Qué es un UPS?

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UPS: Uninterruptible Power Supply, Uninterruptible Power System o Sistema de Energía Ininterrumpible.

Es un dispositivo eléctrico-electrónico que provee de energía eléctrica continua sin interrupción a cargas como equipo de cómputo entre otros, en casos de apagones o cortes de energía eléctrica comercial.

Tiene esta característica debido a que utiliza una batería o varias baterías para proveer de un tiempo limitado de respaldo.

Existen diversas tecnologías y capacidades en potencia dependiendo de la aplicación que se utilice.

Los hay, chicos, medianos y grandes, en diferentes voltajes y cada uno con sus propias prestaciones.

En el mercado compiten muchos fabricantes a nivel mundial, y la oferta es muy grande.

Aplicaciones:

• Equipo de cómputo.
• Centros de Datos.
• Telecomunicaciones, Telefonía.
• Aeropuertos, Hospitales.
• Audio y Video.
• Sector Industrial y de Gobierno.
• Supermercados, Corporativos.

Vea más información: 

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y muchos más!

Se les conoce también como SAI (sistema de alimentación ininterrumpida), o No-Break's.

A lo largo de este blog, puedes encontrar información ampliada sobre el tema.

Un UPS se instala para brindar CERO interrupción a un proceso crítico, por un tiempo limitado, evitando pérdidas de información, daño a hardware, y tiempo laboral perdido.

Este tipo de equipamiento, es muy importante dentro de la infraestructura de los Data Centers.

Forma parte del Concepto de Calidad de Energía, y soluciona una gran parte de los problemas eléctricos en baja tensión.

Existen en el mercado diferentes diseños y cada uno de acuerdo con su aplicación:

UPS Stand-by: están diseñados para aplicaciones no críticas, y sus capacidades en potencia son pequeños para una computadora de escritorio por ejemplo. No ofrecen ningún tipo de regulación de voltaje, únicamente traen supresor de picos y filtrado de ruido eléctrico.

UPS Interactiva: Están diseñados para ser utilizados en aplicaciones compartidas, como por ejemplo grupos de varias computadoras de escritorio. Su capacidad en potencia es de pequeña a media (5KVA), e incorporan Regulación de voltaje a la salida, así como supresión de picos y filtrado de ruido. También ya ofrecen otras características como monitoreo remoto, y capacidad de incorporar bancos externos adicionales de baterías.

UPS Doble conversión en línea: Están diseñados para ofrecer máxima protección eléctrica a las cargas críticas y sus capacidades de potencia abarcan todo el espectro comercial en el mercado, desde 1KVA hasta MEGAWATTS. Ofrecen una regulación precisa de voltaje de salida y aislamiento eléctrico contra picos y ruido eléctrico. Incorporan características de comunicación y monitoreo remoto, apagado de emergencia, extensión de bancos de baterías, formatos paralelo, paralelo redundante, N+1, y son los más caros en cuanto a precio.

UPS Delta-Conversión: Estos equipos caen dentro de la categoría de Interactivos, pero incorporan (además de todas las características ON-LINE), un transformador en devanado DELTA, que prácticamente permite CERO tiempo de transferencia en modo normal-baterías-normal.

UPS Ferroresonantes: Similares a los interactivos, pero con un transformador que satura su núcleo para provocar la regulación, además de incorporar el diseño L-C (circuito de Inductancia/embobinado y capacitancia/capacitores) de tal forma que provocan CERO tiempo de transferencia normal-baterías-normal. Son equipos pesados, voluminosos y ruidosos.

UPS FLY-WHEEL.  Este tipo de sistemas UPS, utilizan una Volanta de Hierro, que gira mediante un motor de C.D. En caso de un corte de energía, la volante sigue girando por la Energía e Inercia de su giro. Esta, a su vez está conectado a un motor-generador de C.A. quien entrega la energía de salida regulada a la carga crítica, de forma limpia. Sin embargo, el tiempo de respaldo es de algunos segundos antes de que la volanta pierda energía y deje de girar. Se supone un arreglo con una Planta de Emergencia quien arrancará inmediatamente en un corte de energía. Son UPS electromecánicos, y fueron los primeros diseños de sistemas de energía ininterrumpida de C.A.

Para más información puede Ud. escribirnos a:

www.decome.com.mx
carlosomar001@gmail.com

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SUPRESORES DE PICOS

También llamados Supresores de Sobre Voltaje Transitorio (TVSS por sus siglas en Inglés de Transient Voltage Surge Suppressor), o Dispositivo de Protección de Transitorios (SPD por sus siglas en Ingles de Surge Protector Device), son elementos de protección eléctrica muy importantes dentro de un sistema de alimentación eléctrica Alterna (C.A.)  o Directa (C.D.).

Todas los sistemas electrónicos son sensitivos y vulnerables a los problemas eléctricos y la mayoría de los daños ocasionados a computadoras y cargas electrónicas sensitivas son debidos a estos Pulsos de Sobre Voltaje Transitorio.

Pero ¿Qué es lo que ocasiona estos Pulsos destructivos?

Veamos primero qué son:

Las fallas en la energía comercial se generan durante la transmisión y distribución de ésta, (en los cables, postes, o acometidas), y dentro de nuestros mismos edificios.

El viento, las aves, las tormentas eléctricas, accidentes, y errores humanos pueden ocasionar fallas o disturbios transitorios en las líneas eléctricas pudiendo provocar daño a equipo electrónico sensitivo. De igual manera, el cierre o apertura de contactores eléctricos, conmutación de circuitos, chispas eléctricas, maquinaria y equipo pesado, también pueden alterar la calidad de la energía dispuesta para cargas electrónicas sensitivas.

Uno de los fenómenos transitorios más severos que afectan a la electrónica son los llamados "picos de voltaje".  Por ejemplo, el impacto de un rayo suele ser devastador.

Los "picos de Voltaje" son de gran magnitud pero de muy corta duración (mseg).

De ahí la necesidad de proteger los equipos electrónicos sensibles contra este tipo de fenómenos.

