SAI Guia(Baja)(2)

GUÍA EUROPEA De los sistemas de alimentación ininterrumpida

Guía básica para la selección, instalación y mantenimiento de los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida de acuerdo con las normas.

GUÍA EUROPEA De los sistemas de alimentación ininterrumpida

ELABORADA POR CEMEPComité Europeo de Fabricantes de Máquinas Eléctricas y Electrónica de Potencia

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GUÍA EUROPEA SAI

PRESENTACIÓN DEL GRUPO DE TRABAJO SAI DE CEMEPCEMEP es el Comité Europeo fundado por las principales asociaciones europeas del sector de la Electrónica de Potencia.

Esta organización permite a los fabricantes de Electrónica de Potencia coordinar sus acciones a nivel europeo. Principalmente, sus actividades se centran en evolución del mercado, normalización, promoción y relaciones con otros productos y otros sectores industriales.

Los fabricantes pueden actuar a través de CEMEP como una entidad única en relación a las directivas técnicas y medioambientales de la Unión Europea y otros temas de po-lítica industrial. CEMEP se compone de cuatro grupos de trabajo que se encargan de:

Motores de baja tensión de corriente alterna. Motores de alta tensión. Accionamientos de Velocidad Variable. Sistemas de Alimentación Ininterrumpida.

Los miembros de CEMEP SAI son:

FINLANDIA SET FRANCIA GIMELEC ALEMANIA ZVEI ITALIA ANIE/AssoAutomazione ESPAÑA SERCOBE REINO UNIDO GAMBICA

PRÓLOGO

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SAI GUÍA EUROPEA

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

1 PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 1.1 PERTURBACIONESENLOSSISTEMASDEDISTRIBUCIÓNELÉCTRICA1.2 ORIGEN DE LAS PERTURBACIONES 1.3 REQUISITOS DE LAS CARGAS SENSIBLES 1.4 GASTOSOCASIONADOSPORLACALIDADDELAPOTENCIAELÉCTRICA

2. SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 2.1 PROTECCIÓNINCORPORADA 2.2 FILTROS,TRANSFORMADORESDEAISLAMIENTOYREGULADORESDETENSIÓN2.3 ALIMENTACIONES DE CORRIENTE CONTINUA 2.4 SOLUCIONES ROTATIVAS 2.5 SAIESTÁTICOS 3. DIRECTIVAS EUROPEAS 4. NORMAS TÉCNICAS 4.1 SEGURIDAD 4.2 COMPATIBILIDADELECTROMAGNÉTICA 4.3 PRESTACIONES 4.4 OTRAS NORMAS 4.5 CERTIFICACIÓNDESISTEMADECALIDAD

5. CONFIGURACIONES 5.1 FUNCIONAMIENTOSAIDOBLECONVERSIÓN5.2 FUNCIONAMIENTOSAIDOBLECONVERSIÓNCONOPERACIÓN“BYPASS” 5.3 FUNCIONAMIENTO SAI INTERACTIVO 5.4 FUNCIONAMIENTOSAIOPERACIÓNSTAND-BY/PASIVO 6. PARÁMETROS DE EVALUACIÓN 6.1 DIMENSIONADOELÉCTRICODELSAI 6.2 RENDIMIENTO 6.3 ARMÓNICOSDECORRIENTEDELAENTRADA 6.4 RUIDO 6.5 DIMENSIONES Y FACILIDAD DE MANTENIMIENTO 6.6 GRADODEPROTECCIÓN 6.7 PARÁMETROSDEFIABILIDAD 6.8 TECNOLOGÍADEBATERÍAS 6.9 CONSIDERACIONESGENERALESENCONCEPTOSERRÓNEOS SOBREPOTENCIAINFORMÁTICA 6.10 DATOSBÁSICOSPARAESPECIFICACIÓNDESIA

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GUÍA EUROPEA SAI

7. COMUNICACIONES 7.1 COMUNICACIÓNLOCAL 7.2 COMUNICACIÓNREMOTA

8. OPCIONES 8.1 TRANSFORMADORDEAISLAMIENTOGALVÁNICO 8.2 AUTOTRANSFORMADOR ADICIONAL 8.3 SOLUCIÓNPARALAREDUCCIÓNDEARMÓNICOSENLACORRIENTEDEENTRADA 8.4 OTRAS OPCIONES 9. GUÍA PARA LA INSTALACIÓN DE LOS SAI DE MEDIANA Y GRAN POTENCIA9.1 SISTEMASDEALIMENTACIÓN 9.2 DISPOSITIVOSDEPROTECCIÓN 9.3 PROTECCIÓNSELECTIVADECIRCUITOS 9.4 LIMITACIÓNDECORRIENTEDESALIDADELSAI 9.5 CALIBRE DEL CABLE NEUTRO 9.6 AISLAMIENTO DEL NEUTRO 9.7 GENERADORESDEENERGÍA 9.8 INSTALACIÓNDEBATERÍAS 9.9 PARADA REMOTA DEL SAI 9.10 PUERTOSDECOMUNICACIÓNDELSAI 9.11 CARGAS NO LINEALES

10. MANTENIMIENTO Y SERVICIO 10.1 ¿PORQUÉESESENCIALELSERVICIO? 10.2 SOPORTE PRE-VENTA 10.3 INSTALACIÓN 10.4 PUESTA EN MARCHA 10.5 CONTRATOS DE MANTENIMIENTO 10.6 SERVICIO POSVENTA 10.7 TELEMANTENIMIENTO 10.8 FORMACIÓNDELCLIENTE 10.9 SERVICIOS DEL FABRICANTE 11. GLOSARIO

ÍNDICE

323232

3434343434

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42424243434344444445

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SAI GUÍA EUROPEA

INTRODUCCIÓN

RAZONES PARA UNA GUÍA EUROPEA DE LOS SAIUna elevada calidad y disponibilidad de la energía eléctrica son requisitos estratégicos para todos los sectores de la economía. Una avería podría poner en peligro el correc-to funcionamiento de una compañía y generar un gran coste financiero. El fallo de la instalación eléctrica puede derivar en riesgo grave para las personas, tanto para los operarios como para los usuarios.

Tal y como demostraron los apagones sufridos recientemente en varios países, ade-más del incremento en el número de cortes de escasa duración, la frecuencia de problemas de suministro sigue aumentando. Esta tendencia podría verse acentuada por la liberalización del mercado eléctrico y por el cambio climático, además de los problemas que las instalaciones eléctricas pueden presentar por sí mismas.

Sin embargo, existen soluciones para proteger dichos procesos e infraestructuras de cualquier fallo en el suministro eléctrico. De esas soluciones, la más habitual hoy en día son los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida. Es por ello que CEMEP ha decidido publicar esta nueva edición de su ya conocida Guía de los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida para proporcionar a los usuarios la información más actualizada sobre la evolución tecnológica y el funcionamiento de los SAI. Esta información se basa en la tecnología de los principales fabricantes europeos.

