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DIFERENTES TOPOLOGIAS DE NO-BREAKS, QUAL ESCOLHER?

topologias

Existem diversas topologias de no-breaks, as quais oferecem diferentes graus de proteção. É importante conhecê-las para identificar a que melhor atende suas necessidades de proteção, confiabilidade e disponibilidade considerando-se qual a carga a ser protegida e o tipo de aplicação/ambiente.

1- No-Break Stand-By (off-line)

Existem duas condições de operação, definidas pela situação da rede de alimentação. Enquanto a rede está presente, a chave é mantida fechada. A carga permanece alimentada pela rede elétrica, onde a tensão e a frequência de saída são totalmente dependentes da tensão e frequência da entrada. Essa topologia fornece proteção à carga para os três primeiros distúrbios da rede elétrica (Falta de Rede, Sub-Tensão e Sobre-Tensão), porém por não possuir capacidade de estabilização, gera frequentes processos de carga e descarga das baterias, reduzindo drasticamente a sua vida útil. Para os outros três distúrbios (Surto de Tensão, Variação de Frequência e Ruído), essa topologia não oferece proteção, expondo a carga a um risco muito elevado. Sempre que a rede C.A. apresentar características que excedam os parâmetros preestabelecidos, a chave é aberta e é dada a partida no inversor. A carga passa a ser alimentada pelo conjunto inversor/banco de baterias Quando a tensão de entrada retornar aos parâmetros normais, a carga é transferida do inversor para a rede. Durante as transferências de carga, seja ela da rede para o inversor ou viceversa, ocorre interrupção no fornecimento de energia. Nesta topologia o carregador possui pequena capacidade para a recarda das baterias e, portanto, não são recomendados para as aplicações que necessitam de longo tempo de autonomia. O inversor é dimencionado somente para operações eventuais , e apenas por alguns poucos minutos. São os equipamentos de menor custo apresentado, em praticamente 100% dos casos, a forma de onda é quadrada e de elevado conteúdo harmônico na saída do inversor. Por apresentarem uma tensão de saída de baixa qualidade e interrupções nas transferências de carga entre inversor e rede, não são indicados para alimentar cargas sensíveis. Cargas críticas, como as de informática, possuem fator de potência abaixo do permitido pelas concessionárias de energia. Enquanto a rede elétrica da concessionária estiver presente, as cargas operam diretamente conectadas a ela. Dessa forma, o usuário poderá ser tarifado não apenas pelo kWh consumidos, mas também pelo baixo fator de potência da carga. Além disso, a forte distorção harmônica na corrente drenada pela carga gera distorções na tensão da rede elétrica que podem interferir no funcionamento de outros equipamentos.

Linha Stand-By

 

 

2- No-Break Linha-Interativa (Line Interactive)

Os no-breaks (UPS) Interativos possuem estrutura interna muito semelhante à topologia Stand-by, existindo forte dependência da saída em relação a entrada.
Essa topologia oferece proteção não só contra a falta de rede, mas também as variações de amplitude da tensão de entrada, abrangendo os três primeiros distúrbios (Falta de Rede, Sub-Tensão e Sobre-Tensão). Mesmo a tensão de saída sendo estabilizada, o processo de estabilização demanda certo tempo mantendo a carga exposta a variações bruscas da rede elétrica e também permanecendo vulnerável a variações de frequência, ruídos e surtos de tensão.
Enquanto a rede está presente a chave permanece fechada, sendo a carga alimentada pela rede elétrica. Dessa forma, cargas com baixo fator de potência poderão produzir tarifações e multas, além de provocar distorções na rede elétrica e interferência em outros equipamentos.
Toda vez que a tensão de entrada apresentar caracte-rísticas fora das faixas opera-cionais preestabelecidas, a chave é aberta e o conjunto inversor/bateria mantém o fornecimento de energia para a carga.

linha interativa

 

