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Fuente de alimentación ininterrumpida, UPS

Fuente de alimentación ininterrumpida, UPS

Una fuente de alimentación ininterrumpida, UPS, a veces también llamada fuente de alimentación ininterrumpida, es una forma de fuente de alimentación que utiliza la fuente de alimentación principal, como la fuente de línea, pero también puede mantener la alimentación del equipo que se alimenta cuando la fuente principal falla o se interrumpe.

La característica clave de una fuente de alimentación ininterrumpida, UPS, es que proporciona protección instantánea o casi instantánea contra interrupciones de energía.

Las fuentes de alimentación ininterrumpida se utilizan en aplicaciones en las que mantener la energía es de suma importancia. Normalmente, los sistemas UPS se utilizan para centros de datos, sistemas informáticos y para algunas aplicaciones médicas donde la continuidad de la energía es crucial.

Para muchas empresas, un corte de energía, incluso si es muy breve, puede ser catastrófico. Los servidores y archivos podrían volverse inaccesibles y requerir reiniciar. Un peor escenario puede ser que los datos se corrompan por un cierre repentino y desordenado.

El uso de un sistema UPS puede evitar que ocurra un desastre si falla el suministro eléctrico durante un período breve. El UPS cambia sin problemas a alguna forma de energía de la batería para continuar alimentando cualquier dispositivo hasta que se restablezca la energía principal, o posiblemente se pueda activar un generador de respaldo o los dispositivos se puedan cortar correctamente.

Problemas con los sistemas de alimentación de línea

Antes de ver qué es un sistema UPS y cómo puede ayudar el respaldo de UPS, primero es necesario comprender los problemas para que sea posible ver qué se puede hacer.

La potencia obtenida de los sistemas de alimentación de red o de línea no es del todo perfecta. Surgen problemas que pueden causar problemas con los sistemas electrónicos. Los diversos problemas varían según el país, la ubicación, etc.

Los principales problemas de energía que pueden ocurrir son:

  • Oleada: Una sobretensión es un pico breve en el voltaje entrante en la línea eléctrica. Por lo general, es causado por un rayo que golpea una línea en la red. También puede surgir cuando se conmutan grandes cargas inductivas y se propaga un EMF trasero a lo largo de la línea. Las sobrecargas pueden dañar y destruir la electrónica, ya que pueden ingresar al dispositivo electrónico y causar daños a los componentes electrónicos que no están diseñados para resistir los picos de alto voltaje.

  • Apagón: Un apagón es un término que se usa para describir un corte de energía. Puede durar desde unos pocos segundos hacia arriba. Pueden ser causados ​​por fallas en el sistema de energía, como resultado del uso general, o como resultado de un clima severo: vendavales, nieve, inundaciones, etc.

  • Apagón: Un apagón es otra forma de reducción del servicio. Es una caída en el voltaje que se suministra. Estos pueden ocurrir de forma intencionada o no intencionada. Aunque las compañías eléctricas en muchos países tienen límites estrictos para el voltaje que deben mantener, esto no es así en todas las áreas del mundo y las compañías eléctricas pueden reducir el voltaje durante un período corto o largo para reducir la tensión de los recursos y evitar un apagón completo.

  • Bajo voltaje: Una condición de bajo voltaje o 'caída' de voltaje se podría describir como un apagón breve. Es una reducción de voltaje de corta duración.

  • Sobre voltaje: Existe una condición de sobretensión cuando la tensión proporcionada por la línea eléctrica es más alta de lo que debería ser durante un período prolongado, es decir, no es un pico o una sobretensión. Normalmente, el aumento de voltaje no es lo suficientemente alto como para definirlo como una sobretensión o pico.

  • Ruido de la línea eléctrica: El ruido de la línea eléctrica también se conoce como ruido de frecuencia y puede interrumpir o degradar el rendimiento de un circuito al inyectar señales no deseadas en el sistema.