La Guía de CEMEP está destinada a aquellos que deseen: Evaluar con precisión su necesidad de encontrar soluciones eléctricas. Elegir el SAI que más se adapte a sus necesidades. Instalar, operar y mantener de la forma más efectiva su SAI.

Quisiéramos agradecer a los siguientes expertos en la materia por escribir esta Guía en nombre de los miembros de CEMEP SAI, los señores BEAUDET, CAPPELLARI, CIPO-LLA, FINCK, GALBIATI, MASCAGNI, PIAZZI, RUETH, SINGALLIA Y SUSSET.

Antoine de Fleurieu Secretario de CEMEP SAI

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GUÍA EUROPEA SAI

Problemas de alimentación

Soluciones a los problemas de alimentación

Regulacioneseuropeas

Normas técnicas

Configuraciones

Parámetros de evaluación

Comunicación

Opciones

Guía para la instalación de los sai de mediana y gran potencia

Mantenimiento y servicio

Glosario

PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 11.1 PERTURBACIONES EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA

Los sistemas de distribución eléctrica, tanto públicos como privados, proporcionan en teoría al equipamiento eléctrico una tensión senoidal de frecuencia y amplitud fijas (por ejemplo, 400 voltios eficaces y 50 Hz en baja tensión). Sin embargo, existe un cierto grado de fluctuación sobre estos valores nominales. La norma EN 50160 define las fluctuaciones aceptadas en el suministro de baja tensión en los sistemas de distribución de la siguiente forma:

Voltaje de +10% a -15% (valores medios eficaces en intervalos de diez minutos), del cual el 95% semanal debe situarse en torno al +10%.Frecuenciade+4%a-6%duranteunañoconunavariaciónde±1%enel99,5%del tiempo (conexiones síncronas en un sistema interconectado).Sin embargo, ade-más de estas fluctuaciones, siempre se producen otras perturbaciones en el sistema que distorsionan en cierto grado la onda senoidal de la tensión.

1.2 ORIGEN DE LAS PERTURBACIONES

Electricidad proveniente de la compañía eléctrica

El suministro de electricidad procedente de la red se puede ver afectado o incluso interrumpido por: Fenómenos atmosféricos que afectan a las líneas aéreas o enterradas:

- Rayos, que provocan una repentina sobretensión transitoria en el sistema.- Heladas, que pueden acumularse sobre las líneas aéreas y provocar su rotura. Accidentes:

- Una rama que cae sobre una línea aérea produciendo un cortocircuito o rompiendo la línea.- El corte de un cable, por ejemplo durante la excavación de una zanja u otros trabajos.- Un fallo en la red de distribución de la empresa eléctrica. Desequilibrio fásico. Cambio de dispositivos de seguridad y control en el sistema de electricidad de la com-pañía eléctrica con el propósito de verter carga o realizar labores de mantenimiento.

Equipos del usuario

Ciertos equipos pueden perturbar el suministro de la compañía eléctrica, por ejemplo:- Caídas de tensión provocadas por la conexión de motores eléctricos;- Equipos cuyo funcionamiento pueda provocar caídas de tensión e interferencias en alta frecuencia, como los hornos de arco y las máquinas de soldar: Equipos de electrónica de potencia (fuentes conmutadas, variadores de velocidad, balastros electrónicos, etc.) que suelen causar armónicos.

Instalaciones tales como ascensores que da lugar a sobrecargas eléctricas y lámparas fluorescentes que causan armónicos.

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1 PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN

1.3 REQUISITOS DE LAS CARGAS SENSIBLES

Los equipos digitales (ordenadores, sistemas de telecomunicaciones, instrumentos, etc.) usan microprocesadores que operan en frecuencias de varios megas o incluso gigahercios y pueden realizar millones, incluso miles de millones de operaciones por segundo. Una perturbación en el suministro eléctrico de sólo unos milisegundos puede afectaramilesomillonesdeoperacionesbásicas.Éstosepuedetraducirenfunciona-miento defectuoso y pérdida de datos con el peligro (como en aeropuertos u hospita-les) y los costes que ello supondría (por ejemplo, en pérdida de producción).

Por ello, muchas cargas, llamadas sensibles o críticas, requieren un suministro que esté protegido contra dichas perturbaciones del sistema de distribución. Por ejemplo:

Procesos industriales y sus sistemas de control/monitorización, con el consiguiente riesgo de pérdida de producción. Riesgos para la seguridad de las personas en aeropuertos y hospitales. Riesgos de interrupción en el procesamiento de información y sistemas de comuni-

cación a través de Internet, con un alto coste económico por hora.

Muchos fabricantes de equipos sensibles especifican tolerancias muy estrictas (mu-cho más estricta que la de los sistemas de distribución) para la alimentación de sus equipos. Un ejemplo sería CBEMA (Asociación de Fabricantes de Equipos Informáticos y Empresariales) para sus equipos informáticos.

1.4 COSTES POR DEFICIENCIAS EN LA CALIDAD DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO

Más del 50% de los fallos que se producen en las cargas críticas se deben al suminis-tro eléctrico, lo que provoca un alto coste por hora en tiempo de inactividad para ha-cer las reparaciones correspondientes (fig. 1). Por ello, resulta vital para la economía moderna, que cada vez es más dependiente de las tecnologías digitales, solventar los problemas que afectan a la calidad y disponibilidad de la electricidad que suministra el sistema de distribución con respecto a las necesidades de las cargas sensibles.


Soluciones a los problemas de

alimentación

Directivas europeas

Normas técnicas

Configuraciones


Comunicación

Opciones

Guía para la instalación

de los sai de mediana y gran

potencia


Glosario

SAI GUÍA EUROPEA

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GUÍA EUROPEA SAI

SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 22.1 PROTECCIÓN INCORPORADA

Existen numerosas soluciones técnicas y la elección por parte del usuario debe ha-cerse en función de varios parámetros (coste, tipo de anomalía, características del equipo a proteger, las condiciones actuales de la instalación y suministro eléctrico, la criticidad de la aplicación a proteger, etc.).



Directivas europeas

Normas técnicas

Configuraciones


Comunicación

Opciones



Glosario

45% problemas

de alimentación

15% error humano

20% fallo de equipo

20% disparos accidentales(interruptores, etc...)

Ejemplos de costes horarios de los fallos- Teléfonos móviles- Sistemas de reservas de aerolíneas- Transacciones de tarjeta de crédito- Línea de montaje automoción- Transacciones de bolsa

(FIG.1) PROTECCIÓN INCORPORADA

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SAI GUÍA EUROPEA

2 SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN

Este documento cubrirá todas las soluciones desde la más simple hasta la de mayores prestaciones o más versátil.

Algunos equipos incluyen protecciones incorporadas, pero esto a menudo se reduce a una protección (mediante baterías o condensadores) frente a las anomalías más comunes como transitorios, caídas de tensión o breves cortes de alimentación.

