UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY) TOPOLOGIAS X APLICAÇÕES X CUSTO

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1 UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY) TOPOLOGIAS X APLICAÇÕES X CUSTO Dilmer Rodrigues, Sergio Perensin Centro Universitário Fundação Santo André (FSA) Av. Príncipe de Gales, Bairro Príncipe de Gales - Santo André, SP, Brasil dilmer@acvsistemas.com.br, sergio_pere@hotmail.com Abstract: In the market there are several possibilities of equipment, systems and technologies that provide a better and more efficient utilization of the electric energy. Within this context we will treat in this article the utilization of the UPSs with different topologies for contingency of critical loads. Keywords: UPS, No-break, Electric Disturbe, Topology, Application, Measurement, Instalation, Cost. Resumo: Há no mercado diversas possibilidades de equipamentos, sistemas e tecnologias que proporcionam uma melhor e mais eficiente utilização da energia elétrica. Dentro deste contexto abordaremos neste artigo a utilização de UPSs com diferentes topologias para contingenciamento de cargas críticas. Palavras Chaves: UPS, No-break, Distúrbios elétricos, Topologias, Aplicações, Dimensionamento, Instalação, Custo.

2 1 INTRODUÇÃO Entende-se como cargas elétricas de missão crítica todos aqueles equipamentos cuja interrupção no funcionamento possa resultar em prejuízos para os usuários e ou beneficiários dos serviços aos quais se destinam. A evolução tecnológica que, a cada dia disponibiliza serviços e produtos voltados para a qualidade de vida, sendo todos dependentes do uso de energia elétrica também acrescenta problemas que resultam na busca de soluções, também a cada dia mais elaboradas. Os desafios que se apresentam estimulam o desenvolvimento de novas alternativas, fazendo com que nos tornemos mais e mais dependentes das fontes de alta confiabilidade que implicam por vezes em altos investimentos, que por sua vez se justificam na medida em que as consequencias de uma interrupção sejam avaliadas e consideradas adequadamente. Os prejuízos resultantes das interrupções do suprimento de energia são mostrados na tabela 1. Tabela 1: Prejuízos causados por interrupção de energia. Prejuízos Resultantes Financeiro Perdas de faturamento, comprometimento de níveis de estoque, perdas de descontos, taxa de crédito, preços de ações Rendimento Perdas diretas, perda de rendimentos futuros, obrigações contratuais, perdas de investimentos Reputação Clientes, fornecedores, mercado financeiro, parceiros de negócio Produtividade Outros custos Duração da falha x número de funcionários Processos, custos de horas extras, aluguel de equipamentos, custos de envio A tabela 2 mostra uma publicação americana que contabiliza os custos de interrupções de suprimento de energia, para algumas atividades. Tabela 2: Custos de interrupções de suprimento de energia. Aplicação Custo por hora parada Telefonia celular US$ Telefonia fixa local US$ Reservas aéreas US$ Cartões de crédito US$ Operações bancárias US$ (segundo Powering E-Business Strategies & Planning) Os exemplos acima são pertinentess à empresas, cuja continuidade dos negócios dependem de informações que são tratadas, processadas e armazenadas, porém a criticidade de informações é também aplicada à pequenos usuários e computadores de uso pessoal, igualmente afetados com interrupções no fornecimento de energia. Com a evolução da eletrônica industrial e o desenvolvimento dos dispositivos de potência de estado sólido foi possível construir retificadores e inversores 100% estáticos com uma grande gama de potências e com grande confiabilidade e rendimento. Sistemas ininterruptos de energia (UPS), definidos no Brasil por meio da NBR da ABNT como no breaks, são sistemas responsáveis pelo fornecimento de energia condicionada para cargas críticas sem interrupções, mesmo durante uma falta no fornecimento de energia das concessionárias, estes equipamentos garantem a continuidade no fornecimento não só durante as faltas, mas também nos momentos em que a rede elétrica apresentar um comportamento instável, que exceda os parâmetros suportados pela carga. Os no breaks possuem diversas configurações possíveis, não só em relação aos valores da tensão de entrada/saída, mas também quanto ao número de fases, faixa de potência, autonomia além da topologia utilizada. Esses parâmetros são facilmente encontrados nas especificações de qualquer fabricante, porém a topologia utilizada muitas vezes não é informada, sendo esta a variável mais importante no que diz respeito à confiabilidade e custo dos equipamentos. 2 UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY) NO-BREAK O no break é um equipamento de segurança para cargas criticas, instalado entre a rede elétrica e a carga conforme mostra a fig. 1. O no break é capaz de absorver os distúrbios elétricos e na falta da rede elétrica o no break garante o fornecimento continuo de energia elétrica durante um determinado período, minutos ou horas conforme a capacidade do banco de baterias.