  • Variación de frecuencia: En algunos sistemas de energía es posible que varíe la frecuencia. Normalmente, los sistemas de energía nacionales están sincronizados con precisión para que las diferentes fuentes de generación de energía funcionen en sincronismo. Sin embargo, podrían ocurrir variaciones de frecuencia en un suministro generado localmente, p. un generador diesel local, etc.

  • Distorsión armónica: Normalmente, se anticipa que la forma de onda de la línea de suministro de energía será una onda sinusoidal. En ocasiones, puede tener un alto contenido de armónicos, y esto puede interrumpir la forma en que operan las fuentes de alimentación internas del equipo, como las fuentes de alimentación conmutadas, etc., causando problemas con el equipo que se está utilizando.

Estos diferentes problemas con los sistemas de energía pueden dar lugar a problemas en los equipos electrónicos cuando se alimentan desde una línea de red.

Las computadoras, los servidores y otros equipos relacionados con TI pueden ser particularmente susceptibles a problemas con la línea eléctrica y, a menudo, es necesario protegerlos, de lo contrario, pueden ocurrir costosas interrupciones del servicio o daños. Esto hace que valga la pena considerar los sistemas de respaldo de UPS.

Conceptos básicos del sistema de alimentación ininterrumpida

El objetivo de una fuente de alimentación ininterrumpida de UPS es proporcionar alimentación de CA desde la línea normal o la conexión a la red cuando esté disponible, pero en el caso de fallas de energía, la fuente de alimentación ininterrumpida utilizará alternativas de respaldo, a menudo en forma de baterías. . Usando técnicas como inversores, proporcionarán una fuente de CA simulada para mantener la energía del equipo.

Hay varios tipos diferentes de fuente de alimentación ininterrumpida y es necesario elegir el tipo correcto para la aplicación en particular.

Una fuente de alimentación ininterrumpida de UPS se diferencia de una fuente de alimentación auxiliar en que la UPS proporciona protección instantánea o prácticamente instantánea contra interrupciones de energía. Una fuente de alimentación auxiliar puede necesitar algo de tiempo para reemplazar la energía.

A menudo, un UPS proporcionará la energía de reemplazo de las baterías. Estos solo tendrán un tiempo de ejecución limitado, a menudo entre 5 y 20 minutos, pero esto debería ser suficiente para permitir un apagado ordenado del sistema para evitar la pérdida de datos o para permitir que se inicie una fuente de alimentación auxiliar. Es posible ampliar la capacidad de energía en muchos casos para proporcionar protección durante períodos de tiempo más largos. Esto se logra normalmente mediante el uso de baterías más grandes o adoptando otras estrategias que podrán proporcionar energía durante períodos más largos.

Fuentes de alimentación ininterrumpida, los UPS varían en sus clasificaciones de potencia desde sistemas pequeños que pueden proteger una sola computadora hasta sistemas mucho más grandes utilizados para proteger centros de datos completos, etc.

Tecnologías de suministro de energía ininterrumpida

Hay varias tecnologías diferentes de suministro de energía ininterrumpida que están disponibles y se pueden utilizar.

Se utilizan diferentes tipos de estas fuentes de alimentación en diferentes aplicaciones, algunas para mayor potencia y otras para aplicaciones de menor potencia. El enfoque adoptado depende de los requisitos.

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    Tecnología UPS Stand-by o Off-line: Esta forma de tecnología de suministro de energía ininterrumpida a menudo denominada SPS (suministro de energía de reserva) se utiliza para proporcionar una solución de bajo costo para superar el riesgo de pérdida de datos, etc., debido a fallas de energía. Es uno de los tipos más básicos. Proporciona protección contra sobretensiones junto con una batería de respaldo.

    El equipo que se protege normalmente está conectado directamente a la línea de entrada o la red eléctrica. Para proporcionar protección contra transitorios o sobretensiones, se emplean dispositivos de sujeción de transitorios de voltaje como los que se utilizan en una regleta de enchufes común protegida contra sobretensiones, que se conectan a través de la línea de alimentación.