Además, las soluciones proporcionadas con estos equipos son relativamente inefica-ces y se reducen a una protección del equipo, un cierre ordenado o un almacenaje de los datos esenciales. Raramente permiten seguir utilizando de forma normal el equipo al que protegen.

Por supuesto, para poder continuar las operaciones ante un problema de suministro de más de 10 ó 20 ms, se requiere una conmutación inmediata a un suministro alter-nativo, utilizando la energía almacenada en un volante de inercia o en un conjunto de baterías.

Hay que destacar que hoy en día estas dos son las dos únicas formas de almacenar energía fácilmente como suministro alternativo a una alimentación eléctrica estándar. Veremos sus características y funcionalidad en la sección referente a los sistemas de alimentación ininterrumpida.

Métodos de software:Evidentemente, estos métodos son utilizados por equipos de proceso digital de datos (ordenadores, servidores, PLC, equipos de control de procesos y telecomunica-ciones).

Su utilización se limita normalmente a reducir o eliminar en el equipo o la aplicación las consecuencias de una anomalía en el suministro eléctrico, utilizando para ello:

Copias de seguridad sistemáticas y regulares en medios insensibles a dichas anomalías. Procedimientos automáticos de cierre y arranque. Autodetección de la calidad del suministro eléctrico por parte del sistema frente a cualquier perturbación que pueda ser perjudicial al funcionamiento y avisar al opera-dor o reiniciar secuencias interrumpidas, o incluso tomar una decisión respecto al proceso (rechazar o reiniciar).

Los métodos software no son suficientes en equipos que funcionan en tiempo real, en redes con interconexión o intercambio permanente de datos, o en procesos conti-nuos en los que una parada del sistema puede ser peligrosa (por ejemplo en industria química o petroquímica), o puedan causa grandes pérdidas de producción o pérdidas irreversibles de información.

Asimismo debe tenerse en cuenta que estos métodos requieren recursos de memoria y programas adicionales y pueden todavía implicar una parada más larga de la apli-cación: un fallo de red puede desencadenar el cierre (aunque sea ordenado) de una unidad de producción o de un ordenador durante varios minutos o incluso más.



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Normas técnicas

Configuraciones


Comunicación

Opciones



potencia


Glosario

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SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 22.2 FILTROS, TRANSFORMADORES DE AISLAMIENTO, REGULADORES DE TENSIÓN

Si el fabricante no proporciona las soluciones incorporadas o son demasiado caras para incorporarlas en cada equipo del sistema, la solución en muchos casos es añadir un interfaz entre la red eléctrica y la aplicación o grupo de aplicaciones a proteger (protección centralizada).

a - Filtros El filtro es la solución más sencilla. Protege contra interferencias magnéticas o radio-eléctricas, así como contra perturbaciones atmosféricas (puede combinarse con un descargador atmosférico).

b - Transformadores de aislamiento Un transformador de aislamiento equipado con una pantalla electrostática permite la reducción de interferencias de alta frecuencia en modo común y diferencial.

El nivel de atenuación alcanzado depende de la calidad del diseño y fabricación del trans-formador. De nuevo, aquí tampoco hay protección contra otros tipos de perturbaciones.

Sin embargo, un transformador de aislamiento facilita la reducción de corrientes de fuga a tierra en una instalación eléctrica, confinándolas en los circuitos del secundario. El uso de determinadas configuraciones especiales en transformadores trifásicos tam-bién permite reducir ciertos armónicos de corriente en el primario (tercer armónico y múltiplos de tres).

c - Reguladores de tensión y acondicionadores de líneaUn regulador de tensión mantiene constante la tensión de salida independientemente de las variaciones de la tensión de entrada.Hay generalmente dos tipos:

Reguladores ferrorresonantes. Reguladores electromecánicos. Acondicionadores con steps estáticos.

Los criterios utilizados para evaluar los reguladores son el rango de regulación, la res-puesta a variaciones de carga y la velocidad y flexibilidad de la regulación.

Aunque resuelven problemas de variaciones de tensión, los reguladores de tensión no son normalmente eficaces contra ruido de transitorios y variaciones de frecuencia.

Para mejorar las prestaciones, una solución es la combinación de un transformador de aislamiento y un estabilizador de tensión: éste es el denominado acondicionador de red o de línea.

Aunque proporcionen una buena solución para variaciones grandes de tensión y ruido de transitorios, los acondicionadores no son eficaces contra los cortes de alimen-tación (>10 ms) y variaciones de frecuencia que sólo pueden resolver sistemas con energía almacenada.



Directivas europeas

Normas técnicas

Configuraciones


Comunicación

Opciones



Glosario

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SAI GUÍA EUROPEA


2.3 ALIMENTACIONES DE CORRIENTE CONTINUA

Esta solución se aplica especialmente en sistemas de seguridad pero también en equi-pos de telecomunicaciones y en la alimentación de relés y contactores.

Este tipo de alimentación consiste en un rectificador y una unidad de almacenamiento de energía: Condensadores para autonomías de menos de 1 segundo. Conjuntos de baterías para autonomías mayores.

Este sistema es sencillo y económico, pero requiere un equipo con suministro perma-nente de corriente continua con una tensión entre 12 y 220V. En caso de una solución centralizada, también se requiere la instalación de un circuito separado de alimenta-ción de distribución de corriente continua.

2.4 SOLUCIONES ROTATIVAS

Hay diferentes soluciones de SAI rotativos, pero todos utilizan conjuntos motor-gene-rador con la salida del generador alimentando la carga.

Una versión combina un motor y un generador con un inversor estático muy simple. El inversor filtra las perturbaciones de la entrada y regula solamente la frecuencia de su salida (normalmente con una forma de onda cuadrada) que alimenta un motor-generador regulado.La unidad motor-generador genera una tensión de salida sinusoidal fiable utilizando la frecuencia del inversor como referencia.Una segunda versión combina un motor síncrono (regulador-generador), una inductan-cia y un motor diesel que gira embragado.

Estas soluciones dinámicas se utilizan en instalaciones grandes (más de 1.000 kVA) y principalmente en aplicaciones de entorno industrial.

Losargumentosafavordeestassoluciones“dinámicas”son:corrientedecortocircui-to muy alta, aislamiento galvánico y baja impedancia interna, proporcionando un buen comportamiento ante cargas no lineales.Pero los principales inconvenientes de estos SAI rotativos son su elevado nivel de ruido, su costoso mantenimiento, y sus grandes dimensiones y peso.



alimentación

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Configuraciones


Comunicación

Opciones



potencia


Glosario

Solución

Transitorios

Transformador de aislamiento

Grupo electró-geno síncrono

Estabilizador Acondicionador

Variaciónde frecuencia

Micro corte

Cortes

Perturbación

Subidas /

Bajadas de tensión

(FIG.2) SOLUCIONES ROTATIVAS

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SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 22.5 SAI ESTÁTICOS

Después de más de 35 años tras su primera aparición, estos SAI representan hoy en día más del 95% de todos los sistemas con back-up y más del 98% en aplicaciones sensibles de electrónica e IT.

