UPS e geradores devem ser melhores amigos, cooperando suavemente para melhorar a resiliência do site. Muitas vezes, isso pode não acontecer devido a mal-entendidos mútuos e falta de informação. Este artigo é um guia abrangente e uma base de conhecimento essencial sobre o desempenho de entrada do UPS e seu impacto na operação dos geradores.

Em operação real, sempre que ocorre uma falha na rede, o fornecimento é alternado entre a rede de entrada e um grupo gerador a diesel, ou grupo gerador. A troca é break-before-make e geralmente é realizada em alguns segundos. O sistema de UPS a jusante muda para energia da bateria durante toda a troca, enquanto seu conversor de entrada, ou retificador, está desligado devido à falta de energia de entrada. Quando o fornecimento é estabelecido pelo gerador a diesel, o retificador executa uma inicialização e a operação do UPS é restaurada para dupla conversão normal. Durante esta fase crucial, é de extrema importância que o UPS e o grupo gerador funcionem como um relógio, para evitar que a troca seja prejudicada por má interação.

Do ponto de vista do grupo gerador, um sistema UPS é uma carga, consumindo energia ativa e reativa, dependendo do modo de operação do UPS. UPS atualizado rodando em dupla conversão VFI consome 99% de energia real “limpa”, ou seja, um UPS moderno é visto como uma carga resistiva linear pela fonte upstream. Isso simplifica muito o projeto e o desempenho do sistema elétrico.

Na operação de bypass, a carga é alimentada através da linha de bypass do UPS pela alimentação a montante, que não pode se beneficiar da ação de filtragem do UPS. Nesta condição, um grupo gerador interagiria diretamente com o fator de potência de carga, distorção harmônica e níveis de carga.
Em carga leve, normalmente abaixo de 10% da potência nominal nominal, ou sem carga, um no-break exibe um fator de potência de entrada predominantemente capacitivo e uma rejeição de distorção harmônica ligeiramente maior em porcentagem da potência total absorvida. Além disso, o transiente de inicialização do retificador é um degrau de carga para a alimentação a montante.

Embora as condições acima não afetem em nada a potência “infinita” da rede, no que diz respeito a um grupo gerador, tais casos devem ser avaliados com cuidado.
Como regra geral, a classificação de potência contínua do grupo gerador não deve ser inferior a 1,5 vezes a
potência nominal do UPS. O fator de sobredimensionamento é responsável pela eficiência do UPS, normalmente 96%, fator de potência do UPS, normalmente 0,99, distorção harmônica de entrada, normalmente 3% e adiciona uma margem de segurança de energia para evitar que etapas de carga acionem uma resposta não estável na tensão de saída do grupo gerador. Conforme mencionado acima, porém, outros parâmetros devem ser considerados para garantir a operação adequada durante transientes ou operação sem carga.
Os no-breaks modernos não exibem picos de energia na inicialização. Eles aumentam gradualmente até a potência de saída necessária de acordo com um tempo de “walk-in” ajustável. Este é o chamado recurso de "partida suave", que também pode incluir uma inicialização atrasada de acordo com um tempo de "retenção" ajustável. Definir um tempo de espera é útil quando mais unidades de UPS estão iniciando em paralelo, de modo que a carga total do UPS seja aplicada em etapas graduais ao grupo gerador.

Por outro lado, o tempo de entrada está relacionado com a inclinação da rampa de partida suave. Quanto menor a configuração, mais íngreme a rampa. É importante observar que, durante o tempo combinado de espera e entrada, o retificador não está totalmente alimentado para fornecer a carga, portanto, as baterias de armazenamento ainda podem estar parcialmente descarregadas.

Além disso, a inibição do carregamento da bateria pode estar em vigor para auxiliar o grupo gerador na rampa de carga gradual. Entre outros fatores, as trocas sem problemas, portanto, se resumem a gerenciar adequadamente o fim da autonomia da bateria e as configurações de inicialização suave do UPS. Este último está intimamente relacionado com o desempenho específico da saída do grupo gerador.

Demasiado CAP irá impedi-lo

Os capacitores de entrada usados ​​para fins de filtragem fazem com que a energia aparente pura flua entre a fonte e o no-break. Tal poder é referido como líder ou poder capacitivo. Grupos geradores podem gerenciar uma quantidade limitada de potência pura, pois interfere com o circuito de excitação no gerador CA, levando a oscilações de tensão e desligamento do grupo gerador. Os gráficos da área de operação segura mostram a faixa de fator de potência de carga dos grupos geradores permitidos para operação estável e o limite de potência principal puro é tipicamente 20% da classificação nominal dos grupos geradores.

Área de operação segura do gerador a diesel. A operação normal é mostrada em verde. Na área amarela a operação ainda é possível, em caráter temporário. A operação na área vermelha não é permitida. Durante a inicialização do UPS, os geradores devem fornecer energia de condução pura e o ponto de trabalho está bem no eixo horizontal esquerdo. O limite máximo de potência principal pura é normalmente 0,2 da potência nominal do grupo gerador.

Um sistema UPS reiniciado após uma falha na rede elétrica exibe potência capacitiva de entrada pura. Embora sua pequena contribuição quando comparada com a classificação nominal do UPS, neste momento o filtro de entrada não é balanceado por nenhuma potência real. É necessário aguardar o start-up do retificador para ser concluído. Este problema é ampliado quando strings de UPS em paralelo devem ser alimentadas por strings de grupos geradores em paralelo. Devido à inicialização sequencial inerente dos geradores, o primeiro a entrar em ação alimenta toda a potência capacitiva da sequência do no-break. Isso pode estar excedendo a capacidade do grupo gerador, impedindo assim uma troca bem-sucedida.

Várias técnicas podem ser implementadas para mitigar o problema, como a instalação de bancos de resistores para compensação, entre outras. UPS de última geração diminuíram sua quantidade de energia capacitiva de entrada, implementando tecnologias de filtragem eletrônica de retificadores. Eles também podem oferecer gerenciamento de energia capacitiva de entrada adaptável, para ajudar a projetar infraestruturas elétricas mais resilientes.