Como a UPS e o gerador podem se tornar soluções completas de energia crítica

19 Apr 2023

Como UPS e gerador podem se tornar soluções de energia crítica completas com energia ininterrupta e fontes de alimentação de backup?

Um no-break pode suportar sua carga crítica durante as anomalias e apagões de energia da rede elétrica – mas apenas até que a autonomia da bateria expire. Por outro lado, um gerador abastecido adequadamente pode suportar a carga indefinidamente, mas precisa de tempo para iniciar e se estabilizar.

Os operadores de quaisquer centros de dados com cargas de missão crítica devem garantir energia ininterrupta em todas as circunstâncias como as soluções de energia mais críticas . No entanto, enquanto a rede elétrica é construída para suportar as intensas tempestades que podem afetar qualquer parte do país a qualquer momento, o clima extremo pode afetar as linhas aéreas de energia. Conseqüentemente, embora a organização tenha planos de emergência e engenheiros prontos para lidar com as situações que surgirem, os datacenters também devem ter seus próprios planos em vigor.

Esses planos devem incluir provisões para cortes de energia que duram várias horas ou possivelmente dias, bem como aqueles de apenas alguns segundos ou minutos. Isso, por sua vez, exige um gerador no local para fazer backup do no-break, pois todas as autonomias da bateria do no-break são finitas e suscetíveis a serem excedidas por um blecaute suficientemente prolongado. Além disso, não adianta ter autonomia de bateria que não seja acompanhada por um ar condicionado que consiga manter temperaturas seguras de operação do no-break durante todo o blecaute.

A UPS é a linha da frente

Se um centro de dados for considerado de missão crítica, quase certamente terá um UPS online . Durante a operação normal de 'rede OK', a energia de entrada flui através do retificador UPS e dos componentes do inversor antes de atingir a carga. Isso significa que a carga está continuamente protegida contra ruídos de rede elétrica, surtos, picos, quedas de energia e quaisquer outras aberrações, bem como cortes de energia de curto prazo com segurança dentro da autonomia da bateria do UPS . Nessas circunstâncias, o UPS está fornecendo proteção total sem o suporte do gerador, que permanece em standby. No entanto, se o sistema de controle do no-break detectar que um blecaute contínuo está se tornando uma ameaça à autonomia da bateria, pode sinalizar o

carga crítica, permitindo que ela desligue normalmente dentro da autonomia restante. Alternativamente, se perder o recurso de processamento de dados não for uma opção, o UPS deve começar a interagir com um gerador no local. A função do no-break é manter o fornecimento até que o gerador possa iniciar, estabilizar e assumir como fonte de energia. Assumindo que o gerador foi dimensionado corretamente para a aplicação, o UPS irá aceitá-lo como uma 'substituição da rede' para recarregar sua bateria e fornecer a carga crítica até que a energia da rede seja restaurada. Este período pode ser indefinido, sujeito apenas à disponibilidade contínua de combustível para o gerador.

O gerador como fonte de energia em espera

Para especificar corretamente um par de proteção de energia UPS/gerador compatível de forma ideal, é necessário examinar mais de perto as características e requisitos do gerador.

O gerador converte a energia armazenada – combustível – em energia elétrica. Ele compreende o próprio combustível, um motor para desenvolver energia mecânica e um alternador para converter a energia mecânica em forma elétrica.

O motor deve ser bem mantido com um suprimento de combustível adequado em todos os momentos. A bateria deve estar saudável o suficiente para garantir uma partida confiável sob demanda, enquanto os níveis de refrigerante e óleo devem ser verificados regularmente.

O motor aciona um alternador, que converte a energia mecânica em uma fonte alternada de 220 V/230 V monofásica ou 380 V/400 V trifásica. A amplitude e a estabilidade dessa tensão de saída são controladas por um regulador automático de tensão ( AVR ), enquanto a frequência – geralmente 50 Hz ou 60 Hz – é determinada pela rotação do motor. A velocidade do motor e a frequência de abastecimento são definidas por um regulador, que regula o abastecimento de combustível ao motor; mais combustível aumenta a velocidade e a frequência.

Estão disponíveis reguladores mecânicos e eletrônicos. Os reguladores mecânicos, embora de custo mais baixo do que os tipos eletrônicos, são menos responsivos e fornecem velocidade do motor e regulação da frequência de tensão menos estáveis. Um governador eletrônico conta os dentes no volante do alternador conforme ele gira e regula o fluxo de combustível de acordo. O controle eletrônico é altamente responsivo e oferece regulação de velocidade e frequência muito estável; portanto, geralmente é especificado para qualquer gerador de reserva destinado a emparelhar com um sistema UPS .

Um gerador de reserva UPS deve ter um aquecedor de água do motor alimentado pela rede elétrica e um carregador de bateria. Deve também comunicar quando arranca e pára em resposta a falha de alimentação de rede e posterior restabelecimento. Isso geralmente é tratado por um painel de falha automática de rede (AMF) que inclui os sinais necessários.

Para evitar que o AMF inicie o gerador para cada aberração de fornecimento curto, ele geralmente é configurado para operar apenas se a rede elétrica falhar por um período prolongado de normalmente dois a 10 segundos. Da mesma forma, o AMF não deve parar o gerador e voltar a ligar a UPS à rede elétrica imediatamente após ser restabelecida; a reconexão pode ser parte do procedimento de localização de falta da concessionária ou o resultado de uma operação automática do disjuntor. A falha ainda pode existir, fazendo com que a alimentação seja desconectada novamente quase que imediatamente. Consequentemente, a maioria dos geradores controlados por AMF são configurados para continuar a fornecer energia por pelo menos dois minutos após o fornecimento da rede elétrica ser restaurado.

Dimensionamento do gerador

Para garantir que o gerador funcione de maneira confiável como um componente de proteção de energia, ele deve ser dimensionado corretamente e compatível com o no-break. Na verdade, ele deve ser superdimensionado, principalmente porque costuma suportar mais equipamentos que o no-break; ar condicionado para refrigerar os equipamentos, bem como sistemas de iluminação de emergência, comunicações e alarme.

Resumo das soluções de energia crítica

Se um data center estiver fornecendo um recurso crítico de TIC que deve permanecer on-line em todas as circunstâncias, um gerador no local deve ser fornecido para fazer backup do no-break se ocorrer um blecaute de longa duração. Além disso, para uma operação bem-sucedida como parte das soluções de energia crítica da estratégia de proteção de energia, o gerador deve ser cuidadosamente combinado com as características do no-break e dimensionado o suficiente para lidar com toda a energia de emergência necessária durante um blecaute.

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