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SAI Sistema de alimentación ininterumpida

Un SAI es un Sistema de Alimentación Ininterrumpida, también llamado UPS (Uninterruptable Power Supply) en su acepción en inglés.

Vamos a ver en que consiste este dispositivo, que tipos existen y cuales son sus funciones.

Mi amigo Juanjo, tras leer el post sobre fuentes de alimentación, me pidió que hiciera uno sobre los SAI. Así que voy a hacer tres posts. Este primero de definición del dispositivo y sus características, un segundo sobre la elección de un SAI y un tercero con cuestiones y consideraciones sobre el SAI.

Vamos a ello

Se trata de un dispositivo que permite mantener constante el suministro de alimentación eléctrica cuando hay un fallo por alguna anomalía en la red. Sirve, por tanto, para proteger los dispositivos que estén conectados a la red eléctrica y mantenerlos en funcionamiento.

La implantación de los sistemas SAI se impone por la dependencia del suministro de energía eléctrica y de la necesidad de proteger equipos sofisticados, datos y procesos de importancia crucial para las empresas o para particulares que mantengan un servidor web, FTP o cualquier otro que de servicios a terceros.

Hoy en el mundo informatizado en que vivimos, una caída de los servicios causará perjuicios irreparables a las empresas. Y aquí debemos ver tanto las pérdidas por los negocios interumpídos como por los que se podían haber iniciado. Además de la posible pérdida de datos y los daños en los equipos.

Por ello, la alimentación energética sin interrupciones y de buena calidad es una necesidad perentoria.

Los equipos que debemos alimentar tienen un papel fundamental para las empresas, la seguridad de las personas, la conservación y el tratamiento de datos, y en las comunicaciones.

Los dispositivos que ofrecen estos servicios son sofisticados y sensibles, y las interferencias procedentes de la red eléctrica pueden causarles graves daños.

Los problemas de tipo eléctrico que amenazan todos los días los aparatos electrónicos pueden ser variados y así mismo, son distintos los efectos sobre los equipos y la disponibilidad de las cargas (por ejemplo, los sistemas informáticos).

Estos problemas son

Tensión insuficiente (Brown-Out)

Disminución de breve duración en los niveles de tensión. El problema más común (nada menos que el 87%) imputable a la alimentación, es ocasionado por la puesta en funcionamiento de dispositivos eléctricos como motores, compresores, ascensores y montacargas.

Tensión insuficiente (Brown-Out)

Los efectos que produce son la reducción de la potencia que necesita un ordenador para poder funcionar correctamente, con la consiguiente parada del funcionamiento del teclado o «crash» imprevisto del sistema, con pérdida y daño de los datos en curso de elaboración.

Apagón eléctrico

Un «blackout» conlleva la ausencia total de la alimentación. Puede ser ocasionado por una demanda excesiva de la energía eléctrica, temporales, presencia de hielo en las líneas, accidentes viales, excavaciones, terremotos, etc.

Apagón eléctrico

Entre los efectos, puede comportar la pérdida de datos, la interrupción de las comunicaciones, la ausencia de iluminación, el bloqueo de las líneas de producción, la interrupción de las actividades empresariales, peligro para las personas, etc.

Spike

Un spike, o transitorio de tensión, es un aumento imprevisto de la tensión. Generalmente, los spike son ocasionados por rayos y pueden presentarse incluso al regresar la alimentación de red después de un período de «blackout».

Spike

Puede afectar a los aparatos electrónicos a través de la red y las líneas telefónicas, dañando o destruyendo completamente los componentes y puede ocasionar la pérdida definitiva de datos.

Sobretensiones

Se trata de un aumento de la tensión de breve duración, típicamente de 1/120 de segundo. Una sobretensión puede ser ocasionada por motores eléctricos de gran potencia, tales como los sistemas de aire acondicionado.

Sobretensiones

Los ordenadores y los demás dispositivos eléctricos de gran sensibilidad necesitan una tensión variable dentro de un cierto campo de tolerancia. Cualquier valor de tensión superior al valor de pico o a los niveles de tensión eficaz (esta última puede ser considerada la tensión media) somete a esfuerzos a los componentes delicados y ocasiona averías prematuras.

Ruido EMI / RFI

El ruido de interferencia electromagnética y de radiofrecuencia altera la sinusoidal suministrada por la red de alimentación. Es generado por diferentes factores y fenómenos, entre los cuales se encuentran los rayos, la conmutación de cargas, los generadores, los transmisores radio y los aparatos industriales.

Ruido EMI/RFI

El ruido puede ser intermitente o constante, e introduce los errores y problemas en los datos informáticos o en las telecomunicaciones; puede incluso provocar fallos de funcionamiento en aparatos eléctricos.