3 Quando é constatado em uma instalação ou em um projeto a necesidade de sistemas de UPS para contingenciamento de cargas, surge de imediato a preocupação com o custo ou investimento necessário para uma solução completa. A preocupação com o custo, é por muitas vezes maior que a preocupação em adquirir um equipamento com a tecnologia ideal para a aplicação à qual se destina, seja por falta de conhecimento sobre o produto, seja por falta de uma especificação técnica bem elaborada. Figura 1: Diagrama em blocos da utilização do UPS que está representado dentro da área tracejada. 2.1 Composição do UPS O UPS é normalmente composto por um circuito retificador/carregador de baterias, banco de baterias, circuito inversor de tensão e chave estática ou automático. Circuito Retificador/Carregador: Converte tensão alternada em contínua, para alimentação do inversor e também para realizar a recarga do banco de baterias. Em algumas topologias, o circuito retificador e carregador são independentes, o que normalmente traz benefícios ao banco de baterias. Banco de Baterias: Responsável pelo armazenamento de energia, utilizada para alimentar a carga durante falhas da rede elétrica.. Circuito Inversor: Converte a tensão contínua proveniente do retificador ou banco de baterias em tensão alternada para alimentar a carga, controlando constantemente a sua amplitude e frequencia. Chave Estática: Transfere a carga para a rede de entrada do UPS em caso de falha no sistema, ou para a realização dos processos de manutenção preventiva ou corretiva. 2.2 Funcionamento do UPS Ao receber a energia elétrica da concessionária ou de uma rede alternativa (gerador), o UPS transforma esta energia não condicionada, isto é, abundante em flutuações, transitórios de tensão e de frequencia, em energia condicionada, onde as características de tensão e frequencia são rigorosamente controladas. Desta forma oferece parâmetros ideais, o que é fundamental para o bom desempenho das cargas críticas. 2.3 Topologias (tipos) de UPS As tecnologias de UPSs tem evoluído muito no decorrer dos últimos anos. A conseqüência desta evolução são os diversos nomes dados ao UPS conforme sua topologia de construção, causando confusão no usuário leigo e no usuário técnico. Por este motivo a IEC (International Electrotechnical Commission) tem estabelecido normas para os diferentes tipos de UPSs e os métodos usados para medir seus parâmetros elétricos. O conteúdo da norma também foi adotado pelo CENELEC que é o Comitê de Normalização Européia. A norma IEC e seu equivalente europeu ENV classificou claramente em três (03) tipos os UPSs. Existem outras demonimações para UPSs, estas outras denominações podem ser encontradas em cátalogos de fabricantes de no breaks ou literaturas que abordam o assunto, porém, todas estas denominações se encaixam dentro dos três tipos de UPSs. 2.4 UPS Standby Passivo (No-break Off-Line / Short-Break / No-Break Simples Conversão) O UPS Standby Passivo é o mais comum para ser utilizado na alimentação de computadores pessoais. No diagrama de blocos ilustrado na fig. 2 (a), a chave de transferência está programada para selecionar a entrada CA como fonte de energia primária (circuito com linha contínua), e comutar para o modo de bateria/inversor como fonte alternativa caso exista um defeito na fonte primária. Quando isto acontece, a chave de transferência deve comutar a carga para a fonte de energia alternativa de bateria/inversor (circuito com linha tracejada). O inversor só liga no caso de falta de energia, daí o nome de Standby (de reserva). Os principais benefícios que esta topologia oferece são os altos níveis de eficiência, dimensões reduzidas e baixo custo. Com um circuito filtrante e de sobretensão adequado, estes sistemas podem ainda oferecer filtragem de ruídos e supressão de sobretensões. Figura 2 (a): UPS Standby Passivo em operação rede elétrica.