Cuando impacta un rayo, se genera una Zona de Incidencia, la cual se eleva a varios cientos de miles de voltios, con duración del orden de micro segundos, causando un daño a equipos desprotegidos.

Cabe mencionar que este tipo de fenómenos son los más destructivos en la naturaleza, por lo que, pese a contar con todo tipo de protecciones, lo único que podemos lograr es "minimizar" el daño.

Supresor de Picos en una instalación típica

CÓMO FUNCIONA?
Se utilizan elementos semiconductores llamados varistores de oxido de metal (MOVs), y son elementos que en un estado estable su impedancia tiende a infinito, pero en un estado transitorio cuando detectan un sobre voltaje, su impedancia se reduce casi a Cero, desviando el exceso de voltaje a la conexión de tierra física.

Elemento Varistor de Oxido de Metal (MOV)

Cuando un elemento de este tipo se ve ante un transitorio severo más allá de su capacidad de operación, éste se destruye, quedando quemado y siendo necesario su reemplazo para continuar con la protección.

Símbolo eléctrico

Tarjeta Electrónica dañada por actuación de los varistores. En este caso el "pico" fue devastador

Los elementos MOVs pueden estar agrupador en conexión paralelo o de forma individual. Cuando se agrupan las capacidades se suman, y así se construyen las diferentes categorías de los supresores.
FACTORES A CONSIDERAR:

• Corriente de interrupción disponible (AIC) por las siglas en inglés "Available Interrupting Current".
• Capacidad de Corriente Transitoria (KA)
• Capacidad de Corriente de Corto Circuito (SCCR) "Short-Circuit Current Ratings".
• Voltaje de Enganche (Clamping Voltage).
• Voltaje Residual (Let Through Voltage).
• Tiempo de Respuesta.
• Opción de Seguimiento de Onda.
• Tipo o Categoría del Supresor.
• Normatividad.
• Garantía y soporte técnico.
• Instalación.
• Modos de operación.

Ahora, explicaremos cada uno de estos factores.

Corriente de interrupción disponible (AIC).- Se trata de la capacidad del interruptor o disyuntor que se instala antes del supresor, para condiciones de corto circuito. Esta capacidad debe de estar de acuerdo con la recomendación del fabricante y debe de ser capaz de sobre llevar la corriente de falla en el circuito proporcionando seguridad en la instalación. También sirve para abrir o cerrar el circuito en casos de mantenimiento. Algunos fabricantes ya traen incorporado fusibles para protección del circuito en casos de corrientes de corto circuito.

Capacidad de Corriente Transitoria (KA).- Es la cantidad de corriente nominal que el TVSS puede desviar de forma segura sin dañarse. Usualmente se miden en miles de amperes o Kilo Amperes (KA). Los fabricantes ponen este dato en las fichas técnicas de sus productos. Hay que estar atentos a este dato, ya que será el que determine la capacidad del TVSS. Cada supresor deberá especificar su capacidad KA entre fases o el total del equipo (suma de las capacidades por fase). A mayor capacidad, la vida útil del supresor será mayor.

Se debe tomar en cuenta que la unidad de medida de un supresor se da en KILO-AMPERES (KA) y no en JOULES, que es un término usado comercialmente únicamente. Así que te recomiendo basar la capacidad del supresor en KA.

Es importante tomar en cuenta que este valor se puede mostrar también en dos formas:

1. Limp: Se utiliza cuando se aplica una forma de onda del tipo 10/350 de larga duración que simula un rayo (Corriente de impulso de rayo).
2. Imax: Se utiliza cuando se aplica una forma de onda del tipo 8/20 de corta duración que simula un rayo indirecto o remoto (corriente de descarga máxima) o simula disturbios eléctricos o interferencias parásitas.

Capacidad de Corriente de Corto Circuito (SCCR).- Es la capacidad de corriente de corto circuito que el supresor puede soportar, en el punto de conexión, sin que le cause daño. Este valor deberá ser igual o mayor que la corriente de falla en el punto de la conexión. Esto garantizará la instalación y operación del supresor de forma segura y prolongará su vida útil.

Voltaje de Enganche.- Es el valor del voltaje en el cual el supresor comienza a "suprimir" o a limitar el exceso de voltaje hacia la carga. Este valor lo determina cada fabricante, y deberá ser un valor que no limite la tensión nominal de operación de la carga. De ahí que se deberá tomar en cuenta a la hora de seleccionar el equipo, el valor del voltaje de operación de la carga (208, 220, 400, 440, 480 VCA).

Voltaje Residual.- Es la cantidad de voltaje transitorio que el supresor "deja pasar" a la carga después de haber actuado. Se trata de un parámetro importante que está regulado por pruebas y estándares tales como ANSI /IEEE C62.41.1 2002, ANSI/IEEE C62.41.2 2002, ANSI/IEEE C62.45 2002, de tal forma que exista uniformidad a la hora de realizar un comparativo entre distintos fabricantes.

Tiempo de Respuesta.- Es el valor del tiempo en el cual el supresor comienza a actuar. Este valor está dado en pico segundos o nano segundos, y todos o casi todos los fabricantes tienen tiempos de respuesta muy bajos y suficientes para actuar de forma segura y no permitir daño a la carga. Por lo tanto no es un valor muy crítico a considerar, sin embargo siempre deberá tomarse en cuenta.

Un valor en el orden de micro segundos sería muy malo. Hay que considerar también que la resistencia del cableado y su longitud pueden afectar este valor, por lo que existe una recomendación en cuanto a la instalación y cableado del supresor que explicaremos más adelante.

Opción de Seguimiento de Onda.- Esta es una característica opcional de los supresores que algunos fabricantes integran como parte de su oferta. Además de integrar elementos MOVs, los supresores de este tipo integran Filtrado Capacitivo y su principal ventaja es que reaccionan más rápido ante voltajes transitorios de baja magnitud y alta frecuencia. Su protección "monitorea" la forma de onda en una especia de "envolvente de la señal alterna" y responde ante cualquier transitorio de baja intensidad. Este tipo de supresores ya es muy común y es altamente recomendable.