A continuación se efectúa un breve resumen de cómo funcionan, cómo se utilizan y las posibilidades técnicas que ofrecen a los usuarios.

a) FuncionamientoActuando como interfaz entre la alimentación general y las aplicaciones sensibles, los SAI suministran continuamente a la carga una alimentación eléctrica de alta calidad, independientemente del estado de la red eléctrica de entrada.Los SAI suministran una tensión fiable libre de de todas las perturbaciones de la red, con unas tolerancias compatibles con los requerimientos de los dispositivos electróni-cos sensibles.

Los SAI también pueden suministrar esta tensión fiable de forma independiente utili-zando una fuente de energía (baterías) que generalmente es suficiente para garantizar la seguridad de las personas y las instalaciones.

Los sistemas estáticos están formados normalmente por tres subsistemas: Un rectificador-cargador para transformar la corriente alterna a continua y para cargar las baterías.

Un conjunto de baterías (plomo-ácido generalmente) que permiten almacenar energía y recuperarla de forma instantánea durante periodos de 5 a 30 minutos, o incluso más.

Un convertidor estático para convertir esta tensión continua en alterna filtrada y estable en tensión y/o frecuencia.

Estas tres funciones pueden complementarse con otras adicionales: bypass para el caso de sobrecarga o fallo del SAI, bypass manual de mantenimiento, que facilita el aislamiento completo del SAI, así como diferentes opciones para la señalización, man-tenimiento, e incluso telemantenimiento.

b) Utilización del SAIDurante muchos años, el SAI ha formado parte de la distribución de energía de alta cali-dad al cliente. Cada uno de sus componentes ha estado diseñado por el fabricante para integrarse perfectamente en el entorno de trabajo, desde un SAI pequeño de 250 VA para alimentar un PC en un despacho, hasta una instalación completa de 2.000 kVA de un centro de datos o una línea de fabricación.

El diagrama muestra un ejemplo de una instalación eléctrica de baja tensión protegida por un SAI. Se puede observar la incorporación de un generador, algo que se ve en muchos casos como complemento del SAI.



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Configuraciones


Comunicación

Opciones



Glosario

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SAI GUÍA EUROPEA


Obviamente, en caso de un corte de suministro prolongado, el generador permite ex-tender la autonomía de las baterías, que por supuesto proporcionan una continuidad en el suministro eléctrico mientras el grupo arranca y 10 o más minutos en caso de que no arranque, en cuyo caso da tiempo a iniciar todas las secuencias de cierre de aplicaciones.Estas tecnologías son complementarias, y a menudo los fabricantes de SAI trabajan conjuntamente con los fabricantes de grupos electrógenos durante el diseño de insta-laciones a gran escala para definir juntos las características de la instalación (poten-cias, secuencias de operación, etc.).

c) Conexión en paraleloEn instalaciones de media y alta potencia, existe la posibilidad de colocar varios SAI en paralelo: Para permitir una potencia superior a la suministrada por los equipos individualmente. Para incrementar la fiabilidad del suministro procurando una o varias configuracines redundantes.

Se pueden diseñar configuraciones muy sofisticadas con objeto de incrementar la fia-bilidad o para facilitar el mantenimiento.

Existen diferentes tipos de conexiones en paralelo.

d) Arquitectura con STSLas arquitecturas con STS (Conmutadores Estáticos de Transferencia) proporcionan doble alimentación a equipos críticos para mejorar la fiabilidad y la disponibilidad.



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potencia


Glosario

G

SAI

Grupo Generador

Red comercial BT

Cuadro general de BT

SAI

Conmutador estático

Bypass manual

Baterías

(FIG.3) EJEMPLO DE DIOGRAMA DE INSTALACIÓN DE UN SAI

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SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 2

El STS asegura una transferencia rápida entre dos o más fuentes de energía indepen-dientes en caso de fallo de la fuente prioritaria. A menudo utilizado con dos sistemas separados de SAI, los STSs proporcionan alimentación redundante y tolerante a fa-llos en el punto próximo a la carga protegida. Este concepto protege aplicaciones de misión critica no sólo del fallo de la fuente prioritaria sino también de la mayoría de perturbaciones tales como disparos intempestivos de interruptores, cortes de cables, erroresdeoperación,etc…quepuedanocurriren ladistribucióneléctricaentre lasfuentes de energía y los equipos del usuario.

Las arquitecturas con varios STS alimentando cada uno diferentes cargas permiten el aislamiento automático de una carga con defecto si es alimentada por la misma fuen-te, protegiendo las no afectadas de los efectos de propagación del fallo. Proporcionan mayor disponibilidad y fácil mantenimiento sin corte o riesgo para la carga crítica.

e) Ventajas para el usuario

Rendimiento mejoradoEl cliente está siempre interesado en reducir los costes de explotación de sus equi-pos. Controlando el consumo de potencia y por tanto las pérdidas de los SAI en fun-cionamiento de forma continuada. Es más, las pérdidas se pagan dos veces; kWh consumidos por el SAI más los kWh adicionales del aire acondicionado necesario para refrigerar el SAI.



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Normas técnicas

Configuraciones


Comunicación

Opciones



Glosario

entrada entrada

salida 1

distribución 1 distribución 2

carga

SAI SAI SAI SAI2B1B1A 2A

STS1

STS2

STSN

salida 2

(FIG.4) SISTEMAS DE SAI ESTÁTICOS

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SAI GUÍA EUROPEA


Esto empujó a los fabricantes a una carrera para reducir las pérdidas en la que se gana un pequeño porcentaje con cada avance tecnológico.

Suministro adecuado para cargas no lineales

Desde la utilización de las fuentes de alimentación conmutadas, la mayoría de las car-gaseléctricas,especialmentelasdeordenadores,soncargasnolinealeso“generado-rasdedistorsiones”.Esto quiere decir que la forma de onda de la corriente no es una onda sinusoidal y contiene armónicos (de orden 3, 5, 7, 9, etc.).Este tipo de corriente también se caracteriza por un factor de cresta muy alto (2 a 3,5) y un factor de potencia de 0,65 a 0,8.

Los fabricantes han tenido todo esto en cuenta para diseñar los SAI de hoy en día, especialmente en el diseño de inversores que funcionan con PWM (modulación por ancho de pulso).La utilización del inversor PWM es la mejor solución, ya que utilizando frecuencias muy altas, la impedancia de salida es muy baja y la distorsión de la tensión de salida con las cargas no lineales es insignificante.Puede decirse por tanto que el problema de cargas no lineales se ha solucionado utili-zando SAI basados en PWM y que ya no es necesaria una penalización en potencia.

Más recientemente, la evolución de la tecnología de las fuentes de alimentación, ha hecho que las cargas presenten un factor de potencia a la entrada mayor e inductivo hasta 0,9.