4 As fig. 2 (b), (c) mostra o UPS Standby Passivo com supressores de surtos, filtros e reguladores de tensão incorporados. alta e baixa na tensão fazem com que este tipo de UPS seja o mais utilizado para as faixas de potência entre 05 e 5,0 KVA. Figura 2 (b): UPS Standby Passivo com supressor de surtos e filtro incorporado. Figura 3 (a): UPS Line Interactiva em operação rede elétrica. As fig. 3 (b), (c) mostra o UPS Line Interactiva com supressores de surtos, filtros e reguladores de tensão incorporados. Figura 2 (c): UPS Standby Passivo com supressor de surtos, filtro e transformador por tap incorporado. 2.5 UPS Line Interactiva (No-break Tri-port/ No-Break Conversão Híbrida) UPS Line interactiva é a topologia utilizada com mais freqüência na alimentação de servidores de pequenas empresas, web e departamentais. Neste tipo de topologia ilustrado na fig. 3 (a), o conversor de energia (inversor) de bateria para a alimentação CA está sempre conectado à saída do sistema UPS. Ao acionar o inversor no sentido inverso em momentos que a alimentação CA de entrada é normal, a bateria se carrega. Quando a alimentação de entrada falha, a chave de transferência se abre e o fluxo de energia é provido pela bateria até a saída do sistema UPS. Com o inversor sempre ativado e conectado à saída esta topologia oferece um filtro adicional e produz transientes de comutação reduzidas em comparação com a topologia Standby Passivo. Além disso, a topologia Line interactiva costuma incorporar um transformador com variação de tap. Isto acrescenta a função de controle de tensão mediante o ajuste dos taps do transformador na medida em que a tensão de entrada sofre variações. O controle da tensão é uma característica importante quando há condições de baixa tensão, sem ele, o UPS transferiria a carga para a bateria e eventualmente diminuiria a carga. O uso mais freqüente da bateria pode provocar falha prematura deste dispositivo. Porém, o inversor também pode ser projetado de maneira tal que, mesmo falhando, permita que a energia flua da entrada de CA para a saída, o que elimina a possibilidade de pontos únicos de falha e estabelece de maneira eficaz dois circuitos de energia independentes. Os altos níveis de eficiência, as dimensões reduzidas e o baixo custo aliados a alta confiabilidade e capacidade de corrigir desvios de linha Figura 3 (b): UPS Line Interactiva com supressor de surtos e filtro incorporado. Figura 3 (c): UPS Standby Passivo com supressor de surtos, filtro e transformador por tap incorporado UPS Ferro-ressonante Standby Passivo e Line Interactiva (No-break Ferro-ressonante) A fig. 4 (a) mostra a topologia Standby Passivo e a fig. 4 (b) mostra a topologia Line Interactiva utilizando um transformador Ferro-ressonante.

