TECNOLOGIAS UPS s. LCPOWER Outubro 2006

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1 TECNOLOGIAS UPS s LCPOWER Outubro 2006

2 Aplicações Computadores e Data Centers Servidores Controlo de Processos Sistemas de Transmissão / SAT Instalações de Controlo Navegação Aérea Operadores e Serviços de Internet Sistemas de Segurança Equipamentos Médicos Equipamentos Electrónicos Missões e Aplicações Criticas requerem elevado nível de protecção e fiabilidade 2 LCPOWER

3 As normas IEC e equivalente Europeia ENV , traduzem o princípio de funcionamento e desempenho das UPS s, basicamente em três tipos de modelo - Nível 1 Tensão de saída dependente da rede (XXX YY ZZZ): 1 ª Double Conversion (IEC ) 2 ª Line Interactive (IEC ) 3 ª Passive Standby (IEC ) Estes termos definem a forma como a UPS fornece energia à carga. 3 LCPOWER

4 VFD Topologia (off-line) Tensão & Frequência Dependente ~ - - ~ Rede Carga PASSIVE STAND-BY (Off-Line) Carregador Bateria Inversor Comutação Em operação normal (com rede presente ou em limites admissíveis - especificações do modelo) a carga é alimentada directamente pela rede, a carga está sujeita às flutuações de tensão da rede primária (fonte de energia) e o inversor está parado. Quando a rede primária de AC falha ou se encontra fora das tolerâncias das especificações do equipamento, o inversor será activado recorrendo à bateria para assegurar a continuidade de fornecimento de energia à carga. Nota: a fase descrita preconiza um tempo de transferência típico de 4 a 8 ms (Switch) que normalmente não é prejudicial para as cargas tipo informáticas que admitem tempos de transferência < ms. A norma não especifica o tempo de transferência. A UPS continua a operar em modo bateria até se esgotar a sua autonomia ou conforme o caso, se restabelecer a energia da rede ou as condições (tolerâncias) admitidas pela UPS. 4 LCPOWER

5 VFD Topologia (off-line) Tensão & Frequência Dependente ~ - - ~ Rede Carga PASSIVE STAND-BY (Off-Line) Carregador Bateria Inversor Comutação CARACTERÍSTICAS + Tecnologia económica + Peso e tamanho reduzidos + Baixo nível de perdas - Tensão de saída onda quadrada ou trapezoidal *, sinusoidal adaptada - Tempos de comutação variáveis, min. 2 ms, usual 4-8 ms, até 10 ms - Tempos de autonomia pequenos - Sem estabilização, baixo nível de filtragem - As harmónicas da carga passam para a rede - Não utilizáveis com grupos geradores e redes instáveis - Sem protecção contra sobrecargas * elevado conteúdo harmónico 5 LCPOWER

6 VI Topologia (UPS-Rede-Operação Paralela / single conversion / Line-interactive) Tensão Independente LINE INTERACTIVE (REVERSIBLE) Rede Impedancia ~ Carga ~ Conversor Bateria - ~ Inversor & Carregador Em modo de operação normal o fornecimento de energia é mantido através do inversor à rede de energia primária e da frequência de entrada, através de uma linha directa à carga. A tensão é condicionada (regulada) pelo sistema AVR (boost) e o inversor está activo funcionando em modo bi-direccional, de forma a regular a tensão e também carregar as baterias. Quando os limites (especificados) e/ou a frequência está fora da tolerância pré-estabelecida, o inversor da UPS e a bateria mantêm a continuidade de energia eléctrica até se restabelecerem os limites da tensão/frequência. A natureza deste design requer uma impedância entre a rede primária (entrada) e o inversor. Nota: A transferência para o modo inversor, seja com uma falha da rede ou fora das tolerâncias, pode levar algum tempo (2 a 6 ms). Pode ser incorporado um bypass estático, que numa eventual falha de funcionamento da unidade, a carga poderá ser transferida para a rede primária através de uma linha auxiliar (alternativa) -bypass. A grande diferença desta topologia, para Passive Stand-By, está no inversor que funciona de forma reversível, ou seja interage com a potência útil que está a ser fornecida à carga. 6 LCPOWER

7 VI Topologia (UPS-Rede-Operação Paralela / single conversion / Line-interactive) Tensão Independente LINE INTERACTIVE (REVERSIBLE) CARACTERÍSTICAS + Tecnologia económica + Rendimento elevado + Regulação da tensão + Onda Sinusoidal + UPS com THDi nulo para a rede primária e FP elevado Rede Impedancia ~ Carga ~ Conversor Bateria - ~ Inversor & Carregador - Sem estabilização de frequência - Não aconselhadas para funcionar com grupos geradores e/ou redes instáveis - Saída não independente da entrada (Freq.) - Não compatível com cargas muito sensíveis, cargas que não admitem tempo de transferência - As harmónicas da carga passam para a rede - Na comutação verifica-se tempos de transferência variáveis (1 2 a 6 ms) - Sem protecção contra sobrecargas (aplicável aos modelos sem bypass) 7 LCPOWER

