajo costo - Alta eficiencia - Corto tiempo de operación de componentes - Tamaño compacto Desventajas - No ofrece una regulación continua en modo normal de operación - Existe un tiempo de transferencia durante un falla en de energía - No genera una onda senoidal - No hay forma de detectar un problema en el inversor

Operación normal

UPS en baterías

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Los equipos OFF-LINE actúan en el momento en que la Red desaparece ó baja por debajo de la nominal 220 Voltios, produciéndose en el cambio de Red a Baterías un pequeño micro-corte el cual para una mayoría de equipos eléctricos e informáticos es inapreciable, no así para equipos muy sofisticados. Estos sistemas tienen el inversor siempre parado ( Off ) el cual se conecta y se vuelve ( On ) cuando se produce una anomalía en el fallo de la energía eléctrica.

UPS Online:Los SAI's ON-LINE resultan ideales para evitar que lleguen a nuestro equipo informático los armónicos de red. Armónicos de Red es la integración de múltiples frecuencias en la línea eléctrica, generalmente producidas por las cargas eléctricas no lineales, como las fuentes conmutadas de la informática. Los equipos ON-LINE suelen dar una protección del orden de entre 70 y 90 puntos en una escala de protección de uno a cien, convirtiéndose por tanto en muy fiables.

El UPS OnLine se conforma principalmente de tres elementos:

1) Rectificador/Cargador (AC-DC) 2) Banco de baterías (DC) 3) Inversor 4) Bypass

Ventajas Provee de una energía limpia en todo momento a la carga Alta confiabilidad debido al bypass estático que incluye Excelente calidad de energía a la salida para cargas criticas No existe tiempo de transferencia de AC a DC y viceversa Desventajas Tecnología de alto costo Ofrece una baja eficiencia en comparación a tecnologías

anteriores Desgaste de forma constante de sus principales componentes

UPS Línea Interactiva Equipo diseñado para pequeñas redes LAN y recomendado para

lugares donde no existan gran cantidad de problemas de energía. Ofrece una protección intermedia ante los problemas mas comunes

de energía. Ventajas - Incluye regulador de voltaje - Alta eficiencia - Tamaño compacto - Genera una onda senoidal

Desventajas - Existe un tiempo de transferencia durante una falla en de energía - Protección intermedia - No hay forma de detectar un problema en el inversor

Buck/Boost

Operación normal

UPS en baterías

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La cantidad de energía en la batería dicta cuanto pueden ser operados los equipos críticos desde un sistema de UPS.

Los sistemas UPS pequeños, como los que se utilizan para proteger la computadora en casa, están destinados a la alimentación de cargas pequeñas, como la computadora, el tiempo suficiente como para permitir apagar el equipo. Los sistemas más grandes, con baterías e inversores más grandes, están diseñados para alimentar cargas más grandes (instalaciones completas en algunos casos) por períodos prolongados de tiempo.

La mayoría de los sistemas funcionan en modo de espera y las baterías se mantienen a plena carga por energía eléctrica.

Capacidad de las UPS

Control de las UPSFinalmente, el UPS está controlado por una tarjeta lógica donde generalmente encontramos un Microcontrolador o un microprocesador que sería el que toma decisiones tales como las siguientes:

Apagado del UPS por bajo voltaje de batería.Detección del nivel de voltaje de Batería para que aún y cuando el voltaje varíe, el Inversor.entregue un voltaje regulado a la carga.Detección del voltaje de Entrada para encender el Inversor.Detección de regreso de voltaje de Entrada a niveles Normales para apagar el Inversor yComenzar a recargar la batería.etc.

Hay equipos UPS desde 250 Volt-amperes hasta 1000 Kva, así es que obviamente la Lógica de Control del equipo varía grandemente dependiendo del UPS y la capacidad.

Resumen de otros tipos de UPS

Fallos comunes en el suministro de energía eléctricaEl papel del SAI es suministrar potencia eléctrica en ocasiones de fallo de suministro, en un intervalo de tiempo "corto".(si es un fallo en el suministro de la red, hasta que comiencen a funcionar los sistemas aislados de emergencia). Sin embargo, muchos sistemas de alimentación ininterrumpida son capaces de corregir otros fallos de suministro:

Corte de energía: pérdida total de tensión de entrada. Sobretensión: tiene lugar cuando la tensión supera el 110% del valor nominal. Caída de tensión: cuando la tensión es inferior al 85-80% de la nominal. Picos de tensión. Ruido eléctrico o electromagnético. Inestabilidad en la frecuencia. Distorsión armónica, cuando la onda sinusoidal suministrada no tiene esa

forma.

VENTAJAS DESVENTAJAS

Posee una batería que nos permite mantener encendido el equipo en un apagón de corriente eléctrica.

Posee un regulador incorporado para proteger de picos o bajones de voltajes

Hay diferentes rangos de tiempos de  batería.

En algunos modelos la salida de batería no posee regulador de voltaje.

ConclusionesAdemás de proporcionar energía en apagones, o cortes de luz,

este sistema mejora la calidad de energía que llega hasta sus dispositivos, así regula las subidas y bajadas de tensión eléctrica lo que nos ayudará a cuidar mejor  nuestros equipos, dado que nuestros equipos serán alimentados con energía de la mejor calidad.

Los sistemas de alimentación Ininterrumpida, a aparte  de acumular energía y controlar la tensión que se suministra a cada uno de nuestros dispositivos nos ofrecen protección no solo a nuestros equipos, también a la información que en ellos tenemos.

En un UPS lo importante es evaluar nuestras instalaciones eléctricas porque esto va a depender que nuestros equipos tengan un funcionamiento optimo y duradero