Integración con sistemas de gestión de datos y de comunicación

Los parámetros de operación, datos y alarmas del SAI se convierten en datos digitales y se almacenan o presentan en la pantalla del SAI. Estos datos pueden transmitirse fácilmente de forma remota, como por ejemplo una unidad de monitorización remota sencilla ouncomplejo sistemacentralizadodegestióndeenergía (BEM–BuildingEnergy Management). El BEM puede manejar fácilmente los datos de la gestión de energía (distribución de media tensión, baja tensión, o grupos generadores) y datos sobre la protección de las instalaciones de distribución de potencia.

El SAI es un elemento clave en una instalación eléctrica de alta calidad. El usuario pue-de recibir constantemente información sobre la cantidad de micro cortes, la potencia consumida, el número de SAI en marcha y el consumo de corriente por fase.

Los microprocesadores permiten establecer canales de comunicación entre el SAI y el ordenador conectado como carga, la red de ordenadores, el BEM o una ubicación remota (por ejemplo el departamento de mantenimiento) a través de un soporte de comunicación (Internet, red de telecomunicación). Además de la conexión eléctrica obvia entre el SAI y el sistema informático alimentado permite cada vez más que se establezca una comunicación e intercambio de datos entre ambos.Con la información enviada por el SAI (duración de la interrupción, carga, autonomía, restablecimiento de la red, etc.) el ordenador puede iniciar procesos automáticos (ce-rrando documentos, parando periféricos, rearrancando, etc.) y por supuesto, sin inter-vención de un operador.



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GUÍA EUROPEA SAI

SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ALIMENTACIÓN 2Las prestaciones de comunicación de los SAI son compatibles con los sistemas ope-rativos más comunes.

El SAI está ubicado normalmente más cerca del sistema informático que del cuadro eléctrico, y cada vez más en la sala de ordenadores próxima al sistema a proteger.

Mejoras en la fiabilidad y en el mantenimiento

La fiabilidad de los equipos ha aumentado de forma considerable los últimos años debi-do a una mejor calidad y mejora de las prestaciones de los componentes transistores, tiristores, circuitos integrados, microprocesadores, ASIC, etc., que reducen la canti-dad de componentes y los diseños de circuitos son más elaborados.

Sin embargo, un SAI puede averiarse.

Cuando un SAI se avería, un diagnóstico preciso del fallo y una reparación rápida son muy importantes. De nuevo, los sistemas con microprocesador ofrecen mayores ven-tajas a la hora de diagnosticar el fallo e identificar las partes averiadas. El usuario reci-be inmediatamente una descripción clara del posible remedio directamente o a través de la red de comunicación.

Una vez efectuado el diagnóstico remoto, es necesaria una reparación rápida. Se pue-den eliminar funciones cruciales y un módulo puede sustituirse en minutos.



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Normas técnicas

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Glosario

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SAI GUÍA EUROPEA

3 DIRECTIVAS EUROPEAS

DosDirectivasafectanalosSAI:“BajaTensión2006/65/EC”publicadaenelDiarioOficialdelaUniónEuropeaL374el27/12/2006,y“CompatibilidadElectromagnética2004/108/EC” y enmiendas correspondientes, publicada en elDiarioOficial de laUnión Europea L374 el 27/12/2006.

La Directiva de Baja Tensión 2006/65/EC entró en vigor el 16 de enero de 2007; la transposición de los Estados Miembros no se requiere puesto que resulta del Consejo Directivo 73/23/EC y sus subsiguientes modificaciones de acuerdo con la Directiva del Consejo 93/68/EC. La Directiva 73/23/EC establece los requisitos de seguridad para la comercialización en el mercado, de materiales, equipos y maquinaria alimen-tados eléctricamente. Los productos satisfacen las disposiciones de la Directiva si son consistentes con los estándares armonizados publicados en el Diario Oficial de la Unión Europea o con los estándares nacionales, en caso de que los armonizados no estén disponibles.

La Directiva 93/68/EC, efectiva desde 1 de enero de 1995, modifica la Directiva 73/23/EC a fin de alinearse con las Directivas concernientes a otros sectores y hace obligatorio el marcado CE en los productos. Para este marcado, los fabricantes deben emitir una declaración de conformidad y preparar una documentación técnica para verificar la conformidad le producto a los requerimientos de la Directiva. Los fa-bricantes deben archivar esta documentación anticipando una inspección por parte de la Autoridad de control, y tomar las acciones necesarias de forma que el proceso de fabricación garantice la conformidad.

La Directiva de Compatibilidad Electromagnética 2004/108/EC sobre la aproxima-ción de las leyes de los Estados Miembro en relación a la compatibilidad electromag-nética sustituye a la Directiva 89/336/EEC.



alimentación

Directivas europeas

Normas técnicas

Configuraciones


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potencia


Glosario

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GUÍA EUROPEA SAI

NORMAS TÉCNICAS 4CENELEC e IEC son instituciones reconocidas de normalización a nivel europeo e inter-nacional respectivamente.Las normas europeas para los SAI están disponibles y están también reconocidas a nivel nacional, europeo e internacional; esta normalización garantiza el cumplimiento de las Directivas Europeas.

La serie EN 62040-X sustituyó a la EN 50091-X y la serie IEC 61000-X-Y a la IEC 1000-X-Y.

4.1 SEGURIDAD

EN 62040-1-1 y EN 62040-1-2 son las normas de referencia para los requerimientos básicos de seguridad para SAI utilizados en áreas con acceso de operador o en ubica-ciones de acceso restringido.

4.2 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA

Es la capacidad del SAI de trabajar sin ser perturbado (inmunidad) ni perturbar a otros equipos (emisión) por interferencias electromagnéticas en los cables eléctricos y ra-diaciones hacia el exterior (ver fig.5).

EN 62040-2 es la norma de referencia que define los límites y procedimientos de prueba.



Directivas europeas

Normas técnicas

Configuraciones


Comunicación

Opciones



Glosario

descargas electróstáticas

emisiones electromagnéticasconducidas

emisioneselectromagnéticasradiadas

inmunidad alcampo electromagnético

inmunidad conducida a:- transitorios rápidos- picos- señales de baja frecuencia

(FIG.5) INMUNIDAD Y EMISIÓN

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SAI GUÍA EUROPEA

4 NORMAS TÉCNICAS

4.3 PRESTACIONES

El documento de referencia es la norma EN 62040-3. Es una guía para la mejor com-prensión entre el usuario y el fabricante, ya que en ella se definen las prestaciones a declarar y los métodos apropiados de medida.

4.4 OTROS NORMAS

Otros estándares relativos a instalación de SAI son:

HD384/IEC 60364-X-X para instalaciones eléctricas en edificios.

EN 60439-1/IEC 60439-1 para grupos de baja tensión.

EN 60529/IEC 60529 para el grado de protección proporcionado por envolventes.