Corrientes parásitas y armónicas

Son generadas por las perturbaciones o variaciones atmosféricas, variaciones de la carga, generadores de corriente, emisiones electromagnéticas e instalaciones industriales.

Corrientes parásitas y armónicas

Estas interferencias ocasionan errores en la ejecución de programas de software, deterioro prematuro en los ordenadores y en los datos que estos contienen y fallos en el funcionamiento de equipos eléctricos de diferentes tipos.

Variaciones de frecuencia

En general, están presentes en la energía producida por los grupos electrógenos.

Variaciones de frecuencia


Estas variaciones ocasionan errores en la ejecución de cálculos, dificultades de interpretación de los soportes magnéticos (discos, cintas, etc.) problemas de diferentes tipos en las aplicaciones electromecánicas.

Tipos de SAI.

Podemos encontrar en el mercado diferentes tipos de SAI estáticos:

Off-Line
Line Interactive
On Line
Doble Conversión
Digital On Line
In-Line

Atendiendo a su construcción los podemos resumir en tres tipos.

Off Line

Off line

Estando conectado a una red de alimentación, la salida es exactamente igual que la entrada. El SAI interviene solo en ausencia de tensión de entrada, alimentando la carga con el inversor que a su vez está alimentado por las baterías.

Line Interactive

Line interactive

Estando conectado a una red de alimentación, la entrada y la salida están separadas por un circuito de filtración y estabilización (AVR: Automatic Voltage Regulator) pero parte de las interferencias o variaciones de la forma de onda, posibles en la entrada, pueden encontrarse en la salida. Como en Off line, durante el momento de ausencia de red, la salida es conectada al inversor, alimentado a su vez por las baterías.

On line de doble conversión

On line de doble conversión

La entrada es primero rectificada y después reconvertida en alterna con un inversor. Así, la forma de onda de la tensión de salida es completamente independiente de la entrada, todas las interferencias de red son eliminadas y, no hay problema en el paso de red a batería porque la salida está siempre alimentada por el inversor. En caso de sobrecargas y eventuales problemas internos, este tipo de SAI dispone de bypass automático, que garantiza la alimentación de la carga conmutándola directamente en la entrada.

Para elegir un SAI

No obstante, para elegir un SAI hay que atender a los dispositivos que se quieren proteger, pues cada SAI tiene ventajas e inconvenientes según el equipo al que va destinado.

No solo nos tenemos que fijar en la potencia. Hay características que debemos considerar.

Clasificación de los SAI

La clasificación de los SAI, en función de sus prestaciones, viene definida por la norma EN 62040-3.

XXX Dependencia de la salida respecto de la entrada.

Esta clasificación determina el tipo de SAI.

VFI(Voltage and Frequency Independent): La salida es independiente de las variaciones de tensión y frecuencia en la entrada.
VFD (Voltage and Frequency Dependent): La salida depende de las variaciones en la entrada.
VI (Voltage Independent): Las variaciones de tensión en la entrada son estabilizadas por el dispositivo.

YY Forma de onda en la salida.

Esta clasificación define la forma de la onda de salida, con batería y conectado a la red.

SS: sinusoidal (THDu ‹ 8%)
XX: sinusoidal con carga lineal; no-sinusoidal con carga distorsionante (THDu › 8%)
YY: no sinusoidal

ZZZ Prestaciones dinámicas en la salida.

Esta clasificación determina la prestación dinámica de la tensión de salida a las variaciones de carga en las siguientes condiciones:

111 variaciones de las modalidades operativas (normal y con batería)
112 inserción de la carga lineal escalonada en modo normal o con batería,
113 inserción de la carga no-lineal escalonada en modo normal o con batería.

Estándares y normas aplicables

• Directiva compatibilidad electromagnética (89/336/CEE y sucesivas modificaciones 92/31/CEE, 93/68/CEE y 93/97/CEE).
CEI EN 61000.
CEI 11-20, V1 Instalaciones de producción de energía eléctrica y grupos de continuidad conectados a redes de I y II categoría – variante.
CEI 82-25 Guía para la realización de sistemas de generación fotovoltaica conectados a las redes eléctricas de media y baja tensión.
ENEL DK5940 ed. 2.2 y la posterior “Guía para las conexiones a la red eléctrica de ENEL Distribuzione”.
CEI 11-20 Instalaciones de producción de energía eléctrica y grupos de continuidad conectados a redes de I y II categoría.

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Esta entrada tiene 2 comentarios

  1. Barto Martínez

    Hola Javier, tengo una duda
    Me han comentado que estos dispositivos son de un solo uso. Es eso cierto?
    Gracias, un Saludo.

    1. No Barto. Lo puedes utilizar con otros equipos, si es eso a lo que te refieres, y son relativamente caros. Próximamente publicaré dos post más sobre este asunto. Si no te queda claro algo no dudes en preguntar. Gracias por el comentario.

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