Cómo el UPS y el generador pueden convertirse en las soluciones completas de energía crítica

19 Apr 2023

¿Cómo el UPS y el generador pueden convertirse en soluciones completas de energía crítica con fuentes de alimentación ininterrumpida y de respaldo?

Un SAI puede soportar su carga crítica durante anomalías y apagones en el suministro eléctrico, pero solo hasta que se agote la autonomía de la batería. Por el contrario, un generador con el combustible adecuado puede soportar la carga indefinidamente, pero necesita tiempo para arrancar y estabilizarse.

Los operadores de cualquier centro de datos con cargas de misión crítica deben garantizar energía ininterrumpida en todas las circunstancias como las soluciones de energía más críticas . Sin embargo, si bien la red eléctrica está construida para soportar las intensas tormentas que pueden afectar cualquier parte del país en cualquier momento, el clima extremo puede afectar las líneas eléctricas aéreas. En consecuencia, si bien la organización cuenta con planes de emergencia e ingenieros preparados para hacer frente a las situaciones a medida que se presenten, los centros de datos también deben contar con sus propios planes.

Dichos planes deben incluir provisiones para cortes de energía que duren varias horas o posiblemente días, así como para cortes de energía de solo unos segundos o minutos. Esto a su vez requiere un generador en el sitio para respaldar el UPS, ya que todas las autonomías de la batería del UPS son finitas y susceptibles de ser excedidas por un apagón lo suficientemente prolongado. Además, no tiene sentido tener una autonomía de la batería que no se corresponda con un aire acondicionado que pueda mantener temperaturas de funcionamiento seguras para el SAI durante el apagón.

El UPS es la primera línea

Si un centro de datos se considera de misión crítica, es casi seguro que tendrá un UPS en línea . Durante la operación normal de 'red OK', la energía entrante fluye a través de los componentes del inversor y el rectificador del UPS antes de llegar a la carga. Esto significa que la carga está continuamente protegida contra el ruido de la red, sobretensiones, picos, caídas de tensión y cualquier otra aberración, así como cortes de energía a corto plazo de manera segura dentro de la autonomía de la batería del UPS . En estas circunstancias, el SAI proporciona una protección total sin el apoyo del generador, que permanece en espera. Sin embargo, si el sistema de control del UPS detecta que un apagón en curso se está convirtiendo en una amenaza para la autonomía de su batería, podría señalar el

carga crítica, lo que le permite apagarse con gracia dentro de la autonomía restante. Alternativamente, si perder el recurso de procesamiento de datos no es una opción, el UPS debe comenzar a interactuar con un generador en el sitio. La función del UPS es entonces mantener el suministro hasta que el generador pueda arrancar, estabilizarse y tomar el control sin problemas como fuente de energía. Suponiendo que el generador se haya dimensionado correctamente para la aplicación, el UPS lo aceptará como un 'reemplazo de red' para recargar su batería y suministrar la carga crítica hasta que se restablezca la alimentación de red. Este período puede ser indefinido, sujeto únicamente a la disponibilidad continua de combustible para el generador.

El generador como fuente de energía de reserva

Para especificar correctamente un par de protección de energía de UPS/generador que coincida de manera óptima, es necesario observar más de cerca las características y los requisitos del generador.

El generador convierte la energía almacenada (combustible) en energía eléctrica. Comprende el combustible en sí, un motor para desarrollar energía mecánica y un alternador para convertir la energía mecánica en forma eléctrica.

El motor debe estar bien mantenido con un suministro de combustible adecuado en todo momento. La batería debe estar en buen estado para garantizar un arranque confiable cuando se requiera, mientras que los niveles de refrigerante y aceite deben revisarse regularmente.

El motor acciona un alternador, que convierte la energía mecánica en un suministro alterno de 220 V/230 V monofásico o 380 V/400 V trifásico. La amplitud y la estabilidad de este voltaje de salida están controladas por un regulador de voltaje automático ( AVR ), mientras que la frecuencia, generalmente 50 Hz o 60 Hz, está determinada por la velocidad del motor. La velocidad del motor y la frecuencia de suministro son establecidas por un gobernador, que regula el suministro de combustible al motor; más combustible aumenta la velocidad y la frecuencia.

Ambos gobernadores mecánicos y electrónicos están disponibles. Los gobernadores mecánicos, aunque son de menor costo que los tipos electrónicos, son menos sensibles y proporcionan una regulación de frecuencia de voltaje y velocidad del motor menos estable. Un gobernador electrónico cuenta los dientes en el volante del alternador a medida que gira y regula el flujo de combustible en consecuencia. El gobierno electrónico es altamente receptivo y ofrece una regulación de frecuencia y velocidad muy estable; por lo tanto, generalmente se especifica para cualquier generador de reserva destinado a emparejarse con un sistema UPS .

Un generador de reserva de UPS debe tener un calentador de agua del motor alimentado por la red y un cargador de batería. También debe comunicar cuándo se inicia y se detiene en respuesta a una falla en el suministro de red y su posterior restauración. Esto generalmente lo maneja un panel de falla automática de red (AMF) que incluye las señales necesarias.

Para evitar que el AMF arranque el generador por cada aberración de suministro corto, generalmente se configura para operar solo si falla la red eléctrica durante un tiempo prolongado de típicamente dos a 10 segundos. Del mismo modo, el AMF no debe detener el generador y volver a conectar el SAI a la red eléctrica inmediatamente después de que se restablezca; la reconexión puede ser parte del procedimiento de localización de fallas de la empresa de servicios públicos o el resultado de la operación de un interruptor automático. La falla aún puede existir, lo que hace que el suministro se desconecte nuevamente casi de inmediato. En consecuencia, la mayoría de los generadores controlados por AMF están configurados para continuar suministrando energía durante al menos dos minutos después de que se restablezca el suministro de servicios públicos.

Dimensionamiento del generador

Para garantizar que el generador funcione de manera confiable como componente de protección de energía, debe tener el tamaño correcto y coincidir con el UPS. De hecho, debe ser sobredimensionado, sobre todo porque suele admitir más equipos que el SAI; aire acondicionado para enfriar los equipos así como sistemas de iluminación de emergencia, comunicaciones y alarma.

Resumen de soluciones de energía crítica

Si un centro de datos proporciona un recurso de TIC crítico que debe permanecer en línea en todas las circunstancias, se debe proporcionar un generador en el sitio para respaldar el UPS si ocurre un apagón de larga duración. Además, para una operación exitosa como parte de las soluciones de energía crítica de la estrategia de protección de energía, el generador debe adaptarse cuidadosamente a las características del UPS y tener el tamaño suficiente para manejar toda la energía de emergencia necesaria durante un apagón.

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