EN 50272-2 para requerimientos de Seguridad para bate rías secundarias e instalaciones de baterías –Parte2:Bateríasestacionarias.

4.5 CERTIFICACIÓN DEL SISTEMA DE CALIDAD

Los fabricantes de SAI pueden seguir un Sistema de Calidad para su estructura orga-nizativa, procedimientos, métodos y recursos destinados a implementar una política y gestión de la calidad.

El cumplimiento con la serie de la norma de referencia UNE EN ISO 9000 (V 2000) se certifica y audita periódicamente por organizaciones acreditadas, proporcionando así garantías del correcto funcionamiento del sistema de calidad a clientes, usuarios finales, proveedores y otras instituciones.



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CONFIGURACIONES 5Existen distintas configuraciones de SAI para cubrir las necesidades del usuario en cuanto a continuidad y calidad de la alimentación para múltiples tipos de cargas en una amplia gama de potencias desde unos cuantos vatios a hasta varios megavatios.

La siguiente clasificación es parte de la norma europea EN 62040-3 que define las configuraciones de los SAI en función del rendimiento.

La primera parte del código define la topología del SAI:

VFI (tensión de salida y frecuencia independientes de la red): la salida del SAI es inde-pendiente de las variaciones de la tensión de suministro (red) y las variaciones de fre-cuencia están controladas dentro de los límites de la norma IEC 61000-2-2. Este tipo de configuración permite funcionar como un convertidor de frecuencia (ver la sección 5.1-5.2 como ejemplo de esta configuración).

VFD ((la tensión de salida y la frecuencia dependen de la red): la salida del SAI depende de las variaciones de la tensión de suministro (red) y de las variaciones de frecuencia (ver la sección 5.4 como ejemplo de esta configuración).

VI (tensión de salida independiente de la red): la salida del SAI depende de las variacio-nes de frecuencia del suministro (red) pero las variaciones de la tensión del suministro son compensadas por dispositivos electrónicos reguladores activos/pasivos de la ten-sión dentro de los límites del funcionamiento normal (ver la sección 5.3 como ejemplo de esta configuración).

La norma europea EN 62040-3 define el método para especificar los requisitos de rendimiento y prueba del SAI. Esta norma establece una clasificación de los mismos en tres apartados:

Relación entre salida de SAI y entrada de la red pública

XXX ZZZY

Forma de onda de salida conectado a la red o a batería

Respuesta en salida frente a variacio-nes en la carga

(FIG.6) CÓDIGO DE CLASIFICACIÓN



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SAI GUÍA EUROPEA

5 CONFIGURACIONES

NOTALa norma IEC EN 61000-2-2 define los niveles normales de armónicos y distorsión esperados de los suministros en baja tensión de la red pública, en el punto del consu-midor antes de la conexión de una instalación específica.

La segunda parte de la norma de clasificación define la forma de onda de salida duran-te el funcionamiento en modo normal y en batería:

S: senoidal (THDu < 8%). X: senoidal con carga lineal y no senoidal con carga no lineal (THDu > 8%). Y: no senoidal.

La tercera parte de la norma de clasificación define la respuesta dinámica de la ten-sión de salida ante las variaciones de carga bajo tres condiciones distintas: Cambio en el modo de funcionamiento. Carga lineal escalonada en modo normal y modo batería. Carga no lineal escalonada en modo normal y modo batería.

Para cada una de estas condiciones, la respuesta dinámica va desde el 1 (sin interrup-ción) al 3.La norma EN 62040-3 muestra las principales funciones de un SAI. La función básica de un SAI es suministrar corriente continuada a una carga y se puede llevar a cabo con distintas arquitecturas y sus modos de funcionamiento relacionados con ellas. Estas topologías se describen como ejemplo en las siguientes secciones.

5.1 FUNCIONAMIENTO SAI DOBLE CONVERSIÓN

En el modo de funcionamiento normal, la carga está alimentada de forma continua por la combinación del convertidor/inversor en una técnica de doble conversión, es decir, a.c. - d.c. - d.c. - a.c.

Cuando el suministro a.c. de entrada está fuera de tolerancias nominales del SAI, éste entra en el modo de trabajo con la energía acumulada (batería), en el que la combina-ción batería/inversor sigue manteniendo la carga mientras dura la energía acumulada o hasta que la entrada a.c. vuelve a estar en las tolerancias designadas, la primera de las que ocurra.

NOTAEstetiposedenominatambiénSAI«On-Line»,enelsentidodequelacargaessumi-nistrada continuamente por el inversor sin importar las condiciones del suministro de entradadea.c.Eltérmino«On-Line»tambiénserefierea«conectadoalaredpública».Para evitar confusión en las definiciones, debería evitarse este término y utilizarse el de Doble Conversión.



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CONFIGURACIONES 5

5.2 SAI – FUNCIONAMIENTO DE DOBLE CONVERSIÓN CON “BYPASS”

Añadiendo un bypass, la continuidad de suministro a la carga, puede mejorarse acti-vando el bypass mediante un conmutador de transferencia en caso de:

a) Fallo del SAI. b) Corto-circuitos o corrientes de conexión de las cargas.c) Sobrecarga.d) Mantenimiento.

5.3 SAI - FUNCIONAMIENTO EN LINEA INTERACTIVO

En el modo funcionamiento normal, se proporciona energía a la carga mediante una conexión paralela de la entrada a.c. y el inversor del SAI. El objetivo del inversor es compensar la tensión de salida y/o la recarga de la batería. La frecuencia de salida depende de la frecuencia de entrada de a.c.

(**

SAI - Doble conversión con bypass

(*) Las terminales de entrada de AC se pueden combinar (**) Diodo, tiristor o interruptor de bloqueo(***) El convertidor puede ser rectificador, rectificador controlado por fase o una combinación de rectificador-convertidor-DC-DC

Entrada A.C. (*)Convertidor AC-DC (* * *)

Conexión D.C.InversorBypass manual

Bypass automáticoSalida A.C.

Cargador de batería (óptimo)

Modo normalModo de energía acumulada (batería)Modo Bypass

Batería

(FIG.7) SAI - FUNCIONAMIENTO DE DOBLE CONVERSIÓN



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5 CONFIGURACIONES

Cuando la tensión de entrada de la red a.c. está fuera de tolerancias nominal del SAI, el inversor y la batería mantienen la continuidad de la carga en el modo de funciona-miento de energía acumulada, y el conmutador desconecta el suministro entrante de a.c. para evitar la inversión de corriente desde el inversor.Las unidades funcionan en el modo baterías mientras dure la energía acumulada o hasta que la entrada a.c. vuelve a estar dentro de las tolerancias designadas para el SAI, la primera de las dos que ocurra.

5.4 SAI – FUNCIONAMIENTO “STAND BY” PASIVO

En el modo de funcionamiento normal, la energía a la carga es suministrada por la entrada a.c. de la red primaria a través del conmutador del SAI. Se pueden incorporar dispositivos adicionales para proporcionar compensación energética, como sistemas estabilizadores de tensión. La frecuencia de salida depende de la frecuencia de entra-da de a.c.