    Cuando el voltaje entrante de la red pública cae por debajo de un nivel predeterminado, la fuente de alimentación ininterrumpida detecta la condición de bajo voltaje y activa su circuito inversor CC-CA interno, que se alimenta de una batería de almacenamiento interna. El UPS normalmente utilizará interruptores mecánicos o relés para cambiar el equipo que se alimentará al nuevo suministro. El tiempo de conmutación puede ser de hasta 25 milisegundos, dependiendo de la cantidad de tiempo que tarde el UPS Standby en detectar la pérdida de voltaje de la red pública y para que los interruptores cambien.

    También vale la pena recordar que la energía proporcionada por esta forma de tecnología de suministro de energía ininterrumpida es un factor de forma de onda cuadrada en lugar de una onda sinusoidal suministrada por el suministro de línea normal.

  • Tecnología UPS de línea interactiva: Esta forma de UPS, la tecnología de suministro de energía ininterrumpida está dirigida al rango de costos de rango medio. Se basa en la tecnología del UPS Standby, agregando un transformador de voltaje variable de múltiples tomas para brindar protección contra situaciones sostenidas de bajo o sobrevoltaje.

    Esta forma de tecnología de suministro de energía ininterrumpida utiliza el autotransformador con tomas seleccionables para compensar cualquier fluctuación de voltaje a largo plazo. Al alterar la toma del transformador, se puede mantener el voltaje de salida correcto. Al hacer esto, la energía de la batería se conserva, ya que el SAI puede funcionar con la red eléctrica o la fuente de alimentación de línea, incluso cuando la energía de entrada no se ajusta completamente a los voltajes normales especificados.

    Esta forma de tecnología UPS es particularmente valiosa en áreas donde la línea o el suministro de red no es particularmente confiable y puede presentar fluctuaciones considerables y caídas ocasionales. Proporciona protección contra todas las situaciones, aunque para fallas prolongadas, es posible que sea necesario incorporar una fuente de alimentación auxiliar, ya que es poco probable que la energía de la batería pueda soportar períodos prolongados sin alimentación de red.

  • Tecnología SAI en línea o de doble conversión: Esta forma de tecnología de suministro de energía ininterrumpida proporciona un mayor nivel de protección. Inicialmente, este tipo de tecnología de suministro de energía ininterrumpida se usaba normalmente para grandes instalaciones, sin embargo, los costos y las mejoras tecnológicas han permitido que sean viables para instalaciones más pequeñas.

    El sistema UPS en línea o de doble conversión utiliza los mismos componentes básicos que las otras formas de tecnología de suministro de energía ininterrumpida. Sin embargo, la gran diferencia con un SAI en línea es que las baterías están en circuito todo el tiempo, y esto significa que no se requieren interruptores de alimentación y se eliminan los problemas de interrupciones durante la conmutación.

    En esencia, la línea de entrada o la alimentación de red se transforma y rectifica y se aplica a las baterías. Luego, la energía para el equipo de carga se toma de las baterías / se rectifica ya través de un inversor que devuelve el voltaje al voltaje de entrada de línea requerido. Esta forma de UPS recibe su nombre de doble conversión, porque la energía se convierte de CA a CC para cargar las baterías por flotación y también alimentar un inversor de CC a CA.

    De esta forma se puede ver que las baterías están siempre en circuito y esto significa que no se requieren interruptores. Cuando se produce una pérdida de energía, el rectificador de entrada no recibe suministro y, como resultado, la energía se extrae de las baterías. Una vez que se reanuda la alimentación de la línea, el rectificador alimentará el equipo y también recargará las baterías.

Estas diferentes tecnologías de suministro de energía ininterrumpida representan las principales que se utilizan. Existen y se utilizan otras tecnologías de UPS, pero no tan ampliamente como las descritas.

Comprar una fuente de alimentación ininterrumpida, UPS

Un buen UPS, sistema de alimentación ininterrumpida es una compra esencial para muchas empresas que dependen de PC, servidores y otros dispositivos electrónicos que deben estar encendidos las 24 horas del día, los siete días de la semana.

Sin embargo, la idea de comprar un sistema de alimentación ininterrumpida puede parecer una actividad muy costosa.