5 Figura 4 (a): UPS Standby Passivo com supressor de surtos e transformador ferro-ressonante incorporado. Figura 4 (b): UPS Line Interactiva com supressor de surtos e transformador ferro-ressonante incorporado. O UPS Ferro-Ressonante foi bastante utilizado nas faixas de potência de 3 a 15 KVA. Depende basicamente de um transformador especial de saturação que tem três enrolamentos (conexões de alimentação). O circuito de energia primário vai da entrada de CA, por meio de uma chave de transferência, e do transformador, até a saída. Havendo uma falha na alimentação, a chave de transferência se abre, e o inversor passa a alimentar as cargas na saída. O inversor se encontra no modo standby, e é energizado quando ocorre falha na alimentação de entrada que provoca a abertura da chave de transferência. O transformador possui uma capacidade especial de ferroressonância, que fornece regulação de tensão limitada e correção da forma de onda de saída. O isolamento dos transitórios da alimentação de CA fornecido pelo transformador é tão eficiente ou melhor que qualquer filtro disponível, porém o transformador Ferro em si mesmo cria uma severa distorção e transitórios de tensão de saída, o que pode ser pior que uma conexão de CA deficiente. O UPS Ferroressonante gera uma grande quantidade de calor devido ao fato do trafo ferro ressonante ser inerentemente ineficiente. Estes transformadores são grandes quando comparados aos transformadores de isolamento convencionais, por esta razão estes UPSs costumam ser bastante grandes e pesados. Os sistemas de UPSs Ferro- Ressonantes costumam ser representados como unidades on line, mesmo que possuam uma chave de transferência, o inversor opera no modo standby ou Interactiva e registra uma característica de transferência durante a interrupção do fornecimento de CA. Os pontos fortes do Ferro-Ressonante são sua alta confiabilidade e excelente filtro de linha. Porém o conjunto possui um nível de eficiência muito baixo combinado com instabilidades quando utilizado com determinados tipos de geradores e computadores de nova geração com correção de fator de potência. O principal motivo pelo qual estes equipamentos não são mais utilizados se deve ao fato de seu comportamento instável quando são conectados à cargas com fontes de alimentação com correção de fator de potência, que tomam apenas corrente senoidal da rede elétrica, em forma muito similar a uma lâmpada incandescente. O consumo equilibrado de corrente pode ser obtido com a utilização de capacitores, dispositivos que conduzem a tensão aplicada. O sistema de UPS ferro ressonante utiliza transformadores centrais pesados que possuem característica indutiva, o que significa baixo fator de potência. A combinação destes dois elementos forma o que se conhece como circuito tanque. A ressonância ou repique em um circuito tanque pode provocar altas correntes, o que põe em perigo a carga conectada. 2.6 UPS Dupla Conversão (No-Break On-Line / No-break True On-line) UPS On-line Dupla Conversão é o tipo mais comum de UPS para faixas de potência superior a 10 KVAs, situações nas quais exige-se maior confiabilidade e menor tolerância à falhas. Isto é possível uma vez que nas interrupções do fornecimento de energia na entrada do UPS não ocorre o chaveamento da carga para o inversor, porque na topologia on-line o inversor trabalha constantemente ativo alimentando a carga, hora através do circuito retificador (rede eletrica presente), hora através do banco de baterias (rede eletrica ausente). Portanto, durante uma interrupção no fornecimento de entrada de CA, a operação on line não registra tempo de transferência mitigando assim uma possibilidade de falha. O diagrama de blocos do UPS on-line Dupla Conversão que é mostrado na fig. 5, é o mesmo que para o no break Standby Passivo, exceto que o circuito de energia primário é o inversor em lugar da rede CA. Figura 5: UPS On-line Dupla Conversão. Nos equipamentos desta topologia sempre existe dupla conversão de energia. No primeiro estágio o retificador opera como conversor de tensão CA da rede elétrica em tensão CC, e no segundo estágio o inversor converte tensão contínua CC em alternada CA para a saída. Deste modo a tensão de saída fornecida para a carga possui amplitude, freqüência e forma totalmente diferente da entrada. Esta é a única topologia de UPS que protege a carga contra todos distúrbios da rede elétrica, sempre fornecendo tensão senoidal na saída, além de não apresentar interrupção nas transferências de carga. Na topologia on-line dupla conversão o inversor é responsável por 100% da potência fornecida à carga por 100% do tempo de UPS operação. Isso garante à carga uma energia de qualidade com