Modo Normal. Modo de Energía Acumulada (En batería). Modo ByPass.

Cuando la tensión del suministro a.c. de entrada está fuera de las tolerancias nomi-nales del SAI, éste entra en el modo de operación de energía acumulada, en el que se activa el inversor y la carga se transfiere al mismo directamente mediante el conmu-tador del SAI (que puede ser electrónico o electromecánico).

La combinación batería/inversor mantiene la continuidad de energía a la carga mien-tras dure la energía almacenada o hasta que la tensión del suministro de entrada a.c. vuelve a estar en las tolerancias designadas para el SAI y la carga se restaure, la primera de las dos que ocurra.

Bypass manual

Operación con bypass

Entrada A.C. Interfaz de alimentación

Inversor

Batería

Bypass automático Salida A.C.

[FIG. 8] SAI – FUNCIONAMIENTO EN LÍNEA INTERACTIVO

Modo normalModo de energía acumulada (batería)Modo Bypass



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NOTAEstetiposedenominanormalmenteSAI«Off-Line»,enelsentidodequelacargarecibela energía de la fuente de alimentación compensada electrónicamente sólo cuando el suministrodeentradaa.c.estáfueradelmargendetolerancia.Eltérmino«Off-line»tambiénserefierea«noconectadoalaredpública»cuandodehecholacargaseali-menta principalmente de la red en el modo de funcionamiento normal. Para evitar con-fusión en las definiciones, debería evitarse este término y utilizarse Stand By Pasivo.

SAI - Funcionamiento stand by pasivo

Entrada A.C.

Inversor

Batería

Cargador de baterías

Bypass automático Salida A.C.

[FIG. 9] SAI – FUNCIONAMIENTO STAND BY PASIVO

Modo normalModo de energía acumulada

CONFIGURACIONES 5Problemas de alimentación


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6 PARÁMETROS DE EVALUACIÓN

6.1 CALIBRACIÓN DE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS

El conocimiento de los siguientes parámetros tiene un papel fundamental para un co-rrecto funcionamiento del SAI.

6.1.1 POTENCIA APARENTE (VA O kVA)

Se define como:

S = U x I para carga monofásica. S = (UL1 x IL1) + (UL2 x IL2) + (UL3 x IL3) para carga trifásica.

donde:U es la tensión.I es la corriente absorbida por la carga en condiciones de carga normales (EN 62040-1-X].

Esta información se indica normalmente en los documentos o en las placas de carac-terísticas, aunque pueden considerarse como valores extremos.

La potencia aparente de un SAI se especifica en VA o kVA con el PF (factor de potencia) especificado para la onda sinusoidal.

6.1.2 POTENCIA ACTIVA (W O kW)

Se define como:

P = S x FP

donde:PF es el factor de potencia.

El valor de P o el de PF de las cargas raramente vienen indicados; por lo cual una co-rrecta determinación del tamaño del SAI requerirá la medida de la P absorbida por las cargas. La experiencia ha demostrado que las cargas típicas de un equipo informático tienen un PF de entre 0,65 y 0,9.

La Corrección del Factor de Potencia (PFC) en una entrada SMPS (fuente conmutada) escadavezmáscomúnparaequiposinformáticosde“gamaalta”(servidores).Estosrectificadores PFC utilizan principalmente filtros pasivos con condensadores. En este caso la carga presentará un factor de potencia inicial normalmente de 0,8 a 0,95 iniciales, incluso capacitivo.

En este caso, el usuario debe asegurarse de que el SAI puede proporcionar dicha car-ga inicial, a la larga, con un sistema de reducción o de corrección de PF.

Este parámetro debe tenerse en cuenta cuando el SAI transfiere esta carga al ByPass, particularmente cuando esta fuente es un Generador, lo que nos obliga a sobre dimen-sionar dicho generador para evitar la inestabilidad del mismo.



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6.1.3 FACTOR DE CRESTA

Una carga lineal absorbe una corriente senoidal que muestra un valor eficaz (normal-mente medido y declarado en Irms) y un valor pico (Ipk).El Factor de Cresta se define como:

CF = Ipk / Irms.

El valor normal para una carga lineal es CF=1,41.

La mayoría de las cargas aplicadas a SAI son cargas no lineales (fig. 12): Absorben corrientes distorsionadas con un valor de CF mayor que 1,41 y requieren por tanto una mayor intensidad de cresta, resultando así en una mayor distorsión de la tensión de salida que las cargas lineales equivalentes. El valor del factor de cresta [CF] no se indica prácticamente nunca y puede ser necesario medirlo específicamente. La norma EN 62040-1-X, Anexo M5, se refiere a la carga no lineal como CF = 3, usada para pruebas de SAI. Este valor se puede utilizar en caso de que el usuario no pueda facilitar información más detallada.

6.1.4 SOBRECARGA

Las sobrecargas son demandas temporales de los equipos de carga que exceden el valor nominal en estático y se producen en el momento dde ser conectados una o más cargas del usuario.

6.1.5 PARÁMETROS DE FUNCIONAMIENTO

Para dimensionar el tamaño de un SAI, se deben cumplir las siguientes condiciones de funcionamiento:

S: la Potencia Aparente nominal de un SAI debe ser igual a o mayor que el total S de cargas.P: La Potencia Activa nominal de un SAI debe ser igual a o mayor que la P total de las cargas.

ADVERTENCIA:Lasdefinicionescomo“potenciadelordenador”o“potenciadecon-mutación”nodebentenerseenconsideraciónparaelcálculocorrectodeltamañodelSAI y la batería (cf. § 6.9].

CF: Es necesario verificar que el calibre del SAI sea adecuado para alimentar cargas no lineales con CF igual o mayor que el de las cargas en su totalidad, y que la distorsión de la tensión de salida sea compatible con las cargas a alimentar.

SobrecargaEs necesario cuantificar la sobrecarga y comprobar que el SAI puede soportarla, te-niendo en cuenta la capacidad de sobrecarga del mismo.

PARÁMETROS DE EVALUACIÓN 6Problemas de alimentación


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Si las cargas presentan una sobrecarga mayor que el valor o la duración permitida por el SAI, las dos soluciones posibles son las siguientes:

Utilizar un SAI de mayor potencia nominal. Asumir que en condiciones de sobrecarga los usuarios se alimentan directamente de la red a través del ByPass.

NOTAPuede surgir un problema si no hay suministro de red o si está fuera de tolerancias: en este caso la carga podría perder su alimentación. Mientras sea posible, vaya conec-tando las cargas de forma progresiva. Temperatura de funcionamientoSi la temperatura de la sala es mayor que la que indica el fabricante, la potencia del SAI debe reducirse o corregirse siguiendo las indicaciones del fabricante.

ADVERTENCIA: Los rendimientos nominales del SAI deben compararse en las mismas temperaturas de funcionamiento.