Tipo o Categoría del Supresor.-  

• Categoría A: Son los más lejanos a la subestación eléctrica o acometida principal. Son de baja capacidad de descarga, y suelen usarse en el mismo punto de conexión de la carga a proteger. Podemos encontrarlos en forma de toma eléctrica NEMA 5-20R o en barra multi contacto, por ejemplo.
• Categoria B: Son los supresores que se instalan de manera permanente dentro o fuera de un tablero de distribución de energía, y pueden haber varios dentro de una misma instalación eléctrica. Por lo general se instalan para proteger líneas de producción, sistemas UPSs, PLCs, equipo médico, y/o electrónico sensible. Son muy importantes ya que protegerán de los transitorios externos e internos en un inmueble.
• Categoría C: Son supresores de cablead fijo que se instalan en el sitio de la subestación eléctrica o acometida principal, del lado del secundario del transformador, o en Planta de Emergencia. Son equipos muy robustos y de mayor capacidad de corriente. 

Se recomienda la instalación de las tres categorías.

Ver la norma IEEE C62.41 y UL 1449 que hablan al respecto.

Normatividad.- La normatividad le garantiza al usuario seguridad en la operación del equipo y de la instalación eléctrica. A demás de que proporciona información comparativa entre fabricantes.

IEEE C62-41 (antes 587) y   UL 1449 3a Edición.

Garantía y Soporte técnico.- Como en todo, antes de comprar e invertir, debemos estar seguros de contar con centros de atención y servicio del equipo, con la finalidad de encontrar asesoría y garantía en la marca que adquirimos.

Cuando un supresor falla, se requiere reemplazar inmediatamente. Pero la falla puede ser debida a un fenómeno transitorio muy severo más allá de la propia capacidad del equipo; esto significa que el equipo ha sido rebasado en su capacidad y ha operado en sus límites causándose daño. No necesariamente es una falla por error de diseño, y no procede como "garantía", más bien hay que evaluar su capacidad y su instalación para estar seguros de no rebasar sus limites en determinadas circunstancias.

Existen supresores del tipo modular en el cual sólo se reemplaza el módulo que ha fallado o la fase que ha sido afectada, son más caros pero no se requiere reemplazar todo el equipo.

Instalación.- Una mala instalación del supresor puede ocasionar que simplemente no funcione.

Se deben tomar en cuenta las consideraciones propias de la categoría escogida, calibres de conductores, interruptores de seguridad y distancia a la carga a proteger.

Un supresor debe estar instalado lo más cercano a la carga a proteger, dentro o junto al tablero eléctrico de la carga crítica, sin exceso de cableado (máximo 1.2mts) con conexiones sólidas evitando arrollamientos de cable y con una conexión a tierra física normativa. Nota Importante: El supresor no protegerá si no se cuenta con un adecuado sistema de tierra física.

Modos de Operación.- El supresor de picos deberá proteger y suprimir los transitorios que ocurran entre fases, entre fase y neutro, entre fases y tierra y entre tierra y neutro. Los supresores más caros son aquellos que ofrecen una protección completa en todos los modos posibles. De ahí que las conexiones necesarias sean las tres fases, el neutro y la tierra física.

En algunos casos, no se cuenta con sistemas eléctricos trifásicos, pero se podrá conectar el supresor en una o en dos fases y dejar libre la tercer fase del equipo sin conectarse, sin problemas.

Los Varistores se colocan de tal forma que se puedan minimizar los fenómenos transitorios de modo común y modo diferencial.

La propagación del transitorio en modo común o asimétrica, es en la cual la perturbación se dá entre los conductores Línea a Tierra , y/o Neutro a Tierra.

La propagación del transitorio en modo diferencial o simétrica, es en la cual la perturbación se da entre los conductores Línea a Línea, y/ Línea a Neutro.

Un supresor que cumpla con todos los modos de protección será mejor.

Imagen representativa de un disturbio eléctrico de sobre voltaje (transitorio).

Respecto de la capacidad en (KA) de un supresor: Un valor alto en KA no aumenta el desempeño, sólo aumenta la vida útil del supresor.

Recomiendo usar los KA como unidad de medida del TVSS, y no usar los JOULES.

Enlaces de interés:

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Principales Fallas en Equipos UPS FALLAS COMUNES

Nos encontramos elaborando un importante y extenso informe, cuando de repente se corta la energía y se vá la Luz.

Estamos en una máquina ATM, con nuestra tarjeta de crédito en su interior, cuando de repente sucede un apagón. 

Estas son algunas de las pesadillas que no queremos que nos suceda. 

En muchos casos, este tipo de aplicaciones ya cuenta con un sistema de respaldo de energía o UPS.

Sin embargo, sabemos que ha fallado sólo cuando no funciona en los momentos más importantes.

Para que no nos ocurra una sorpresa por apagones en la casa u oficina, procure que su sistema UPS siempre esté en óptimas condiciones.

Las fallas en los sistemas UPS, pueden causar pérdidas de información, pérdidas económicas y de tiempo.

En casos críticos las empresas instalan equipos UPS redundantes N+1, para estar preparados en casos de fallas en los sistemas UPS.

¿Qué es lo que falla en un UPS?

Una de las principales causas de una mala operación del equipo UPS, son sus baterías.

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Una batería, destinada para propósitos de equipos UPS, tiene una vida útil esperada de 2 a 4 años, en condiciones normales de operación. Sin embargo analicemos:

Una batería se degrada si no está en "condiciones normales de operación"

- Temperatura de 24°C

- Humedad Relativa de 50% sin condensación.

- Números de Ciclos de carga y descarga, sin rebasar lo que su fabricante designe.

- No está debidamente conectada, o existe un falso contacto.

Normalmente, tendríamos que cumplir con todos estos requisitos, a fin de conservar el mayor tiempo posible de nuestra batería. En algunos casos no se cumple, y la batería dura mucho menos tiempo de lo esperado.

La batería sigue siendo el punto débil de un UPS.

• Recomendamos hacer una prueba periódica simulando un corte de energía, y observando el comportamiento del equipo UPS.
• Recomendamos reemplazar las baterías cada fin de vida útil.
• Recomendamos una supervisión periódica al equipo, y prevenir fallas. Revisar las conexiones y evitar falsos contactos.