6 baixíssima distorção harmônica, tensão e freqüência rigorosamente controladas e independentes da rede elétrica. Sem nenhuma dúvida, esta é a topologia que apresenta a maior confiabilidade e robustez, ideal para alimentar cargas críticas. Para aumentar a confiabilidade do sistema, normalmente também é acrescentada uma Chave Estática (by pass) para realizar a transferência de carga do inversor para a rede. Isso se faz necessário durante situações de sobrecarga, curto-circuito, falha no inversor ou ainda para realização de manutenção no equipamento. Na maior parte dos casos, existe um circuito independente para recarga do banco de baterias (carregador de baterias), o qual propicia gerenciamento totalmente voltado para as necessidades desta, aumentando sua vida útil e confiabilidade no sistema, uma vez que 60% das falhas em UPSs são provocadas pelas baterias. Utilizando circuitos independentes para retificador e carregador de baterias é possível otimizálos melhorando a qualidade da energia drenada da rede elétrica e também dimensionar a corrente necessária para a recarga de grandes bancos de bateria por meio de carregadores de grande capacidade ou mesmo a conexão em paralelo de vários módulos, proporcionando grandes autonomias. Os sistemas online dupla conversão operam normalmente com tensão mais elevada no barramento CC utilizando maior número de baterias. Este fator faz com que o rendimento do circuito inversor seja normalmente superior nesta topologia. O inversor é projetado para operação contínua, sendo neste caso totalmente compatível para aplicação em autonomias elevadas, de várias horas se for o caso, bastando apenas o dimensionamento do banco de baterias conforme a necessidade da carga. Nessa topologia, as cargas operam totalmente isoladas da rede elétrica. Assim a rede eletrica fica submetida ao fator de potência do equipamento e não da carga. Cargas de microinformática tipicamente possuem fator de 0,7. Já os UPSs on-line possibilitam a utilização de retificadores com elevado fator de potência reduzindo custos de instalação, tarifação, perdas e interferências na rede elétrica. A operação em conjunto com grupos geradores também é um ponto forte dessa topologia, pois isola as cargas críticas de toda e qualquer variação de amplitude e freqüência, comumente presente na tensão fornecida por esse tipo de fonte, sem necessitar do uso das baterias para manter a tensão e freqüência estabilizadas. 2.7 Paralelismo de UPSs O paralelismo de UPSs promove um aumento de confiabilidade do sistema e/ou permite expansões futuras na potência nominal do UPS. A utilização do UPS com uma configuração paralelo redundante como medida de confiabilidade, diminui as probabilidades de falha de energia elétrica na carga e possibilita também a retirada de um dos UPS do barramento por motivos de falha de equipamentos, manutenção corretiva e manutenção preventiva. Configuração de paralelismo de UPSs. Paralelismo Passivo, chamado de Hot Stand-By, trabalha com dois UPSs de mesma potência (principal e reserva), a carga fica 100% conectado no UPS principal enquanto o outro UPS permanece em stand-by sem carga. Caso o primeiro UPS falhe o UPS reserva assume a carga sem tempo de transferência e sem danos a carga. A fig. 5 (a) mostra o diagrama em blocos da configuração Hot Stand-by entre dois UPSs. Figura 5 (a): Paralelismo de UPS utilizando a configuração Hot Stand-by. Paralelismo Ativo, as unidades de UPS são ligadas no mesmo barramento de saída. A carga é dividida em relação a quantidade de UPSs, exemplo duas unidades de UPSs 50% da carga fica conectada no primeiro UPS e os outros 50% da carga fica conectada no segundo UPS. Caso ocorra falha de um dos dois UPS a carga é transferida para o UPS que esta em funcionamento normal sem danos para carga. A fig. 5 (b) mostra o diagrama em blocos da configuração paralelo ativos. Figura 5 (b): Paralelismo de UPS utilizando a configuração Paralelo Ativo. 2.8 Comunicação via Software do UPS Com o avanço da utilização de UPSs criou-se a necessidade de gerenciamento de ocorrências, um software de um UPS é um conjunto de ferramentas que possibilitam soluções diversas para este gerenciamento.

