UPS y generadores deben ser los mejores amigos, cooperando sin problemas para mejorar la capacidad de recuperación del sitio. A menudo, este podría no ser el caso, debido a malentendidos mutuos y falta de información. Este artículo es una guía integral y una base de conocimiento esencial sobre el rendimiento de entrada del UPS y su impacto en la operación de los generadores.

En la operación real, cada vez que ocurre una falla en la red, el suministro se cambia entre la red de entrada y un grupo electrógeno diesel o grupo electrógeno. El cambio se realiza antes de la fabricación y, por lo general, se lleva a cabo en unos pocos segundos. El sistema UPS aguas abajo cambia a la energía de la batería durante todo el intercambio, mientras que su convertidor de entrada, o rectificador, está apagado debido a la falta de energía de entrada. Cuando el suministro es establecido por el generador diesel, el rectificador realiza una puesta en marcha y la operación del UPS se restablece a la doble conversión normal. Durante esta fase crucial, es de suma importancia que el SAI y el grupo electrógeno funcionen como un reloj, para evitar que el cambio se vea afectado por una mala interacción.

Desde el punto de vista del grupo electrógeno, un sistema SAI es una carga, que consume tanto potencia activa como reactiva, según el modo de funcionamiento del SAI. Los SAI actualizados que funcionan en doble conversión VFI consumen un 99 % de energía real "limpia", es decir, un SAI moderno se ve prácticamente como una carga resistiva lineal por parte del suministro aguas arriba. Esto simplifica mucho el diseño y funcionamiento del sistema eléctrico.

En la operación de derivación, la carga es alimentada a través de la línea de derivación del SAI por el suministro aguas arriba, que por lo tanto no puede beneficiarse de la acción de filtrado del SAI. En esta condición, un grupo electrógeno interactuaría directamente con el factor de potencia de carga, la distorsión armónica y los pasos de carga.
Con una carga ligera, normalmente por debajo del 10 % de la potencia nominal nominal, o sin carga, un SAI muestra un factor de potencia de entrada predominantemente capacitivo y un rechazo de distorsión armónica ligeramente superior en porcentaje de la potencia total absorbida. Además, el transitorio de arranque del rectificador es un paso de carga para el suministro aguas arriba.

Si bien las condiciones anteriores no afectan en absoluto la potencia de red “infinita”, en lo que respecta a un grupo electrógeno, estos casos deben evaluarse cuidadosamente.
Como regla general, la potencia nominal continua de un grupo electrógeno no debe ser inferior a 1,5 veces la
potencia nominal del SAI. El factor de sobredimensionamiento tiene en cuenta la eficiencia del SAI, normalmente del 96 %, el factor de potencia del SAI, normalmente del 0,99, la distorsión armónica de entrada, normalmente del 3 % y suma un margen de seguridad de energía para evitar que los pasos de carga desencadenen una respuesta no estable en el voltaje de salida del grupo electrógeno. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, se deben considerar otros parámetros para garantizar un funcionamiento adecuado durante el funcionamiento transitorio o sin carga.
Los UPS modernos no exhiben ningún pico de corriente de irrupción en los arranques. Aumentan gradualmente hasta la potencia de salida requerida de acuerdo con un tiempo de "inicio" ajustable. Esta es la función denominada "arranque suave", que también puede comprender un arranque retrasado de acuerdo con un tiempo de "retención" ajustable. Establecer un tiempo de espera es útil cuando más unidades UPS están arrancando en paralelo, de modo que la carga total del UPS se aplique en pasos graduales al grupo electrógeno.

Por otro lado, el tiempo de entrada se relaciona con qué tan empinada será la rampa de arranque suave. Cuanto más corta sea la configuración, más empinada será la rampa. Es importante tener en cuenta que durante el tiempo combinado de retención y entrada, el rectificador no está completamente alimentado para suministrar la carga, por lo que las baterías de almacenamiento aún pueden estar descargándose parcialmente.

Además de eso, la inhibición de la carga de la batería podría estar en su lugar para ayudar al grupo electrógeno en la rampa de carga gradual. Entre otros factores, los cambios sin problemas se reducen a la gestión adecuada del final de la autonomía de la batería y la configuración de arranque suave del SAI. Este último está estrechamente relacionado con el rendimiento específico de salida del grupo electrógeno.

Demasiado CAP te detendrá

Los condensadores de entrada utilizados con fines de filtrado hacen que fluya potencia aparente pura entre el suministro y el SAI. Tal poder se conoce como poder líder o capacitivo. Los grupos electrógenos pueden administrar una cantidad limitada de potencia principal pura, ya que interfiere con el circuito de excitación en el generador de CA, lo que provoca oscilaciones de voltaje y el apagado del grupo electrógeno. Los gráficos del área de operación segura muestran el rango de factor de potencia de carga permitido de los grupos electrógenos para una operación estable y el límite de potencia principal pura es típicamente el 20% de la clasificación nominal de los grupos electrógenos.

Área de operación segura del generador diesel. El funcionamiento normal se muestra en verde. En la zona amarilla todavía es posible la operación, de forma temporal. No se permite la operación en el área roja. Durante la puesta en marcha del SAI, los generadores deben suministrar potencia principal pura y el punto de trabajo está justo en el eje horizontal izquierdo. El límite máximo de potencia principal pura suele ser 0,2 de la potencia nominal del grupo electrógeno.

Un sistema UPS que se reinicia después de una falla en la red eléctrica muestra una potencia capacitiva de entrada pura. Aunque su contribución es pequeña en comparación con la clasificación nominal del SAI, en este momento el filtro de entrada no está equilibrado por ninguna potencia real. Es necesario esperar a que finalice la puesta en marcha del rectificador. Este problema se magnifica cuando las cadenas de UPS en paralelo deben ser alimentadas por cadenas de grupos electrógenos en paralelo. Debido al arranque secuencial inherente de los generadores, el primero que se activa alimenta toda la potencia capacitiva de la cadena de UPS. Esto podría estar excediendo la capacidad del grupo electrógeno, impidiendo así un cambio exitoso.

Se pueden implementar varias técnicas para mitigar el problema, como instalar bancos de resistencias para compensar, entre otras. Los SAI de última generación han disminuido su cantidad de potencia capacitiva de entrada mediante la implementación de tecnologías de filtrado electrónico de rectificadores. También pueden ofrecer administración de energía capacitiva de entrada adaptativa, para ayudar a diseñar infraestructuras eléctricas más resistentes.