Otro tipo de fallas:

• Daño al inversor por corto circuito o sobre carga, atribuible al usuario.
• Falla de fusible del cargador de baterías.
• Mala instalación eléctrica.
• Falla en la tarjeta de control del inversor.
• Falla de varistores de entrada.
• Mala conexión eléctrica de entrada o de salida.
• Deficiencias en el mantenimiento.
• Falla por calentamiento o sobre temperatura.
• Falla de ventiladores por fin de ciclo de vida o nulo mantenimiento (limpieza)
• Falla de Capacitores por fin de ciclo de vida o exceso de humedad.

Existen muchas otras causas, pero muy poco comunes.

Los sistemas de energía interrumpible (UPS), están diseñados para brindar continuidad a la carga crítica, aumentando la disponibilidad de la misma, por lo tanto, un sistema UPS crítico no debe fallar.

Mi recomendación es que se establezca un programa de mantenimiento preventivo para garantizar la operación correcta del UPS, y prever el reemplazo de las baterías sin esperar a que fallen.

La mayoría de los equipos UPS desde 1kva comienzan a contar con un sistema de ventilación o extracción de aire caliente utilizando ventiladores que están trabajando de forma contínua 24 hrs del día.

Este tipo de ventiladores por lo general ya están diseñados para operar de forma contínua sin presentar fallas, pero sin embargo al cabo del tiempo suelen requerir reemplazo.

Una de las fallas de los equipos UPS consiste precisamente en Fallas en los Ventiladores.

El movimiento mecánico y contínuo de los ventiladores causa falla por fricción.

Así que en esos casos, será necesario su reemplazo.

Apague el equipo para las reparaciones, servicios o mantenimientos.

Tome siempre todas las precauciones necesarias y medidas de seguridad. Cuide su persona.

Recuerde que en el interior de los UPS podría existir partes energizadas que puedan causar un shock eléctrico a su persona.

Apague el equipo, desconecte baterías, pase a modo Bypass, y verifique siempre con un Voltímetro la presencia o ausencia de tensión. Siempre mida nunca asuma.

No podemos descartar que durante un mantenimiento preventivo al sistema UPS existan errores humanos como una mala manipulación de sus componentes, cortos circuitos, mala herramienta o desconocimiento técnico. Es debido a eso que recomendamos que el servicio de mantenimiento al sistema se lleve a cabo por personal calificado y capacitado.

Sitios de interés
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Aquí les dejamos unas fotografías:

Reemplazo de baterías

VIDEO DE MANTENIMIENTO A EQUIPO UPS

Pistas Abiertasa

Cambio de Baterías UPS 6 kva - APC Schneider SURT6000XLT

Unidad  Smart UPS RT de APC, 6000VA y 208Volts
SURT6000XLT

En este proceso, se muestra cómo reemplazar una a una, cada batería del UPS SURT6000XLT.
Se muestra cómo se desarma y se instalan las baterías de 12v-5ah, selladas libres de mantenimiento.
Precaución:

• Desconecte toda la potencia antes de accesar al equipo internamente.
• Desconecte el BUS de corriente directa antes de retirar las baterías.
• Aún habiendo retirado toda la potencia, existen capacitores cargados internamente en el equipo.
• Use siempre elementos de seguridad: Lentes de protección, guantes, ropa anti flama y lo necesario para evitar lesiones a su salud.
• Nunca realice este proceso si no está capacitado para hacerlo.
• Puede ocurrir daño a su persona.
• Las baterías contienen ácido, nunca las queme, o rompa. Proceda al reciclaje adecuado.
• Las baterías son hots wappable por lo que son fáciles de retirar en el sitio y su reemplazo puede ser "en caliente". (N/P: APCRBC140) 96VDC

Mire el video y comente...

NOTA:
Existe una solución más rápida y menos problemática para reemplazar las baterías de este modelo:
Adquiera los paquetes armados de fábrica, e instálelos de forma sencilla, rápida y con mucho menos riesgo. Son más caros, pero vale la pena.

Importante:

Ud. deberá ingresar a la memoria el UPS mediante el cable serial que viene de fábrica con el equipo, de tal forma que se ingrese la nueva fecha de instalación de las nuevas baterías, de esta forma el equipo podrá alertar de manera eficaz la vida útil de las baterías.

En los nuevos modelos SRT, que ya traen panel display, se podrá ingresar la nueva fecha desde el Menú del panel display lcd.

Cómo Elegir el UPS correcto?

Un tema muy importante en relación a los sistemas UPS, es saber seleccionar el adecuado.
A considerar estas cuatro cosas:

1.- Su capacidad en potencia.
2.- Su topología.
3.- El tiempo de autonomía o respaldo en baterías deseado.
4.- El voltaje de operación de la alimentación y de la carga crítica.

CALCULANDO LA CAPACIDAD DEL U.P.S.

La capacidad del UPS la vamos a ver siempre en K.V.A. (kilo Volt Ampere), que es la potencia aparente del equipo.

Primeramente, realice la suma en watts de todas las cargas electrónicas sensitivas que desea proteger. Estos valores por lo regular se encuentran en las etiquetas posteriores de un equipo. 

Los datos e información de cada fabricante puede estar en watts, en amperes, voltaje o watts.

Por ejemplo:

Equipo	Voltaje de operación (V)	Amperaje (A)	Watts (W)	V.A. (VA)
COMUTADOR PC	120		450
MONITOR 17”	120		100
IMPRESORA TINA	120		50

Aquí vemos una tabla en donde sólo encontramos valores en Voltaje y Watts. Si el fabricante nos proporciona la capacidad de consumo en VA, realice la suma de todas ellas.

En este caso, realice la suma de la  potencia real en watts = 600 watts.

Para convertir los watts a VA, multiplique por el Factor de Potencia de 0.7 (valor típico para cargas no lineales como computadoras), obteniéndose el valor de 857.14 VA, lo que equivaldría a un UPS de esta capacidad o superior. Es altamente recomendable dimensionar el UPS más allá de la carga a proteger, por lo menos un +20% superior. Resulando en 1028.5 VA (1.02KVA).