7 Os parâmetros analisados pelo software são de Entrada e Saída, tensões, correntes, potência aparente, potência ativa, tempo de autonomia, programação shutdown (programação para fechamentos de arquivos e plataformas automaticamente), auto-diagnóstico, log de eventos, gráficos de histórico, alarmes de notificação por , notificação via rede, acesso remoto ao UPS, verificação de circuitos que constituem o UPS (parte do software utilizado para calibração e manutenção do UPS),etc. O software de UPS trabalha com diversos sistemas operacionais, porem se faz necessário a verificação de compatibilidade com o seu sistema operacional. A comunicação ente o UPS e o computador geralmente é feita através de uma porta serial RS232 dedicada ou através de uma conexão USB. 2.9 Vantagens e Desvantagens por topologia Tabela 1: Vantagens e desvantagens por topologia de UPS Topologia Vantagens Desvantagens UPS Standby Passivo Projeto simples. Baixo custo em relação às demais topologias. Tamanho reduzido. A carga não é isolada da rede. Tempo de transferência. Não regula a tensão de saída. Forma de onda trapezoidal em modo bateria. UPS Line interactiva Em comparação ao UPS dupla conversão o custo é baixo para um mesmo valor de potência nominal. A carga não é isolada da rede. Não regula a freqüência de saída, pois depende da rede CA. A regulação da tensão de saída é pobre porque o inversor não é conectado em série com a rede CA. UPS Online Dupla Conversão A carga é protegida permanentemente pelo inversor contra qualquer distúrbio da rede. Regulação precisa da tensão de saída. Isolamento entre entrada e saida. Regulação precisa da freqüência de saída. Não apresenta problemas de tempo de transferência. Possui bypass. Preço elevado em relação às demais topologias. Permanentemente processam energia. Baixo rendimento pela presença de dois conversores em serie. A confiabilidade é comprometida sem instalação de bypass.

8 2.10 Aplicações por topologia Tabela 2: Aplicação por topologia de UPS Topologia UPS Standby Passivo UPS Line interactiva Aplicações Depende do compromisso entre o nível aceitável de proteção contra transitórios e o custo. Devido às desvantagens indicadas anteriormente, esta topologia de UPS é usada somente para baixas potências nominais (<3kVA). O UPS é normalmente aplicado para alimentar computadores pessoais. O tempo de transferência quando falta a rede é absorvido pelo filtro capacitivo de entrada da fonte interna do computador (banco de capacitores). Não é adequado para alimentar cargas críticas com potências nominais média e alta, porque não é possível regular a freqüência de saída. Por esta razão, quase nunca é usado em tais potências. esta topologia de UPS é recomendada para baixas potências nominais (<5kVA) Média de custos do UPS por topologia x potência Tabela 3: Custo médio de equipamentos segundo os principais fornecedores no mercado de UPS em São Paulo, considerando topologia x potência Topologia Custo por KVA UPS Standby Passivo R$ 400,00 UPS Line interactiva R$ 700,00 UPS On-line Dupla Conversão R$ 1.000, Topologia x Potência Tabela 4: Disponibilidade de UPS segundo os principais fornecedores no mercado de UPS em São Paulo, considerando topologia x potência Topologia UPS Standby Passivo UPS Line interactiva Potência 0,4Kva a 3Kva 0,4Kva a 20Kva UPS Online Dupla Conversão Devida a suas numerosas vantagens, UPSs dupla conversão são quase exclusivamente usadas para proteção de aplicações críticas em altas potências nominais. Sua aplicação é recomendada para potências maiores que 2kVA e em cargas críticas. UPS On-line Dupla Conversão 0,4Kva a 1,5Mva 2.13 Topologia x Tensão de entrada / saída Tabela 5: Configurações disponíveis de tensão de entrada e saída de UPS segundo os principais fabricantes no mercado de UPS, considerando topologia x potência Topologia Tensão de entrada / saída UPS Standby Passivo UPS Line interactiva Monofásica /monofásica Monofásica /monofásica Monofásica /monofásica UPS On-line Dupla Conversão Trifásica /monofáfica Trifásica /trifásica