3- No-Break On Line Dupla Conversão

Nos equipamentos desta topologia sempre existe dupla conversão de energia. No primeiro estágio o retificador opera como conversor de tensão C.A. da rede elétrica em tensão C.C, e no segundo estágio o inversor converte tensãocontínua C.C, em alternada C.A. para a saída. Deste modo a tensão de saída fornecida para a carga possui amplitude/frequência/forma totalmente independentes da entrada.
Esta é a única topologia de no-breaks (UPS) que protege a carga contra os seis principais distúrbios da rede elétrica (Falta de Rede, Sub-Tensão e Sobre-Tensão,Surto de Tensão, Variação de Frequência e Ruído), sempre fornecendo tensão senoidal na saída além de não apresentar interrupção nas transferências de carga.
Nesta topologia o inversor é responsável por 100% da potência fornecida à carga por 100% do tempo de operação. Isso garante à carga uma energia de qualidade com baixíssima distorção harmônica, tensão e frequência rigorosamente controladas e independentes da rede elétrica. Sem nenhuma dúvida, esta é a topologia que apresenta maior confiabilidade e robustez, ideal para alimentar cargas críticas.
Para aumentar a confiabilidade do sistema, normalmente também é acrescentada uma Chave Estática para realizar a transferência da carga do inversor para a rede. Isso se faz necessário durante situações de sobrecarga, curto-circuito, falha no inversor ou para a realização de manutenção no equipamento.
Na maior parte dos casos, existe um circuito independente para recarga do banco de baterias (carregador de baterias), o qual propicia gerenciamento totalmente voltado para as necessidades desta aumentando a sua vida útil e a confiabilidade do sistema uma vez que 60% das falhas em no-breaks, provocando a desenergização da carga crítica, são provocadas pelas baterias.
Utilizando circuitos independentes para retificador e carregador de baterias é possível otimizá-los melhorando a qualidade da energia drenada da rede elétrica e também dimensionar a corrente necessária para a recarga de grandes bancos de baterias através da utilização de carregadores de grande capacidade ou mesmo a conexão em paralelo de vários módulos, proporcionando grandes autonomias a carga.
Com a rede presente, o circuito retificador alimenta o inversor, enquanto o banco de baterias é mantido carregado pelo circuito carregador de baterias. A carga é continuamente alimentada pelo inversor. Deste modo, a saída tem frequência e tensão controladas, e independentes da entrada. O banco de baterias é comutado pela chave ao barramento C.C. toda vez que houver falta na rede de entrada.
Durante uma falta na rede elétrica, a energia armazenada no banco de baterias é utilizada pelo inversor para alimentar a carga, sem interrupção na transferência. A forma de onda da tensão de saída permanece sonoidal.
Os sistemas On-Line operam normalmente com tensão mais elevada no barramento C.C. utilizando maior número de baterias. Este fator faz com que o rendimento do circuito inversor seja normalmente superior nessa topologia. O inversor é projetado para operação contínua, sendo neste caso totalmente compatível para aplicação em autonomias elevadas, de várias horas se for o caso, bastando apenas o dimensionamento do banco de baterias conforme a necessidade da carga.
Nessa topologia, as cargas operam totalmente isoladas da rede elétrica. Assim ela fica submetida FP de 0,7. Já os no-breaks On-Line possibilitam a utilização de retificadores com elevado FP reduzindo custos de instalação, tarifação, perdas e interferências da rede elétrica.
A operação em conjunto com grupos geradores também é um ponto forte dessa topologia, pois isola as cargas críticas de toda e qualquer variação de amplitude e frequência, comumente presente na tensão fornecida por esse tipo de fonte, sem necessitar do uso das baterias para manter a tensão de saída com tensão e frequência estabilizadas.

Dupla Conversão

Para atender aos diversos tipos de aplicações dos seguimentos corporativo, industrial, médico-hospitalar e home-office, a PhD On line conta com uma ampla gama de No-breaks, disponíveis em formatos variados.

1. No-break montado em rack Este formato de no-break é compacto e ocupa menos espaço que os no-breaks em torre. Ideais para ambientes com pouco espaço e necessidade de redundância, como data centers, por exemplo.

2. No-break modular Constituído de diversos módulos que compõem a potência total do no-break. Os módulos de 20, 30 ou 40 kVA são facilmente instalados através de acesso frontal do gabinete e podem ser adicionados, possibilitando acompanhar o crescimento da demanda de potência sem a necessidade do desligamento do sistema (Hot Swap) com total segurança e sem risco à carga crítica. A topologia modular permite fácil manutenção, assegurando a confiabilidade e escalabilidade do sistema.

3. No-break reversível São no-breaks cujo display é rotativo, permitindo que o mesmo seja instalado na vertical ou horizontal. Ideais para ambientes com previsão de mudança de layout.

