Suministro Ininterrumpido de Energía (SIE): Diagrama de Bloques y Explicación
¿Qué es un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida)?
Un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI) se define como un equipo eléctrico que se puede usar como fuente de alimentación inmediata para la carga conectada cuando hay una falla en la fuente de alimentación principal.
En un SAI, la energía generalmente se almacena en ruedas de inercia, baterías, o super condensadores. En comparación con otros sistemas de suministro de energía inmediato, los SAI tienen la ventaja de proporcionar protección inmediata contra las interrupciones de la fuente de alimentación de entrada.
Tiene un tiempo de funcionamiento muy corto con batería; sin embargo, este tiempo es suficiente para apagar de manera segura el equipo conectado (ordenadores, equipos de telecomunicaciones, etc.) o para activar una fuente de alimentación de respaldo.
Los SAI se pueden utilizar como dispositivos protectores para algunos equipos que pueden sufrir daños graves o pérdidas con una interrupción repentina de energía.
Fuente de alimentación ininterrumpida, respaldo de batería y respaldo de rueda de inercia son otros nombres comúnmente utilizados para los SAI. El tamaño disponible de las unidades SAI varía desde 200 VA, que se utiliza para un solo ordenador, hasta varias unidades grandes de hasta 46 MVA.
Principales Funciones de un SAI
Cuando hay cualquier falla en la fuente de alimentación principal, el SAI suminstrará energía por un corto tiempo. Esta es la función principal del SAI. Además, también puede corregir algunos problemas generales de energía relacionados con los servicios de utilidad en diversos grados.
Los problemas que se pueden corregir son picos de voltaje (sobretensión sostenida), ruido, reducción rápida del voltaje de entrada, distorsión armónica y la inestabilidad de la frecuencia en la red.
Tipos de SAI
Generalmente, el sistema SAI se clasifica en SAI en línea, SAI en espera y SAI interactivo en línea. Otros diseños incluyen híbridos en línea en espera, en espera-ferro, conversión delta en línea.
SAI en Espera
Este SAI, también conocido como sistema SAI en espera, ofrece solo las características más básicas. Aquí, la fuente principal es la CA filtrada (mostrada en la ruta sólida en la figura 1).
Cuando ocurre una interrupción de energía, el interruptor de transferencia seleccionará la fuente de respaldo (mostrada en la ruta punteada en la figura 1).
Así, podemos ver claramente que el sistema en espera comenzará a funcionar solo cuando haya alguna falla en la red. En este sistema, el voltaje CA se rectifica primero y se almacena en la batería de almacenamiento conectada al rectificador.
Cuando ocurre una interrupción de energía, este voltaje CC se convierte en voltaje CA mediante un inversor de potencia, y se transfiere a la carga conectada a él.
Este es el sistema SAI menos costoso y proporciona protección contra sobretensiones además del respaldo. El tiempo de transferencia puede ser de aproximadamente 25 milisegundos, lo que está relacionado con el tiempo que le toma al sistema SAI detectar la pérdida de voltaje de la red. El diagrama de bloques se muestra a continuación.
SAI en Línea
En este tipo de SAI, se utiliza el método de doble conversión. Aquí, primero, la entrada CA se convierte en CC mediante un proceso de rectificación para almacenarla en la batería recargable.
Este CC se convierte en CA mediante el proceso de inversión y se entrega a la carga o equipo al que está conectado (figura 2).
Este tipo de SAI se utiliza donde la aislación eléctrica es obligatoria. Este sistema es un poco más costoso debido al diseño de convertidores en constante funcionamiento y sistemas de enfriamiento.
Aquí, el rectificador alimentado con la corriente CA normal directamente impulsa el inversor. Por lo tanto, también se conoce como SAI de doble conversión. El diagrama de bloques se muestra a continuación.
Cuando hay una falla de energía, el rectificador no tiene papel en el circuito y la energía constante almacenada en las baterías conectadas al inversor se entrega a la carga mediante un interruptor de transferencia.
Una vez restaurada la energía, el rectificador comienza a cargar las baterías. Para evitar que las baterías se sobrecalienten debido al alto poder del rectificador, la corriente de carga se limita. Durante una interrupción de la energía principal, este sistema SAI opera con un tiempo de transferencia cero.
La razón es que la fuente de respaldo actúa como fuente principal y no la entrada de CA principal. Sin embargo, la presencia de corriente de arranque y corriente de paso de carga grande puede resultar en un tiempo de transferencia de aproximadamente 4-6 milisegundos en este sistema.
SAI Interactivo en Línea
Para pequeñas empresas y servidores departamentales y web, se utiliza el SAI interactivo en línea. Esto es más o menos lo mismo que el SAI en espera.
La diferencia es la adición de un transformador de cambio de tomas. La regulación de tensión se realiza mediante este transformador de cambio de tomas, cambiando la toma según el voltaje de entrada. Se proporciona un filtrado adicional en este SAI, lo que resulta en una menor pérdida transitoria. El diagrama de bloques se muestra a continuación.
Aplicaciones de SAI