9 2.14 Algumas Marcas de UPS por topologia Tabela 4: Marcas de UPS por topologia mais comercializadas UPS Standby Passivo Topologias UPS Line interactiva UPS On-line Dupla Conversão Figura 6 (b): SWELLS- sobretensões (causa- partida de grandes equipamentos, curto-circuitos, falha em equipamentos ou manobras da concessionária). ABB APC APC APC CP Eletronica CM Comandos Lineares Figura 6 (c): OUTAGES- interrupção (causa- curto-circuitos, descargas atmosféricas, acidentes que exijam manobras precisas de fusíveis, disjuntores, etc). CS Industria Eletronica CS Industria Eletronica CS Industria Eletronica ENGETRON ENGETRON EQUISUL EQUISUL EQUISUL LIBERT LIBERT Figura 6 (d): TRANSIENTS- transientes (causa- descargas atmosféricas, manobras da concessionária, manobras de grandes cargas e bancos de capacitores). MGE MGE MGE NHS NHS NHS POWERWARE POWERWARE POWERWARE SIEMENS Figura 6 (e): HARMONICS- distorção harmônica (causaretificadores, chaves de potência, lâmpada florescente). SMS SMS SMS ETC ETC ETC 2.15 Principais distúrbios presentes na rede elétrica, cujo efeito pode ser amenizado com a utilização de no breaks As fig. 6 (a), (b), (c), (d), (e), (f) e (g) mostra alguns tipos de distúrbios típicos gerenciados pelos No breaks. Figura 6 (f): FREQUENCY DEVIATIONS- oscilação de freqüência (causa- sistemas dinâmicos- geradores). Figura 6 (g): SPIKES/NOCHES- ruídos, picos (causaequipamentos conversores). Figura 6 (a): SAGS- subtensões (causa- partida de grandes equipamentos, curto-circuitos, falha em equipamentos ou manobras da concessionária).

10 Na fig. 7 é mostrado uma seqüência de distúrbios em um determinado período. Figura 7: Seqüência de distúrbios em um determinado período Dimensionamento O correto dimensionamento de um UPS dentro de uma instalação deve levar em consideração não somente o estudo completo da carga a ser alimentada e seu nível de criticidade, mas também os distúrbios elétricos possíveis à montante do equipamento e também aqueles que podem ser gerados para a rede após a instalação do UPS. Um bom projetista deve ainda prever as redundâncias necessárias para que as operações de manutenção possam ser efetuadas de maneira transparente, ou seja, sem desligamentos nas cargas. Na maioria dos casos, a única informação disponível sobre a carga a ser alimentada está no manual ou no próprio equipamento, nas etiquetas de identificação. Quando não se dispõe destas informações é possível obtê-las a partir de medições nas cargas com aparelhos apropriados, preferencialmente em rms, cuja leitura integra todas as componentes e reflete os verdadeiros valores de potência e corrente. Ainda sobre a carga, é de extrema importância conhecer suas características: indutiva, capacitiva, resistiva ou mista e também a simultaneidade. Estas informações são importantes pois os UPS possuem fator de potência de saída diferentes, conforme sua topologia, nos equipamentos Standby passivo o fp é de 0,45 a 0,7; Line interactiva de 0,6 a 0,7 e no on line de 0,7 a 1,0 sendo que o padrão de mercado fica entre 0,7 e 0,8. Previsão de acréscimo de carga para o UPS com ampliação do parque de micro-informática, usualmente em torno de 20 a 30% da potência total. Analise da topologia a ser utilizada, por meio das tabelas que constam neste artigo é possível estabelecer uma relação custo x beneficio sobre a melhor topologia a ser aplicada. Analise dos parâmetros técnicos do UPS: Tensão nominal de entrada: é a tensão da rede elétrica onde será ligado o no-break. Faixa de tensão de entrada: variações abaixo ou acima da tensão nominal, valores que podem fazer o UPS trabalhar através das baterias mesmo com tensão presente na entrada e sinalizar indisponibilidade no by pass estático em razão das variações de tensão. Tensão nominal de saída: é a tensão que o UPS entrega para carga. Dependendo da topologia do UPS existe uma variação na