4. No-break torre São facilmente instalados sobre o piso, possuem rodízios para transporte e apoio na parte traseira.

5. No-break de grande porte Projetado para ser o backup central de múltiplas cargas. Ideias para missões críticas de alta performance, incluindo data centers.

 

 

 

DIFERENÇA ENTRE ENERGIA MONOFÁSICA E TRIFÁSICA

Para ser utilizada por indústrias e residências a energia da concessionária passa por transformadores de acordo com o tipo de fornecimento que se deseja obter:

Fornecimento de energia  monofásica

O transformador monofásico é alimentado apenas por uma única fase, isto é, só tem um fio na parte de cima. A energia é fornecida através de 3 fios: Neutro, fase A e fase B.

A energia monofásica é distribuída através de tomadas de uso doméstico comuns, e é utilizada para a alimentação de equipamentos do cotidiano, como notebooks, iluminação e televisões.

Fornecimento de energia trifásica

O transformador trifásico é alimentado por 3 fases, isto é, tem 3 fios na parte de cima.
O fornecimento é feito a 4 fios: Neutro, fase A, fase B e fase V, isto é, entra na indústria ou estabelecimento 4 fios.

As fases são denominadas de A, B e V para facilitar a sua identificação através das cores dos fios e cabos que são usados : Azul, Branco e Vermelho.
A energia trifásica é caracterizada por três ondas monofásicas que trabalham juntas. As ondas são compensadas por 120 graus, ou seja, um terço da onda senoidal. Com energia trifásica, a tensão é sempre muito próxima da tensão máxima disponível, devido ao deslocamento de 120 graus.

Ondas trifásicas

Por outro lado, quando se olha para uma imagem de osciloscópio da tensão monofásica, há uma única onda que chega ao ponto máximo de 120V (isso varia conforme o país) e, em seguida, oscila entre +120 V e -120V a 60 Hz (ou 60 vezes por segundo). Essa oscilação é adequada para distribuição a curta distância para eletrodomésticos

ondamonofasica

A maior parte da energia elétrica distribuída no mundo é feita sob a forma de sistemas trifásicos. Esse fato não ocorre por acaso, pois o sistema trifásico realmente oferece significativas vantagens em relação ao monofásico:

• O sistema trifásico usa menor quantidade de cobre ou alumínio para entregar a mesma potência que um sistema monofásico equivalente;

• Geradores trifásicos são menores e mais leves que seus equivalentes monofásicos por usarem com maior eficiência seus enrolamentos.

• Um motor trifásico é menor que seu corres-pondente monofásico de mesma potência;

• Motores trifásicos, devido ao campo girante produzido pelas três fases, partem sem a necessidade de dispositivos especiais. Já o campo pulsante dos motores monofásicos exige um enrolamento extra de partida;

• Motores trifásicos produzem um torque constante e por isso são menos sujeitos à vibrações , o que não é possível nos motores monofásicos;

• Retificadores trifásicos apresentam menos ondulação na tensão retificada (ripple) que os monofásicos;

• A potência total em um sistema trifásico nunca é nula. No sistema monofásico anula-se sempre que a tensão ou a corrente passam pelo zero (os motores monofásicos só continuam girando graças à inércia);

• A potência instantânea total, em um sistema trifásico equilibrado é constante, ou seja, não varia no tempo.

• Energia trifásica é a forma mais eficiente de distribuir energia para longas distâncias, e permite que grandes equipamentos industriais operem com mais eficiência.

 

 

 

QUAL CAPACIDADE DE NO-BREAK EU PRECISO?

Durante uma falta de energia, o no-break deve ter autonomia suficiente para que você possa desligar de forma segura os sistemas ou para que os geradores de backup sejam acionados.

Para permitir uma folga na proteção da carga, recomendamos a instalação de um no-break com aproximadamente 75% da capacidade requerida. Além disso, as baterias degradam ao longo do tempo, e esta perda deve ser considerada. É possível adicionar um módulo de bateria externo opcional para aumentar a autonomia.

Para maior precisão no dimensionamento de seu no-break, ligue para a central de atendimento PhD On Line (11) 3215-6500. Oferecemos todo suporte pré-vendas necessário para uma solução adequada e econômica.