El suministro de energía doméstico se caracteriza por una baja confiabilidad y una calidad de electricidad insatisfactoria. Esto se debe a redes eléctricas obsoletas, desgaste de equipos, bajo rendimiento de convertidores de energía, procesos transitorios en fuentes y usuarios de electricidad, factores naturales y climáticos. En tales condiciones, los sistemas de alimentación ininterrumpida se necesitan con urgencia para garantizar el funcionamiento de los consumidores tanto de la primera categoría como de las demás.
Para los propietarios de apartamentos y casas, también es importante el funcionamiento estable de la red eléctrica. Detener el trabajo de los electrodomésticos no es el mayor de los problemas. Mucho más importante es el funcionamiento sin problemas de los sistemas de soporte vital, en particular el sistema de calefacción, si depende directamente de la fuente de alimentación. La fuente de alimentación ininterrumpida UPS (UPS) viene al rescate: un dispositivo que protege los receptores eléctricos del apagado debido a la acumulación de electricidad en las baterías (baterías) y garantizala calidad de energía requerida (PQ) en modos de operación independientes y de red.
Antes de trazar un enfoque para alimentar cargas sin fallas, se debe saber qué tipo de fallas se pueden esperar de las redes eléctricas domésticas.
Fallas de energía en redes eléctricas
La subtensión es una ocurrencia frecuente en el suministro de energía. Pero no predomina particularmente sobre el aumentado, que también es común. Por la noche, el voltaje es estable, durante el día disminuye y por la noche, cuando la mayoría de las cargas están apagadas, aumenta.
La frecuencia inestable también es un fallo, aunque bastante raro. Cuando la carga de la red es alta, puede caer a 45 Hz, lo que provoca una distorsión significativa de la señal que afecta negativamente el funcionamiento del SAI. Algunos dispositivos tratan el overclocking como una emergencia y pueden agotar la batería rápidamente.
Los apagones completos no son infrecuentes. A los electricistas no les importa mucho la electrónica y pueden apagar repentinamente un edificio. Un corte de energía instantáneo es suficiente para perder información en una computadora. Los cortes de energía pueden ocurrir cuando las redes están sobrecargadas. Por lo tanto, es importante la confiabilidad con la que el sistema UPS entrega energía ininterrumpida.
Clasificación UPS
Se agrupan en tres grupos:
- SAI de bajo consumo para conexión a través de tomas eléctricas. La ejecución es de sobremesa o de suelo, y la potencia oscila entre 0,25 y 3 kW.
- Los aparatos de potencia media - de 3 a 30 kW - contienen un bloque de tomas integrado en su interior, o también se encienden por gruposenchufes en la red de suministro de energía de los consumidores desde el panel de control. Los dispositivos están hechos para su colocación tanto en oficinas como en habitaciones equipadas separadas.
- SAI de alta potencia - de 10 a 800 kW. Están ubicados en cuartos eléctricos. Se recolectan en grupos y crean sistemas de energía de alta potencia, hasta varios miles de kW.
Tipos de SAI
Actualmente hay 4 tipos de UPS (UPS). Las propiedades comunes a todos son:
- filtrado de impulsos y ruido;
- Corrección de forma de onda;
- estabilización de voltaje (no todos los modelos);
- mantener la batería cargada;
- Cuando se agote la batería del UPS, primero emitirá una alarma y luego apagará el consumidor.
SAI fuera de línea
El principio de funcionamiento de los dispositivos de esta modificación es suministrar al consumidor desde la red existente y cambiar instantáneamente a energía de respaldo autónoma en situaciones de emergencia (4-12 ms). Son más sencillos y económicos que otros tipos.
UPS normalmente cambia a batería interna.
Cuando funciona con la red eléctrica, el dispositivo suprime el ruido con impulsos y mantiene el voltaje en un nivel determinado. Parte de la energía se gasta en recargar la batería. En el caso de operación de red en modo no estándar, el consumidor cambia a operación con batería. Cada modelo de UPS determina a su manera la necesidad de cambiar a este modo. La duración de la batería depende de las características de la batería y del consumo de energía de la carga. En caso de descarga de la fuente de alimentación de respaldose da un comando para apagar el consumidor. Si la tensión de la red eléctrica alcanza un nivel normal, el SAI cambia al funcionamiento normal de la red eléctrica y comienza la carga de la batería.