tensão de saída. Para a topologia Stand-by +/- 5 %, Line Interactiva +/- 5 % e On-line Dupla conversão +/- 1 %. Autonomia típica: é quanto tempo o UPS permanecerá fornecendo energia elétrica para a carga sem a presença de rede elétrica na entrada do UPS. Esse valor pode ser mascarado por diversos fatores (percentual de carga ativa no momento que o UPS esta operando através da bateria, tipo de bateria automotivas ou clico profundo (seladas estacionarias), etc). Freqüência: a frequência da rede elétrica com a qual o UPS consegue operar sem entrar no modo bateria. Freqüência de saída: é a freqüência que o UPS entrega para carga. Dependendo da topologia do UPS esta freqüência não é corrigida, a correção da freqüência de saída por topologia é Stand-by não corrige a freqüência, Line Interactiva não corrige a freqüência e On-line Dupla conversão freqüência de saída com variação de 5% da freqüência nominal. Forma de onda: identifica o tipo de onda que o inversor do UPS gerar para carga. Tipos de forma de onda por topologia Stand-by forma de onda trapezoidal, Line Interactiva forma de onda senoidal e On-line Dupla conversão forma de onda senoidal. Tempo de acionamento do inversor: topologias Standby e Line Interactiva possuem um tempo de acionamento do inversor ou possui um tempo de transferência, dependendo da carga a mesma pode desligar. A topologia On-line Dupla conversão não possui tempo de transferência. Parâmetros como: rendimento, fator de potência de entrada, fator de crista, filtros, supressores de surtos, sinalizações áudio-visual, partida a frio, tempo médio de recarga, Tempo Médio entre Falhas (MTBF), dimensões, peso, quantidade de gabinetes, conexão de software de gerenciamento, etc.são obrigatórios em um dimensionamento. Analise da infra-estrutura elétrica e física do local para implementação do UPS, analise do tempo de autonomia do UPS, analise do custo de aquisição, analise do custo de implementação e analise do custo de manutenções futuras (manutenção corretiva, manutenção preventiva, manutenção preditiva, contratos de manutenção, preço das principais peças que constituem o UPS) Conclusão O UPS é uma poderosa solução tecnológica para contingenciamento de cargas de TI e de missão critica, possui tecnologia para corrigir vários distúrbios elétricos protegendo a carga e isolando-a da rede, além de suprir a energia em uma eventual falta de eletricidade, conforme o tempo de autonomia das baterias, ou momentaneamente, até que energia seja

11 reestabelecida por meio de geradores ou pelo retorno da rede comercial. O poder das grandes corporações, seu potencial de crescimento e permanência no mercado estão diretamente ligados à capacidade que têm, em gerar, tratar, armazenar, gerenciar e disseminar informações. Alguns minutos fora do ar pode representar um grande prejuízo para os negócios, para os acionistas e principalmente para a marca da empresa, implicando em perda de credibilidade perante o mercado e perda de vantagens competitivas perante a concorrência. Este é um ótimo argumento a favor da área responsável pela gestão de infra-estrutura na justificativa às áreas responsáveis pela gestão de finanças e marketing sobre a importância estratégica em planejar e investir na melhor solução em no breaks como equipamentos de contingência Referências Bibliográficas Torrico, R., P. Bascopé. Sistemas Estáticos de Potência Ininterrupta (UPS). Universidade Federal do Ceará Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Francisco, P., D. Garsia E., Cabaleiro, P. Cortizo. Sistemas de Energia Inuterrupta (NO-BREAK). UGEP-DELT-EE Universidade Federal de Minas Gerais (2003) Diferentes tipos de no-break. APC American Power Conversion Saccol, A., Martins E., Gabiatti, G. E., Bonan G. (2004). Nobreaks Topologias Principais. CP Eletrônica S. A. Gabiatti, G. E., Bonan G. Paralelismo Ativo. CP Eletrônica S. A. Carlos, J., Ramires. UPS 3 phase & Configurations. Libert; Emerson Network Power.