En el mercado podemos encontrar fácilmente equipos de 1.0 KVA, 1.10KVA, ó 1.5KVA. Así que en nuestro ejemplo, recomendaríamos un UPS de 1.1KVA óptimo, y 1.5KVA para el mejor caso.

Como mencionamos antes, los valores encontrados en las cargas críticas pueden estar dados en Amperes, watts, o VA.

Aquí las fórmulas para conversión.

• Amp x Volt = V.A.
• VA = KW/ fp

El factor típico para cargas no lineales es de 0.7

Para cargas resistivas, es de 1.0

Siempre dimensione el UPS considerando NO sobre cargarlo, y a demás agregue un posible crecimiento a futuro.

En el caso de no estar bien dimensionado el UPS, tendremos, seguramente, una baja disponibilidad de la carga crítica a proteger o falla en el propio UPS.

SU TOPOLOGÍA. (Este tema lo explicamos en un apartado especial dentro de este mismo blog)

En el mercado existen:

UPS Back-UP o STAND-by, que no tienen regulación de voltaje pero sí respaldo de baterías.

UPS interactivos, que SÍ tienen regulación de voltaje y respaldo, pero en potencias medianas (500VA-6000VA)

UPS doble conversión  o En-Línea, que proporcionan excelente regulación de voltaje, aislamiento y respaldo de baterías. En el mercado, esta tecnología abarca todas las potencias imaginables, desde pequeños, medianos hasta mega watts. Son los mejores equipos; no poseen tiempo de transferencia o su tiempo de transferencia es de CERO, y su forma de onda es SENOIDAL todo el tiempo.

Pero, ¿cuál elegir?

Bien, considere qué tan crítica es su aplicación. 

Imagine un Hospital, un quirófano, con equipo electrónico para monitoreo, equipo de instrumentación médica, con una importante misión. Este tipo de aplicaciones requieren una protección eléctrica excelente, una muy buena regulación de voltaje, disponibilidad 7x24, donde no hay tolerancia a fallas.

Desde luego, la topología de Doble Conversión, es la más adecuada.

O imagine un súper mercado. ¿De dónde viene el dinero que ingresa al súper mercado?, pues de las cajas y puntos de venta. Ahora imagine que hay un apagón y que las cajas no funcionen por espacio de 2 horas.

¿Sabe usted cuánto ingresa por caja en una tienda de WalMart?

¿Sabe usted cuánto dinero perdería una tienda de estas, si se detienen 2 horas?

Bueno, lo suficiente para que se adquiera un UPS y les ahorre mucho dinero.

Un UPS resulta más barato que 2 horas de apagón.

Ahí también, recomiendo un UPS de Doble Conversión.

Por mencionar algunas aplicaciones de misión crítica:

• Bancos.
• Hospitales.
• Super Mercados.
• Aeropuertos.
• Líneas de producción.
• Centros de datos.
• Radio y TV
• Gobierno.
• Universidades.

Ahora bien, qué pasa con las otras topologías?

Sus aplicaciones, pueden ser desde hogar, académico, grupos de trabajo y pequeños servidores.

Un UPS de línea interactiva puede compartirse en grupos de trabajo de 4, 6, 8 usuarios fácilmente, sin problema. Estos equipos, tendrán un tiempo de transferencia, es decir, cuando detectan un apagón, conmutan a modo de baterías, lo hacen rápidamente tardando de 2 a 4 mseg en cambiar de modo normal a modo de baterías. También la forma de onda pude NO ser SENOIDAL PURA. Considere esta situación, ya que pudiera afectar el funcionamiento de su equipo sensible.

Un UPS stand-by, puede instalarse en un hogar, un pequeño negocio, o en aplicaciones de escritorio no críticas. Tiene tiempo de transferencia y su forma de onda en modo de baterías NO es senoidal.

Un sistema UPS nos debe proporcionar una alta disponibilidad de nuestra carga crítica a proteger (carga electrónica sensitiva)

EL TIEMPO DE AUTONOMÍA O RESPALDO DE BATERÍAS.

Usualmente, la mayoría tenemos la idea de que un UPS nos dá tiempo suficiente para trabajar en casos de apagones. Sin embargo, esta idea está equivocada, puesto que el tiempo de respaldo del UPS está pensado y diseñado para realizar un apagado ordenado, un cierre ordenado, y tener tiempo suficiente para notificar a los usuarios que el sistema se apagará ordenadamente.

Sin embargo, esto tampoco es lo ideal. 

Imagínese que en un quirófano, están operando a corazón abierto, y que se va la luz!...no le podemos decir a paciente que regrese en otra ocasión. Para estos casos críticos, necesitamos mucho más tiempo de autonomía, y seguir funcionando de manera transparente para que nada se detenga.

¿Cómo obtenemos más tiempo de autonomía?

Podemos instalar bancos de baterías adicionales al UPS de manera que extendamos su tiempo de respaldo en modo de baterías.

Recordemos que un UPS nos proporciona MINUTOS de respaldo, típicamente. 

Si desea un UPS con más tiempo de autonomía, seleccione un modelo de UPS que tenga la opción de agregar bancos extendidos o adicionales de baterías. Los fabricantes brindan estas opciones en sus modelos de UPS.

Con bancos extendidos de baterías, podemos contar con unos 50, 60 minutos, e incluso un par de horas adicionales de respaldo. Pero a qué costo!!! las baterías son muy caras y su vida útil es muy breve de 3 a 5 años dependiendo de la temperatura ambiente, humedad y uso!!!

Definitivamente, podemos gastar dinero en bancos extendidos de baterías, pero lo mejor e ideal es instalar un GENERADOR DE ENERGÍA DE EMERGENCIA a diesel o gas, detrás del UPS. 

De esta forma podemos lograr MUCHOS DÍAS de autonomía en casos de cortes muy prolongados de luz (huracanes, terremotos, o fallas severas en equipo de potencia).

                                                             Generador Electrico.

