O fornecimento de energia ininterrupto é importante tanto para uma máquina individual em uma empresa industrial quanto para um grande complexo de produção como um todo. Os sistemas energéticos modernos são bastante complexos e confiáveis, mas nem sempre dão conta dessa tarefa. Que tipos de UPS são usados para instalações industriais? Que requisitos eles devem atender? Existem condições especiais de operação para tais equipamentos?
Requisitos para UPS industriais
Levando em consideração a finalidade, podemos destacar as principais características que devem ter as fontes de alimentação ininterrupta para instalações industriais:
- Saída de alta potência. É determinado pela potência dos equipamentos utilizados nas empresas.
- Confiabilidade máxima. É estabelecido na fase de desenvolvimento do desenho das fontes. Em sua fabricação são utilizados componentes que podem aumentar muito a confiabilidade dos dispositivos. Isto, obviamente, aumenta o custo do UPS, mas ao mesmo tempo aumenta a vida útil das próprias fontes e dos equipamentos que fornecem eletricidade.
- Um design inteligente que facilita o diagnóstico, a manutenção e o reparo de fontes de alimentação ininterruptas. Esta abordagem proporciona fácil acesso a todas as unidades do sistema e minimiza o tempo necessário para desmontar ou substituir componentes do UPS.
- Possibilidade de dimensionamento e aumento suave de potência. Isto é necessário quando a demanda de energia aumenta.
Tipos de UPS industriais
Existem três tipos principais de fontes de alimentação ininterruptas usadas para fins industriais:
- Reserva (também conhecido como Off-Line ou Standby). Tais fontes são equipadas com interruptores automáticos que, em caso de falta de energia, transferem a carga para as baterias. São sistemas simples e baratos, mas não estão equipados com estabilizadores de tensão de rede (o que significa que as baterias se desgastam mais rapidamente) e requerem um certo tempo para ligar a energia das baterias (cerca de 4 ms). Esses UPSs lidam apenas com interrupções de energia de curto prazo e são usados para atender equipamentos de produção não críticos.
- Linha interativa. Tais fontes são equipadas com transformadores para estabilizar a tensão de saída. Como resultado, o número de interruptores de alimentação para as baterias é reduzido e a vida útil da bateria é poupada. No entanto, os UPSs não foram projetados para filtrar ruídos e controlar a forma de onda da tensão. Eles são ideais para fornecimento de energia ininterrupto a equipamentos para os quais apenas a tensão de entrada é importante.
- On-line (On-line). Nessas fontes, ocorre conversão de dupla tensão. Primeiro, do alternado para o direto (é fornecido às baterias), e depois novamente para o alternado, que serve para alimentar equipamentos industriais. Neste caso, não só o valor da tensão é claramente controlado, mas também a fase, a frequência e a amplitude da corrente alternada. Alguns fabricantes, em vez da dupla conversão, utilizam inversores bidirecionais, que desempenham alternadamente as funções de retificador ou inversor. Os UPSs online economizam energia e são caracterizados por maior eficiência. Essas fontes são adequadas para proteger equipamentos potentes e sensíveis à rede.
Além disso, os UPS industriais podem ser divididos em dois grupos dependendo do tipo de carga fornecida:
- O primeiro inclui fontes de alimentação ininterruptas, que são utilizadas para proteger os processos de produção e equipamentos de trabalho contra quedas de energia. Para este propósito, podem ser usados UPSs de backup ou de linha interativa.
- O segundo inclui UPSs, que são utilizadas para fornecimento de energia ininterrupta à infraestrutura de TI: sistemas de armazenamento de dados ou servidores. Fontes do tipo On-Line são adequadas para isso.
Condições operacionais para UPS industriais
Empresas em diferentes setores têm suas próprias especificidades e, portanto, possuem requisitos diferentes para fontes de alimentação ininterruptas. Na verdade, cada projeto é único e precisa otimizar os equipamentos para suas condições. Aqui estão apenas alguns exemplos de especificações de produção:
- UPS, utilizados em refinarias de petróleo para garantir a operação segura de colunas de destilação, são utilizados para fornecer energia de emergência não apenas para sistemas de controle, mas também para atuadores. Conseqüentemente, eles devem ter alta potência.
- As usinas de energia geotérmica produzem um subproduto: gás dióxido de enxofre. Ao entrar em contato com a umidade atmosférica, forma vapores de ácido sulfúrico. Ele pode destruir rapidamente os materiais usados para fabricar fontes de alimentação ininterruptas.
- Nas plataformas de petróleo offshore, outro perigo é o aumento da umidade, do sal e da possibilidade de movimentos horizontais ou verticais da base onde o UPS está instalado.
- As usinas de fundição contêm fortes campos eletromagnéticos que podem causar interferência e desarmar disjuntores da fonte.
A lista acima pode ser complementada com dezenas de outros exemplos. Ao mesmo tempo, independentemente das especificidades da empresa industrial, as fontes de alimentação ininterruptas devem operar de forma confiável por 15 a 25 anos. Podemos identificar dois fatores principais que influenciam o funcionamento do UPS:
- Alojamento. Não é estritamente recomendado colocar fontes perto de consumidores de energia. Devem ser protegidos de altas temperaturas, ar poluído ou influências mecânicas. Para UPSs, a temperatura ideal é de 20–25 °C, mas eles continuam a funcionar adequadamente em temperaturas de até 45 °C. O aumento adicional na vida útil da bateria reduz a vida útil da bateria porque todos os processos químicos nelas são acelerados.
O ar empoeirado também é prejudicial. A poeira fina atua como abrasivo e causa desgaste nas superfícies de trabalho dos ventiladores e falha em seus rolamentos. Você pode tentar usar UPSs sem ventiladores, mas é muito mais seguro protegê-los inicialmente de tais influências. Para isso, o equipamento deve ser colocado em uma sala separada, com condições de temperatura mantidas e ar limpo.
- Recuperação de eletricidade. A própria ideia de devolver parte da eletricidade à rede e reutilizá-la é certamente útil. Permite reduzir os custos de energia. Os sistemas de recuperação são usados ativamente, por exemplo, no transporte ferroviário, mas são prejudiciais para fontes de alimentação ininterruptas. Quando a energia reversa é usada, a tensão do barramento CC aumenta. Como resultado, a proteção é acionada e o UPS passa para o modo bypass. As consequências da recuperação não podem ser completamente eliminadas. Eles só podem ser minimizados usando fontes de alimentação ininterruptas de transformadores.
Fonte: habr.com