El suministro de energía ininterrumpida es importante tanto para una máquina individual en una empresa industrial como para un gran complejo de producción en su conjunto. Los sistemas energéticos modernos son bastante complejos y fiables, pero no siempre cumplen esta tarea. ¿Qué tipos de UPS se utilizan para instalaciones industriales? ¿Qué requisitos deben cumplir? ¿Existen condiciones operativas especiales para dichos equipos?
Requisitos para UPS industriales
Teniendo en cuenta el propósito, podemos destacar las principales características que deben tener los sistemas de alimentación ininterrumpida para instalaciones industriales:
- Salida de alta potencia. Está determinado por la potencia de los equipos utilizados en las empresas.
- Máxima confiabilidad. Se establece en la etapa de desarrollo del diseño de fuentes. En su fabricación se utilizan componentes que pueden aumentar considerablemente la fiabilidad de los dispositivos. Esto, por supuesto, aumenta el costo del UPS, pero al mismo tiempo aumenta la vida útil tanto de las fuentes como de los equipos que suministran electricidad.
- Un diseño pensado que facilita el diagnóstico, mantenimiento y reparación de sistemas de alimentación ininterrumpida. Este enfoque proporciona un fácil acceso a todas las unidades del sistema y minimiza el tiempo necesario para desmontar o reemplazar los componentes del UPS.
- Posibilidad de escalado y aumento suave de potencia. Esto es necesario cuando aumenta la demanda de energía.
Tipos de UPS industriales
Hay tres tipos principales de sistemas de alimentación ininterrumpida que se utilizan con fines industriales:
- Reserva (también conocida como Fuera de línea o En espera). Dichas fuentes están equipadas con interruptores automáticos que, en caso de un corte de energía, cambian la carga a las baterías. Se trata de sistemas simples y económicos, pero no están equipados con estabilizadores de voltaje de red (lo que significa que las baterías se desgastan más rápido) y requieren un cierto tiempo para cambiar la alimentación a las baterías (aproximadamente 4 ms). Estos UPS solo hacen frente a cortes de energía de corta duración y se utilizan para dar servicio a equipos de producción no críticos.
- Línea interactiva. Estas fuentes están equipadas con transformadores para estabilizar el voltaje de salida. Como resultado, se reduce el número de interruptores de suministro de energía a las baterías y se ahorra la vida útil de las mismas. Sin embargo, los UPS no están diseñados para filtrar el ruido y controlar la forma de onda del voltaje. Son óptimos para el suministro de energía ininterrumpida a equipos para los cuales solo es importante el voltaje de entrada.
- En línea (En línea). En tales fuentes, se produce una conversión de doble voltaje. Primero, de alterna a directa (se suministra a baterías), y luego nuevamente a alterna, que se utiliza para alimentar equipos industriales. En este caso no sólo se controla claramente el valor de la tensión, sino también la fase, la frecuencia y la amplitud de la corriente alterna. Algunos fabricantes, en lugar de doble conversión, utilizan inversores bidireccionales, que realizan alternativamente las funciones de un rectificador o un inversor. Los UPS en línea ahorran energía y se caracterizan por una mayor eficiencia. Estas fuentes son adecuadas para proteger equipos potentes y sensibles a la red.
Además, los SAI industriales se pueden dividir en dos grupos según el tipo de carga que se alimente:
- El primero incluye sistemas de alimentación ininterrumpida, que se utilizan para proteger los procesos de producción y los equipos de trabajo contra cortes de energía. Para este propósito, se pueden utilizar UPS de respaldo o de línea interactiva.
- El segundo incluye los UPS, que se utilizan para el suministro de energía ininterrumpida a la infraestructura de TI: sistemas de almacenamiento de datos o servidores. Para ello son adecuadas las fuentes de tipo On-Line.
Condiciones de funcionamiento de los SAI industriales
Las empresas de diferentes industrias tienen sus propias características específicas y, por lo tanto, tienen diferentes requisitos para el suministro de energía ininterrumpida. De hecho, cada proyecto de este tipo es único y necesita optimizar el equipo para sus condiciones. Éstos son sólo algunos ejemplos de detalles de producción:
- Los UPS, utilizados en las refinerías de petróleo para garantizar el funcionamiento seguro de las columnas de destilación, se utilizan para proporcionar suministro de energía de emergencia no solo a los sistemas de control, sino también a los actuadores. En consecuencia, deben tener un alto poder.
- Las plantas de energía geotérmica producen un subproducto: gas dióxido de azufre. En contacto con la humedad atmosférica, forma vapores de ácido sulfúrico. Puede destruir rápidamente los materiales utilizados para fabricar sistemas de alimentación ininterrumpida.
- En las plataformas petroleras marinas, otro peligro es el aumento de la humedad, la sal y la posibilidad de movimientos horizontales o verticales de la base sobre la que está instalado el SAI.
- Las plantas de fundición contienen fuertes campos electromagnéticos que pueden causar interferencias y disparar los disyuntores de la fuente.
La lista anterior se puede complementar con decenas de otros ejemplos. Al mismo tiempo, independientemente de las características específicas de la empresa industrial, se requiere que los sistemas de energía ininterrumpida funcionen de manera confiable durante 15 a 25 años. Podemos identificar dos factores principales que influyen en el funcionamiento del SAI:
- Alojamiento. No se recomienda estrictamente colocar fuentes cerca de consumidores de energía. Deben protegerse de altas temperaturas, aire contaminado o influencias mecánicas. Para los UPS, la temperatura óptima es de 20 a 25 °C, pero siguen funcionando correctamente a temperaturas de hasta 45 °C. Un mayor aumento de la duración de la batería acorta su vida útil porque todos los procesos químicos en ellas se aceleran.
El aire polvoriento también es perjudicial. El polvo fino actúa como abrasivo y provoca desgaste en las superficies de trabajo de los ventiladores y fallos de sus cojinetes. Puede intentar utilizar UPS sin ventiladores, pero es mucho más seguro protegerlos inicialmente de tales influencias. Para ello, el equipo debe colocarse en una habitación separada con condiciones de temperatura mantenidas y aire limpio.
- Recuperación de electricidad. La idea misma de devolver parte de la electricidad a la red y reutilizarla es ciertamente útil. Le permite reducir los costos de energía. Los sistemas de recuperación se utilizan activamente, por ejemplo, en el transporte ferroviario, pero son perjudiciales para el sistema de alimentación ininterrumpida. Cuando se utiliza energía inversa, el voltaje del bus de CC aumenta. Como resultado, la protección se activa y el UPS cambia al modo bypass. Las consecuencias de la recuperación no se pueden eliminar por completo. Sólo pueden minimizarse mediante el uso de fuentes de alimentación ininterrumpida con transformador.
Fuente: habr.com