Un generador o planta de emergencia nos proporciona DISPONIBILIDAD en el tiempo de la carga crítica.
El UPS nos ayuda a que no exista INTERRUPCIÓN por fallas en la red de suministro eléctrico.
Un UPS con bancos extendidos de baterias, ocupa mucho espacio, y es demasiado pesado, hay que pensar también en estas variables a la hora de nuestra selección de equipo.
Un Generador Eléctrico, es más barato que agregar bancos extendidos de baterías al UPS.

EL VOLTAJE DE OPERACIÓN:
De la alimentación al UPS: Es muy importante conocer cuál es el voltaje de la alimentación eléctrica disponible en la acometida del inmueble, a fin de seleccionar el equipo UPS más adecuado a esta característica, y así evitar tener que adicionar transformadores de bajada o de subida de voltaje.
Los equipos UPS trifásicos, de alta capacidad de potencia, suelen alimentarse a 440, 480VCA, para ahorrar calibres de cables de alimentación.
De la carga crítica: la carga crítica, es aquella que vamos a proteger y respaldar. Por lo cual es importante conocer el voltaje nominal de operación de las cargas críticas, y de esta forma seleccionar el UPS adecuado a esta característica. La mayoría de los equipos electrónicos sensitivos operan a tensiones de 120/208VCA monofásicos.

En resumen, debemos hacer un análisis previo a la selección del modelo de UPS a elegir, y evitarnos instalaciones innecesarias, costosas e ineficientes.

Si necesitas ayuda, para seleccionar el mejor UPS para tí, no dudes en escribir
carlos.martin@decome.com.mx

gracias!

Tipos de UPSs

Existen diferentes topologías o arquitecturas en cuanto a diseño de UPSs se refiere.

(Uninterruptible Power Supply, algunas veces uninterruptible power system, o SAI sistema de alimentación ininterrumpida, o SFI sistema de fuerza ininterrumpible..)

De manera sencilla, primero definiremos algunos términos que utilizaremos durante esta entrada.

Módulo Cargador.- Es el módulo electrónico que se encarga de proveer corriente de re-carga y mantener las baterías en modo de flotación o de espera listas para su funcionamiento cuando se requiera.

Módulo Rectificador.- Es el módulo de potencia que convierte la energía de corriente alterna (C.A.)de la línea de entrada comercial, a corriente directa (C.D.).

Módulo Inversor.- Es el módulo de potencia que se encarga de convertir la corriente directa, en corriente alterna.

Módulo Bypass.- Es el módulo que se utiliza como un paso alternativo de la energía en el caso de que el UPS no funcione e impida el paso de la corriente hacia la carga crítica.

Carga crítica.- El equipo electrónico sensible que deseamos proteger: Computadoras, telecomunicaciones, equipo médico, audio, video, servidores de datos, etc.

Forma de onda.- El la forma que tiene la energía a la salida del UPS.

Tiempo de transferencia..- Es el tiempo que tarda el UPS en detectar un apagón, encender el inversor y conmutar a modo de baterías.

Ahora, pasaremos a una explicación, también sencilla sobre los tipos de UPS que existen.

La primera de ellas y la más simple, es aquel diseño en el cual el UPS está en modo de "espera" de que ocurra un apagón. Es entonces cuando arranca el módulo inversor y demanda energía desde una batería eléctrica o un banco de varias baterías. Este tipo de diseño no ofrece una regulación en el voltaje de salida y la forma de onda en modo de baterías no es senoidal, sino más bien tiene forma cuadrada o rectangular o escalonada.

Presenta la ventaja de que es un equipo económico, pero tiene varias desventajas tales como la forma de onda de salida en modo de baterías, el tiempo de conmutación, y sus capacidades son muy pequeñas, podemos colocarlos en aplicaciones no críticas sencillas.

Luego tenemos los UPS llamados Línea Interactiva, similares a los anteriores pero ofrecen una regulación de la tensión de salida. Entre otras cosas, su forma de onda de salida puede ser cuasisenoidal, o casi senoidal, sus capacidades en potencia pueden ser hasta 6000VA, operan con voltajes de 220 ó 120VCA, 60hz, ofrecen escalabilidad en tiempo de respaldo, monitoreo por software, y distribución de la energía. Se aplican en equipo electrónico sensitivo y grupos de trabajo que comparten un sólo UPS.

Evidentemente son equipos UPS más caros que los primeros, pero hay que tomar en cuenta sus ventajas. Estos modelos también los podemos encontrar en diseño para montaje en rack, ocupando poco espacio. Desventaja: No regulan frecuencia.

Luego tenemos la clasificación de los denominados "En-Línea", o "de Doble Conversión de Energía".

Éste diseño permite un asilamiento total hacia la carga crítica conectada al UPS, ya que primeramente convierte la energía de la fuente o corriente omercial alterna (C.A.), a energía de corriente directa (C.D.), y luego vuelve a convertir de C.D. a C.A. mediante el módulo inversor. De esta manera cualquier variación en la corriente de entrada quedará borrada y a la salida tendremos un voltaje constante del orden de +/- 2% en regulación. La frecuencia también puede ajustarse en caso de una variación excesiva.

Los equipos con este diseño van desde 1KVA hasta varios cientos de KVAs, monofásicos y trifásicos, siendo la mejor tecnología utilizada para los centros de datos y aplicaciones de misión crítica.

Revisando las anotaciones de diferentes fabricantes, podemos clasificar a los UPS de esta manera:

• Stand-by
• Línea Interactiva
• On-Line o Doble Conversión
• Ferroresonantes
• Delta-Conversión.

¿Cuál UPS comprar?

Respuesta :¿ Qué aplicación le vas a dar?

Checa esta guía de selección:

https://tripplitesmart2200vs.blogspot.com/2017/03/como-elegir-el-ups-correcto.html

Cotizaciones:
carlos.martin@decome.com.mx

Voltaje de salida de un UPS de línea interactiva y su Forma de Onda

Voltaje de salida de un UPS de línea interactiva.

¿Por qué el Voltaje en Modo de Baterías es Diferente del Voltaje en Modo Normal?

