Melhoria da Continuidade Instalação de UPSs - GQEE

Melhoria da Continuidade
Instalação de UPSs
Universidade Federal de Itajubá
Grupo de Qualidade da Energia - GQEE
Professor: José Maria Carvalho Filho
[email protected]
Ações no Sistema da
Concessionária
Topologia- Alimentador com Recurso
Filosofia da Proteção
Coordenação:
O objetivo da coordenação é evitar que faltas transitórias
causem a operação de dispositivos de proteção que não
tenham religamentos automáticos e que, no caso de
defeitos permanentes, a menor quantidade possível da
rede fique desligada.
Proteção Coordenada
FUSÍVEL
LENTA
RELIGADOR
RÁPIDA
RELIGADOR
Proteção Coordenada
Sistema
restabelecido!
Todas as soluções até então
apresentadas não impedem a
ocorrência de IMTs (VTCDs)
Sensibilidade das Cargas
Curva CBEMA:
Sensibilidade das Cargas
Curva ITIC:
Sensibilidade das Cargas
Curva SEMI 47:
Ações no Sistema do
Consumidor
UPS Sistemas de Energia Ininterrupta
UPS Estático
Aplicações:
Cargas de missão crítica que envolva segurança
humana, segurança nacional, perda de dados e
perdas financeiras
* Aeroportos e sistema de controle de voo
* CPDs (Centro de Processamento de Dados)
* Hospitais (centros cirúrgicos)
* Sistemas de telecomunicação militares
* Linhas de produção de processos industriais
* Usinas nucleares
UPS Estático
Todo o condicionamento da energia é feito de
maneira estática, sem que seja necessário o
movimento de rotação de nenhum dispositivo.
UPS Estático
Topologias de UPS Estáticos
Off Line (Reserva Passiva)
Operação pela rede
Off Line (Reserva Passiva)
• By pass /chave de transferência;
• Mais simples e mais barato do mercado;
• Usualmente empregado em potências até
1 kVA.Fator de potência 0,7;
• Sinal de saída geralmente trapezoidal;
Off Line (Reserva Passiva)
• Tempo de atuação: 8 ms;
• Proteção: contra interrupções apenas;
• Aplicações residenciais e pequenas
empresas.
• Não são indicados para cargas críticas
Off Line (Reserva Passiva)
Operação pela bateria
Line Interactive
Operação pela rede
Line Interactive
• UPS offline + regulador de tensão +filtro
de linha;
• Usualmente empregado em potências até
20 KVA;
• Sinal de saída senoidal;
Line Interactive
• Tempo de atuação: 4 ms;
• Proteção contra: interrupções, variações
de tensão de +/- 10% (sub e sobretensão)
e surtos de tensão.
• Não são indicados para cargas críticas
Line Interactive
Operação pela bateria
Dupla conversão on-line
Operação pela rede
Dupla conversão on-line
• Sem by-pass em operação, a energia
sempre passa pelo retificador e inversor;
• Proteção contra vários distúrbios de QEE;
• Utilizado para cargas críticas;
• Custo mais elevado.
Dupla conversão on-line
Operação pela bateria
Dupla conversão online - Eco Mode
Dupla conversão online - Eco Mode
• Realiza analise permenente da tensão da
rede;
• Se a energia da rede estiver com boa
qualidade, o by-pass fica em operação. Se
não, a energia passa normalmente pelo
retificador e inversor;
• Maior rendimento (98%).
Outras Informações - UPSs
• A autonomia das baterias tem em média de 10
a 15 minutos.
• Podem estar associados a grupo motor gerador
• Há também a configuração paralelo redundante
Outras Informações - UPSs
UPS+ GRUPO MOTOR GERADOR
(Exemplos)
Análise de um nobreak
• UPS offline;
• Modelo Net-station 600 VA
• Proteção:
– Sobre/sub tensão;
– Interrupção;
– Variação de tensão;
• Carga: CPU comum.
Tensão na fonte
Va(p.u.)
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
-1.2
45
45.05
45.1
45.15
45.2
45.25
Tensão na Carga
Vo(p.u.)
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
-1.2
44
44.02
44.04
44.06
44.08
44.1
Análise Comparativa – Tipos UPSs
Análise Comparativa – Tipos UPSs
Análise Comparativa – Tipos UPSs
UPS - Rotativo
UPS-Rotativo
Sistema de alimentação ininterrupto que
através da energia cinética de um volante de
inércia garante o fornecimento de energia
elétrica por um certo período de tempo.
UPS-Rotativo- M-G Set
UPS-Rotativo
TOPOLOGIAS:
UPS-Rotativo
TOPOLOGIAS:
Chaveamento manual , com corte
de carga e sem volante
UPS-Rotativo
TOPOLOGIAS:
Chaveamento automático , com
corte de carga e sem volante
UPS-Rotativo
TOPOLOGIAS:
Também mitiga VTCDs (AMTs)
UPS-Rotativo
TOPOLOGIAS:
UPS-Rotativo
Conceito Básico: Momento de inércia de
um cilindro
UPS-Rotativo
: Energia armazenada em um disco de
inércia:
Onde:
- I é o momento de inércia
- ω é a velocidade angular do disco
UPS-Rotativo
• Mitigação dos problemas de qee
UPS-Rotativo
UPS-Rotativo
UPS-Rotativo
UPS-Rotativo
Princípio de funcionamento - Filme
UPS-Rotativo
Características:
• Simples, seguro e confiável;
• Fácil instalação e manutenção;
• Não necessita de aclimatação;
• Vida útil longa > 25 anos;
• Funciona em paralelo com o sistema principal.
UPS-Rotativo
Características:
• Não utiliza baterias que tem vida útil menor;
• Custo total mais baixo do que o UPS estático.
UPS-Rotativo
Aplicação da eletrônica /volante de inércia :
O fluxo
de
potência é bidirecional através da
utilização de dois conversores
UPS-Rotativo
Aplicação da eletrônica /volante :
A energia armazenada no volante varia com a
frequência de saída do inversor (velocidade do volante
de inércia).
F
I
M