Los sistemas UPS sorprendentemente pequeños para uso doméstico y de pequeñas empresas son mucho menos costosos de lo que muchos pueden considerar.

Al considerar comprar un sistema UPS, vale la pena detenerse a considerar qué se necesita y qué sistema UPS satisface mejor las necesidades por el costo dado.

  • Tipo de respaldo de UPS requerido: Es importante seleccionar el tipo correcto de sistema UPS para la aplicación en particular y los problemas esperados. Los diferentes tipos de sistemas UPS proporcionan diferentes niveles de protección. Vale la pena analizar lo que se necesita y, por lo tanto, poder seleccionar el tipo requerido de sistema de respaldo de EE. UU.

    Problema de la línea eléctricaUPS en esperaUPS de línea interactivaUPS de doble conversión
    Distorsión armónica
    Variación de frecuencia
    Ruido de la línea eléctrica
    Sobre voltaje
    Bajo voltaje
    Apagón
    Apagón
    Oleada
  • Capacidad de alimentación del UPS:Es necesario seleccionar un sistema UPS que proporcione la energía requerida para suministrar los dispositivos electrónicos que necesitan ser protegidos y alimentados en caso de un corte de energía en la línea. Es necesario sumar el consumo de energía de todos los dispositivos. Como una guía aproximada, una PC consume alrededor de 120 vatios, un monitor alrededor de 50 vatios, una unidad externa alrededor de 20 vatios y un enrutador inalámbrico alrededor de 10 vatios. Para los sistemas comerciales, un servidor podría consumir alrededor de 1kW, aunque algunos consumirán mucho menos, un conmutador en una sala de servidores podría consumir hasta 250 vatios y los dispositivos de almacenamiento hasta 500 vatios.

    Es necesario sumar todos los requisitos de energía y luego agregar un margen en la parte superior. A veces puede haber problemas con las clasificaciones de VA, que tienen en cuenta la fase de la corriente y el voltaje. Si este es el caso, agregue un margen para esto.

  • Tiempo de ejecución requerido: Aparte de la capacidad de energía, es necesario considerar el tiempo que el sistema UPS necesitará para mantener la energía de la red. El tiempo de ejecución es un tema clave. Puede ser que sea necesario mantener el suministro eléctrico durante un tiempo suficiente para apagar la computadora u otro sistema de manera ordenada. Puede ser que se requiera tiempo para hacer funcionar un generador. Es necesario decidir el tiempo requerido. Cuanto mayor sea el tiempo, mayor será la batería necesaria para proporcionar energía y mayor será el costo.

  • Consideraciones mecánicas: También es aconsejable considerar las consideraciones mecánicas para el sistema de respaldo del UPS. Los sistemas de suministro de energía ininterrumpida pueden ser grandes si deben suministrar grandes cantidades de energía durante mucho tiempo y pueden necesitar un alojamiento especial.

  • Aspectos ambientales: Vale la pena pensar en los aspectos ambientales. Si son grandes y necesitan ventiladores, es probable que no sean necesarios en un entorno de oficina, ya que el ruido puede resultar molesto. También es posible que deban mantenerse dentro de un cierto rango de temperatura para un funcionamiento óptimo. Estos factores deben incluirse en el proceso de toma de decisiones.

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Las fuentes de alimentación ininterrumpida se utilizan en muchas áreas donde un suministro continuo es esencial. La tecnología de suministro de energía ininterrumpida ha avanzado en los últimos años a medida que crecía la necesidad de fuentes de energía confiables. Una amplia gama de aplicaciones requieren sistemas UPS, pero algunos de los principales usuarios son centros de datos y de computación, así como centros de telecomunicaciones celulares o de telecomunicaciones terrestres donde la continuidad del servicio es esencial.

En muchos aspectos, los sistemas de suministro de energía ininterrumpida pasan desapercibidos mientras operan en segundo plano, proporcionando respaldo cuando es necesario y permitiendo que los sistemas generales que alimentan funcionen de manera confiable.

Ver el vídeo: Tecnología - 01 - Banco de energía - SAI - UPS (Octubre 2020).