Recordemos que el modelo Tripplite SMART2200VS, es un modelo cuya topología o arquitectura interna está clasificada como Línea Interactiva. Es decir, interactúa entre la línea comercial de C.A. y la fuente de energía desde sus baterías. Esto significa que posee un módulo Inversor que está en espera de un corte de la alimentación de C.A. para entrar en operación y además estabiliza o regula el voltaje de salida del UPS. El módulo Inversor es aquel que convierte la energía de las baterías en la energía de C.A. de salida del UPS o Nobreak.

El diseño del módulo Inversor permite entregar una corriente alterna hacia la carga, con una frecuencia de 50 ó 60 hz (en América es 60hz), con una forma de onda simulada PWM (pulse width modulation, o modulación por ancho de pulso).

La forma de onda es muy importante en el diseño del inversor ya que mientras más se asemeje a una Senoidal pura, más complejo es el diseño del inversor, y más caro.

En el caso de este modelo en particular, la forma de onda que entrega hacia la carga, es del tipo Senodial-Modificada, o cuasi-senoidal, lo cual contiene un grado de distorsión.

Al medir con un voltímetro la tensión de salida del inversor estando operando en modo de baterías (corte de energía), se aprecia que el valor de tensión es de entre 80 y 90 volts.

El voltímetro true-rms, mide el valor promedio de una senoidal.

RMS: Root Mean Square  (Raíz Media Cuadrática).

El valor efectivo de una corriente alterna se mide multiplicando su valor máximo por 0.707

Por ejemplo, el valor rms de 127 volts de C.A. es 89.7 volts de C.A.

Regularmente los voltímetros miden el valor rms de la señal alterna, es por esto que en el modelo que trajimos a discusión la tensión mostrada en modo de baterías es un valor cercano a los 89 volts.

No significa que el equipo esté dañado o descalibrado.

El inversor está generando una señal que NO es senoidal pura, cuyo valor PICO es de 127 ó 110 volts, pero medidos en rms serán 89 ó 77 volts.

Esto ocurre en la mayoría de los UPS de topología línea interactiva en cualquier marca.

Un módulo inversor destinado para tecnología interactiva, está diseñado para trabajar poco tiempo Vs un módulo inversor destinado para la tecnología "En-Línea verdadera".

Esto es a que el inversor de tecnología interactiva sólo actúa durante los cortes de entrada CA comercial, y es común el equipo UPS ni siquiera tenga ventiladores; y los transistores IGBT o Mosfet sean de características no para uso rudo.

El inversor de un UPS En-línea verdadera, SIEMPRE está encendido y operando, y trae ventilación; sus transistores IGBT o MOSFET son de uso rudo, a veces sobre dimensionados.

Si tienes algún comentario, puedes dejarlo para ayudarnos a mejorar la información.

Saludos.!

Tripplite SMART2200VS Falla de baterías

Guía Práctica de Reparaciones.

Bienvenidos a esta entrada. Aquí determinaremos qué es lo que provoca que el UPS Tripplite SMART2200VS no respalde en caso de apagones o cortes de energía eléctrica. Es un procedimiento que aplica en cualquier otro modelo o marca de equipo UPS.
El término UPS (Uninterruptible Power Systems) o Sistema de Energía Ininterrumpible, o No-Break (sin interrupción) se refieren a lo mismo. Es decir, no hay diferencia entre usar un término u otro. También es conocido el término SAI o Sistema de Alimentación Ininterrumpida.
En esta entrada vamos a checar un equipo marca TRIPPLITE modelo SMART2200VS, el cual tiene una falla muy típica.

Primeramente siga todos los procedimientos de seguridad que tenga al alcance, use lentes de seguridad y siempre mida nunca asuma.

Características de este modelo: Potencia 2200VA, tensión nominal 120V C.A., frecuencia 60hz, topología línea interactiva.

Falla:

El UPS o Nobreak no respalda cuando ocurre un corte de la energía de entrada. Recordemos que precisamente su trabajo es ese: Proporcionar energía de respaldo durante los apagones y proteger a la carga crítica conectada a él. Se ilumina en color rojo el LED del panel frontal que señala Falla de Baterías.

Entonces, en esta falla, el equipo presenta posiblemente dos problemas: El primero y el principal es que las baterías se encuentren totalmente descargadas y requieran reemplazo, y la segunda falla es que exista una falla en el módulo Inversor, en este caso se ilumina el LED que señala desbalance o  sobre carga.

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Procedemos a revisar las baterías, y para esto es necesario apagar el equipo, asegurarse que se encuentre desconectado a la alimentación de entrada de C.A. y esperar 20 minutos a que se descarguen los capacitores internos.

Panel Frontal que muestra los botones de control para apagado y encendido, y los LEDs que señalizan el estatus y alarmas. Ver manual.
Ahora vamos a proceder a retirar las baterías y a checarlas  para determinar si éstas son el problema.

Una vez apagado el equipo, retire la tapa de las baterías localizada en la parte posterior del equipo

Una vez retirada la tapa posterior de las baterías, deslice el paquete de baterías hacia afuera dejando expuesta una terminal (-) la cual deberás desconectar para permitir que las baterías salgan por completo. Es posible que las baterías salgan con dificultad, entonces incline el equipo permitiendo que la gravedad ayude a que las baterías salgan por completo. Desconecte la terminal positiva del paquete de baterías (cable rojo). Una vez desconectadas las baterías tenga cuidado de no chocar los dos cables (+) y (-) ya que es posible que se encuentren energizados. Para desenergizarlos, una vez desconectadas todas las baterías, oprima el botón de encendido unas dos o tres veces hasta agotar toda la energía acumulada en los capacitores internos.

El paquete de baterías de ese modelo en particular viene constituido por 4 baterías selladas libres de mantenimiento en capacidad de 12V-9Ampers/hora (AH) cada una. Este paquete viene flejado con una cinta adhesiva que permite manipularlas en conjunto.

Sin embargo, y como nota muy personal, este modelo es pésimo para el reemplazo de baterías. Podrás observar que tanto al retirar como al instalar el paquete de baterías, los cables (+) y (-) se enredan, se sueltan, cran falso contacto, y es necesario abrir por completo la Unidad (por la mitad!) para verificar la correcta instalación y conexionado de las baterías. Tache o Nota Mala, para Tripplite en este modelo, mal diseño.