Línea interactiva
Los ups interactivos de línea están equipados con estabilizadores, que funcionan continuamente y proporcionan una conexión de batería poco frecuente.
El dispositivo interactúa con la red controlando la amplitud y la forma de la tensión de red.
Cuando el voltaje disminuye o aumenta, la unidad corrige su valor cambiando las tomas del autotransformador. De esta forma, se mantiene su valor nominal. Si el parámetro está fuera de rango y el rango de conmutación ya no es suficiente, el UPS cambia a respaldo de batería. La unidad se puede desconectar de la alimentación principal cuando se recibe una señal distorsionada. Hay modelos que corrigen la forma de onda del voltaje sin cambiar a funcionamiento con batería.
SAI ferroresonante
El dispositivo contiene un transformador ferroresonante que actúa como regulador de voltaje. Su ventaja es la acumulación de energía en el campo magnético, que se libera durante la conmutación dentro de 8-16 ms. Este período de tiempo es suficiente para que el SAI entre en un nuevo modo de funcionamiento.
El transformador realiza la función adicional de un filtro de ruido. La distorsión del voltaje de entrada no afecta la forma de onda de salida, que permanece sinusoidal.
SAI de doble conversión
Doble dispositivo de conversión de energíafunciona según el principio de rectificar el voltaje de la red y luego lo convierte nuevamente en una variable estabilizada. Aquí se utiliza un rectificador más potente, que no solo recarga la batería, sino que también suministra al inversor una tensión de CC estabilizada.
Desde la salida del dispositivo, se suministra una tensión alterna estabilizada a la carga.
Cuando la doble conversión no es suficiente para corregir el voltaje de la red, se suministra carga adicional desde la batería al inversor. No se produce el cambio, pero el modo ya es diferente.
Cuando el inversor falla, cambia a funcionamiento de red a través de bypass. La elección de un SAI de doble conversión para uso privado es irracional debido a las grandes pérdidas energéticas. Este tipo de protección es utilizado por organizaciones donde se requiere una alta confiabilidad del equipo.
Tipos de sistemas
Los sistemas de alimentación ininterrumpida pueden ser centralizados o distribuidos. En el primer caso, un SAI funciona para todo el edificio o para un piso separado, que puede hacer frente a todas las cargas.
Los sistemas de alimentación ininterrumpida distribuida incluyen varios dispositivos de protección, cada uno de los cuales funciona en una computadora u otro equipo. Son bastante efectivos.
Las ventajas de un sistema distribuido son las siguientes:
- UPS se selecciona específicamente para un solo dispositivo que es el más importante o que funciona en entornos hostiles.
- El sistema puedeconstruya gradualmente, comenzando con la protección del servidor y pasando a las estaciones de trabajo.
- El SAI averiado se puede reemplazar con otros elementos menos importantes del sistema.
- El SAI de baja potencia no necesita ser instalado ni mantenido por personal especializado.
- Posibilidad de conectarse a una toma de corriente convencional a través de enchufes.
- UPS se aplican de forma independiente.
Los sistemas de energía ininterrumpida centralizados incluyen UPS de alto nivel, que protegen mejor el equipo. A pesar de su alto costo, se logran ahorros de costos generales, ya que un dispositivo es más económico que varios. Pero para las computadoras simples, el sistema costará más, ya que su mantenimiento requiere personal altamente calificado o los servicios de empresas especializadas que instalan y mantienen sistemas de energía ininterrumpida.
Se requiere en los siguientes casos:
- los ordenadores son la principal carga de la red;
- algunas organizaciones necesitan sistemas muy fiables como los bancos;
- los consumidores difieren significativamente en la energía: sistema informático, iluminación de emergencia, comunicaciones, sistema de seguridad.
¿Qué buscar al elegir un SAI?
Al elegir un sistema de alimentación ininterrumpida, hay varios factores importantes a considerar. Enumeramos los principales.
¿De qué está protegido el equipo?