8 VFI Topologia (Double conversion/on-line) Rede ~ - - ~ Carga Tensão & Frequência Independente Rectif. Inversor CONTINUOUS OPERATION Bateria A carga é continuamente alimentada com a potência necessária através do inversor da UPS, com energia do DC link, estando a tensão constantemente transformada pelo método de dupla conversão AC-DC-AC. Com a rede primária presente, o DC link recebe a energia através do rectificador. Caso haja uma falha de energia ou a rede primária saia das tolerâncias suportadas pela UPS o DC link é alimentado pelas baterias. A tensão e a frequência de saída são independentes das condições das mesmas na rede primária. Normalmente, este tipo de topologia já incorpora um bypass pelo qual permite a transferência da carga para a rede sem qualquer interrupção. Nota: As condições que podem originar esta transferência são as seguintes: problema interno da UPS (falha do rectificador/inversor); correntes de carga transitórias elevadas (picos de arranque); curto-circuito no cabo de saída; sobretensões ou sobrecargas; fim do tempo de autonomia (baterias); Em modo de bypass a carga pode ser afectada pelos transitórios/distúrbios da rede e variações de frequência. Um outro circuito chamado de Bypass Manual é habitualmente incorporado para permitir trabalhos de manutenção. 8 LCPOWER

9 VFI Topologia (Double conversion/on-line) Rede ~ - - ~ Carga Tensão & Frequência Independente Rectif. Inversor CONTINUOUS OPERATION Bateria CARACTERÍSTICAS + Elevada qualidade na tensão e frequência de saída + Bom comportamento com picos de carga + Tempo de comutação zero + Bom crest-factor + Utilização óptima da energia em caso de uma alimentação degradada + Aconselhável para grupos geradores e redes com frequência instável + Saída independente da entrada (V&F) + Excelente protecção contra sobretensões e excelente filtragem + Bom comportamento com todo os tipos de cargas em especial as não lineares + Boa resposta dinâmica boa estabilidade nos diferentes regimes + Isolamento galvânico (quando presente um Transformador de Isolamento) - Investimento inicial - Rendimento inferior às tecnologias off-line 9 LCPOWER

10 Modelo SitePro / SG Tensão e Frequência de saída independente da entrada (VFI) Bypass Manual (Q2) para Facilitar operações de manutenção Protecção Back feed (k6) Transformador de isolamento para separação galvânica 10 LCPOWER

11 Nível 2: Qualidade da tensão de saída dependente carga (XXX YY ZZZ) S X S X Sinusóide: THD < 8% (IEC /-4) para todas as cargas lineares e não lineares (SitePro/LP/NP e SG) Sinusoidal: THD > 8 % com carga não linear Y Y Onda gerada não Sinusoidal Operação Bateria Operação Normal 11 LCPOWER

12 Nível 3: Estabilidade dinamica da tensão de saída (XXX YY ZZZ) Class 1 SitePro e SG Class 2 Class 3 Z Z Z Variação dinâmica com carga não-linear (0% 100% 0%) Variação dinâmica com carga linear(0% 100% 0%) Transição de operação (Normal ou Bateria) 12 LCPOWER

13 Modelos SitePro e SG: VFI SS VFI Tensão & Frequência Independente conversor de Frequência disponível SS Saída THD < 8% qualquer tipo carga SP e SG: THD < 3% qualquer tipo carga 111 Classe 1 performance Os modelos SitePro e SG - Classe 1 Best in Class resposta dinâmica: +/-2% variações de carga: 0-100%-0 +/-1.5% variações de carga : 0-50%-0 GE products Class 1 A SitePro e SG mantêm a sua performance, mesmo com cargas não balanceadas 13 LCPOWER

14 Compatibilidade Electromagnética IEC Class A Emissão Todos os equipamentos electrónicos emitem ondas electromagnéticas através dos cabos (condutividade) e pelo ar (radiação) Imunidade Todos os equipamentos electrónicos são sensíveis às ondas electromagnéticas Estas ondas podem causar distúrbios no desempenho do equipamento Compatibilidade Electromagnética Diferentes tipos de equipamento (todos emitem ondas electromagnéticas) podem funcionar mesmo quando instalados perto uns dos outros IEC é um standard que define os limites dos níveis máximos permitidos de emissão de distúrbios electromagnéticos para sistemas UPS s Assim certifica o apropriado funcionamento de uma UPS e outro(s) equipamento(s) num mesmo ambiente 14 LCPOWER

15 Compatibilidade Electromagnética IEC Class A Filtro EMI Classe A Com este filtro as UPS s respeitam a norma IEC aplicável na entrada tal como na saída Entrada Saída Nível Classe A O filtro EMI é recomendado em sistemas de transmissão, telecomunicações e outras aplicações onde interferências electromagnéticas existem ou necessitam ser prevenidas 15 LCPOWER

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