Mida la tensión en las bornas de cada una de las baterías. Puede ser obtenido un valor por debajo de lo nominal (12volts) o bien un valor cercano o parecido a lo nominal. Seguidamente aplique una carga resistiva al mismo tiempo que se mida el voltaje. La carga resistiva puede consistir en un foco o bombilla incandescente.  Chéca el diagrama del cargador expuesto...

Al aplicar la carga resistiva, el valor mostrado en el voltímetro cae, producto del aumento de la resistencia interna de la batería. En un caso de corte de energía sucede lo mismo haciendo que el UPS no respalde. Mediante este procedimiento se determina cuántas baterías se encuentran dañdas.

Vea aquí el VIDEO con el  procedimiento de checar las baterías:

Reemplace siempre todas las baterías, no mezcle marcas, no mezcle de diferente capacidad (AH), ya que cada fabricante proporciona diferentes curvas de re-carga y descarga, y en un mediano plazo provocaría una nueva falla de baterías.

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Para colocar las baterías nuevas, arme un paquete de 4 baterías similares en capacidad, de marca equivalente, y encíntelas con cinta adhesiva de tal manera que permitan su manipulación en conjunto.

Mida la tensión en las bornas de cada una de las baterías. Puede ser obtenido un valor por debajo de lo nominal (12volts) o bien un valor cercano o parecido a lo nominal. Seguidamente aplique una carga resistiva al mismo tiempo que se mida el voltaje. La carga resistiva puede consistir en un foco o bombilla incandescente.  Chéca el diagrama del cargador expuesto...

Al aplicar la carga resistiva, el valor mostrado en el voltímetro cae, producto del aumento de la resistencia interna de la batería. En un caso de corte de energía sucede lo mismo haciendo que el UPS no respalde. Mediante este procedimiento se determina cuántas baterías se encuentran dañdas.

Verifique que las terminales intercelda estén sólidamente enganchadas a las baterías, y reemplace cualquiera que presente oxidación, igualmente verifique que las terminales no estén muy abiertas y aprisionelas con una pinza hasta conseguir que tengan un mejor contacto. No permita terminales flojas o con mucho movimiento ya que esto provocaría una inadecuada recarga y una inadecuada corriente de descarga reduciendo el tiempo de respaldo del equipo.

Encinte para evitar que los cables intercelda y del BUS principal de C.D. se desconecten durante la maniobra de volver a meter las baterías.

Reconecte las terminales (+) Positivo Rojo, y (-) Negativo Negro al paquete. Observe un chispazo producto de la corriente de carga de capacitores internos. No se asuste, es normal. Nota importante: Encinte y garantice que éstas terminales principales (+) y (-) no cederán o no se desconectarán de su posición durante la maniobra de introducción al equipo, encínte firmemente las conexiones principales una vez que estén en su lugar .Gentilmente pero con firmeza introduzca el nuevo paquete de baterías al interior de compartimiento de las baterías, hasta el fondo.
Este es un proceso laborioso ya que los cables tienden a soltarse. Mal diseño del fabricante en cuanto a facilidades en el mantenimiento.
Proceda a conectar el equipo a la tensión de C.A. de alimentación, y observe el panel frontal.

Oprima el botón de arranque del lado izquierdo del panel frontal. Aquí se muestra el panel frontal en operación normal con los LEDs de señalización en color verde, sin alarmas presentes. Mida la tensión de salida del equipo en Modo normal y verifique que el equipo funcione durante un corte de energía. Simule un corte, desconecte el equipo de la alimentación de C.A. y observe el equipo ¿funciona OK?. 
Mida el voltaje de salida en el equipo con un voltímetro de C.A.

¿Por qué el voltaje de C.A. de salida del equipo en modo de baterías es de 64 volts?

Vea la siguiente entrada de este blog y obténga la respuesta.

Hasta aquí con este tema,  y si tienes alguna sugerencia o duda, escríbenos en el formulario de contacto.

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DIAGRAMA DEL CHECADOR DE BATERÍAS.

Existen otros tipos de fallas en este tipo de equipo UPS, una en particular es que no reconoce la línea de entrada de alimentación. En este caso, es necesario abrir el equipo hasta alcanzar su tarjeta principal. Si revisas bien, encontrarás una pista abierta que en realidad actúa como un fusible. En este caso, yo he optado por colocar un filamento de unión y probar el equipo. Normalmente funciona.

pista abierta, el UPS no reconoce la línea de entrada C.A.

Sitios de interés:

https://apcschneider.blogspot.com/

CAMBIO DE VENTILADOR

Para este procedimiento, es necesario abrir el equipo. Retire los tornillos de las esquinas desde la parte posterior del equipo.

Retire las baterías de acuerdo al procedimiento que hemos mencionado anteriormente. 

Ahí mismo, en el compartimiento de baterías, observe el interior. Se encuentra otro tornillo el cual será necesario retirarlo para abrir el equipo en su totalidad.

Retire los tornillos hexagonales de los puertos SERIAL DB9 de la parte posterior.

En este momento ya se puede mover toda la tarjeta electrónica.

También ya estará disponible el Ventilador expuesto para su reemplazo. Corte los cables (+) y (-) del ventilador y conecte el nuevo con la misma polaridad.

El ventilador es de 24VDC, Axial de 4".

Compartimiento de la batería	Ventilador interior.
Corte los cables	Ventilador de reemplazo
Cierren el Equipo con cuidado	El cambio de Ventilador, se requiere debido a que con el tiempo y uso, comienza a hacer ruido, o bien se apaga, provocando sobre-temperatura y falla del UPS.

 

Siempre hay que tomar en cuenta todas las medidas de seguridad, ya que aún que el equipo no tenga conectada sus baterías, los capacitores pudieran estar cargados y pudieran provocar un shock eléctrico a su persona.

Descargue los capacitores oprimiendo 2 veces el botón de encendido, se escuchará un "click-clack" de los relevadores.

Escribe, por favor, si tienes dudas. 

Hasta la próxima.