En primer lugar, es necesario medir el voltaje en la red eléctrica. El ciclo mínimo en duración será de un día. El es el masrefleja el funcionamiento de la red eléctrica. Si tiene que trabajar los fines de semana, necesita obtener información sobre el ciclo semanal, durante el día y la noche.
Es importante determinar la tensión máxima y mínima, así como la potencia y frecuencia de pulsos en la red. El instrumento puede ser un osciloscopio digital o un registrador.
La forma más fácil para el usuario es medir el voltaje, durante el cual, en su opinión, el voltaje alcanza un máximo y un mínimo. No ignores el fin de semana.
Si el propietario tiene un equipo potente, debe medir el voltaje en la red doméstica cuando se enciende y se apaga. Debe averiguar con qué frecuencia se desconecta la alimentación de la red eléctrica en el hogar y por qué razones. Es importante tener un cable a tierra en el apartamento. En este caso, debe averiguar qué tan seguro está conectado al bus de la placa del piso.
Tipo de equipo protegido
Elaboración de una lista de equipos que requieren el uso de un SAI. En este caso, necesita saber la energía consumida por cada dispositivo. Basta con determinar su valor nominal, que está en las especificaciones técnicas. Algunos equipos a veces consumen energía máxima, varias veces superior al valor nominal. Debe establecer una reserva de energía para ello.
Período de autonomía
Aquí es importante determinar durante cuánto tiempo es posible almacenar datos de forma segura o completar las operaciones tecnológicas necesarias (transferencia de información, almacenamiento de archivos, recepción de mensajes).
Personal Esencial
Dependiendo de la complejidad del sistema requeridoun determinado staff de especialistas para su funcionamiento. Esto debe aclararse para calcular correctamente todos los costos. El precio del sistema de protección no debe exceder el 10% del costo del equipo principal.
UPS para el hogar
Para una cabaña promedio, es conveniente un sistema de alimentación ininterrumpida UPS (UPS) con una capacidad de aproximadamente 15 kW. Para garantizar un funcionamiento autónomo durante 2-3 horas, necesita 4 baterías con una capacidad total de 2000 Ah. Te permiten acumular electricidad de unos 7 kWh.
En la casa, lo más importante es el sistema de calefacción y los electrodomésticos con computadora. El costo del UPS depende de la potencia, la cantidad de baterías y el fabricante. Para la caldera, puede comprar una fuente de 360 W a un precio de 7 mil. Para toda la casa, necesitará una potencia de UPS de hasta 15 kW, cuyo precio es más de 70 mil rublos.
Además de los convertidores, se necesitan baterías, que deben cambiarse periódicamente. UPS para el hogar cuesta una suma redonda. Los sistemas de alimentación ininterrumpida son especialmente costosos.
A pesar de esto, puedes ahorrar en la reparación de otros equipos. Además, existen opciones alternativas mediante generadores. A veces puede salirse con la suya instalando estabilizadores de voltaje, que se encargan de muchas tareas, incluido el apagado correcto del equipo.
Los UPS modernos están equipados con una interfaz clara. En la pantalla, puede monitorear el funcionamiento del sistema, donde los parámetros principales son el voltaje de entrada y salida, el consumo de energía, el esquema de operación, la carga de la batería.
Qué SAI elegir depende de las necesidades del usuario. Una computadora doméstica puede tener suficiente energía para la duración de su apagado. Para un funcionamiento ininterrumpido de la caldera durante 8-9 horas, necesitará un dispositivo de protección de 1 kW con tres baterías de 65 Ah.
Conclusión
Los sistemas de alimentación ininterrumpida están diseñados para proporcionar un funcionamiento autónomo de los aparatos eléctricos y equipos electrónicos durante un breve periodo de tiempo. El indicador principal es la potencia del SAI y la capacidad de la batería. Es recomendable elegir equipos que contengan estabilizador de tensión.
La duración de la batería depende de las características de la batería y de la potencia consumida por la carga. En caso de descarga de la fuente de energía de respaldo, se da un comando para apagar el consumidor. Si la tensión de red alcanza un nivel normal, el SAI cambia al funcionamiento normal de red y comienza a cargar la batería.