6.1.6 FUTURAS AMPLIACIONES

Una vez se ha determinado el tamaño del SAI, se recomienda incrementar la potencia, como reserva de una futura ampliación: Por lo general, se considera adecuada una reserva de potencia extra de no más del 30%. También aumentar la potencia a través de un sistema paralelo.

6.2 RENDIMIENTO

6.2.1 DEFINICIÓN DE RENDIMIENTO

La eficiencia es la relación entre la potencia activa de salida y la potencia activa de entrada del SAI.

η = P u / P i

La energía que se disipa como calor durante el funcionamiento del SAI representa naturalmente un coste extra.

Debido a la disipación de calor, puede ser necesario para los SAI de media y alta poten-cia utilizar energía eléctrica adicional para acondicionar el aire el aire de la sala.

6.2.2 RENDIMIENTO: PARÁMETROS IMPORTANTES

Para evitar sorpresas desagradables (altos costes de explotación, ventilación o aire acondicionado inadecuados) al tratar el rendimiento, se debe considerar una serie de parámetros, ya que cada tipo de tecnología y topología SAI presenta ciertas ventajas y al mismo tiempo muy distintas características.



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Los principales parámetros a tener en cuenta son:

Topologías. Nivel de carga. Variaciones de la tensión de entrada. Tipo de carga.

En cuanto a este último parámetro, es importante observar que las cargas conecta-das al SAI pueden tener características muy distintas.Las cargas son raramente lineales (onda sinusoide perfecta) y las cargas no lineales absorven corrientes no sinusoides con un alto contenido en armónicos. Es el caso particular del hardware informático y equipamiento médico e industrial.

Por tanto, es esencial conocer el rendimiento real de un SAI cuando alimenta este tipo de cargas, ya que ciertas tecnologías de conversión son muy sensibles a las cargas no lineales.

El rendimiento de las distintas tecnologías se compararán usando la carga no lineal como se define en el Anexo E de la norma EN 62040-3.

6.2.3 COSTE ENERGÉTICO

En un cálculo anual, el coste de la energía eléctrica para una carga dada viene dado por:

Coste energético = Pu x (1 / η - 1) .T . c

donde

Pu: es la potencia activa de salida (kW) suministrada a las cargas.η: es el rendimiento del SAI para dicho nivel de carga y, por tanto, no es necesariamente

el rendimiento nominal del SAI.T: es el tiempo que se toma, en horas de funcionamiento al año, a ese nivel de carga.c: es la unidad de coste energético por kWh. Si se tiene que tener en cuenta el aire

acondicionado, los costes energéticos se incrementarán de forma significativa.

6.3 ARMÓNICOS DE LA CORRIENTE ENTRANTE

Según la tecnología, un SAI puede generar una corriente distorsionada con alto conte-nido de armónicos que son múltiplos de la frecuencia fundamental de 50 Hz.Consultar apartados Opciones (§ 8.3) para conocer los procedimientos disponibles para reducir los harmónicos.



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6.4 RUIDO

La presencia de un SAI en el entorno de trabajo debe implementarse de forma que no altere la calidad de vida. No debemos olvidar que el nivel medio de ruido, medido según la norma ISO 3746, es igual a: 52 dBA en una oficina. 60 dBA en una sala de ordenadores. 65/75 dBA en una sala de equipamiento eléctrico.

6.5 DIMENSIONES Y FACILIDAD DE MANTENIMIENTO

Un tamaño compacto se traduce en:

Reducción del espacio necesario para la instalación, factor que es importante de pendiendodel costeporsquaremetreof theáreaneeded, »easierandcheaperconveyance and installation of the UPS.metro cuadrado.

Transporte e instalación más sencillos y económicos del SAI.

Una ingeniería adecuada puede garantizar la facilidad de mantenimiento incluso en un SAI de pequeño tamaño. 6.6 GRADO DE PROTECCIÓN

SerefierealasmedidasdeseguridadestablecidasenlanormaIECEN60529“Gra-dosdeprotecciónproporcionadaporenvolventes(CódigoIP)”contraelaccesoalaspartes peligrosas y contra los objetos extraños (primer número característico y letra adicional opcional) y contra la entrada del agua (segundo número característico y letra suplementaria opcional).

6.7 PARÁMETROS DE FIABILIDAD

6.7.1 MTBF

El MTBF (Tiempo medio entre fallos) es un parámetro que evalúa la fiabilidad de un SAI. Representa el tiempo estimado de funcionamiento correcto del SAI entre dos fallos consecutivos.

Sin protección con-tra el agua

Protección contra el contacto directo

Protección

Internacional

(FIG. 10) EJEMPLO DE IP

I P 2 0



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El MTBF depende de varias condiciones como las condiciones de temperatura a las que se está sometido el equipo, la altitud, la fiabilidad de los componentes utilizados y su uso, de las características de diseño y, cuando sea el caso, del tipo de instalación como son las redundantes (sistemas en paralelo).

6.7.2 MTTR

El MTTR (Tiempo medio de reparación) es un parámetro que evalua la facilidad de reparación de un SAI, y por tanto del tiempo que estará fuera de servicio a causa de reparaciones. El MTTR representa de hecho el tiempo medio estimado de reparación y se ve muy afectado por el diseño del SAI (sustitución sencilla de partes y módulos) y por el equipo de diagnóstico integrado (fácil solución de problemas). Téngase en cuenta que el factor MTTR también depende de la disponibilidad de repuestos en la ubicación en el momento de la reparación.

También debemos señalar que los valores MTBF y MTTR son solo informativos, ya que el margen de variación de estos parámetros puede ser enorme, al estar sujeto a mu-chos factores asociados.

6.7.3 DISPONIBILIDAD

La disponibilidad viene definida por la siguiente fórmula:

A = (1-MTTR/MTBF)*100 6.8 TECNOLOGÍAS DE BATERÍA

Las baterías vienen normalmente con el SAI y se pueden instalar en el mismo armario: en este caso, el proveedor garantiza el tiempo de autonomía del SAI especificado para la potencia aparente de la carga y el factor de potencia para el que está diseñado.



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ELECTROLITO IGAS VENTAJAS DESVENTAJASVida útil del diseño en añosA20ºC

Regulado por válvulaBatería plomo-ácido

AGM y GEL

Normalmente AGM

3-5 (EUROBAT)Estándarcomercial

6-9 (EUROBAT)uso general

Flotación: 1En carga: 8

Aplicaciones de consumoJuguetesSistemas de alarmaPC-SAI

Uso general donde la seguridad y rendimiento no son críticos:• Iluminación de emergencia• SAI• Sistemas de

alarma

•Mantenimiento más sencillo

•Sin requisitos es-pecíficos de sala

•No sobrecarga las aplicaciones

•Alta densidad de energía

•Emisión de gas extremadamente baja

•Exigencia reducida sobre la venti-lación

•Más sensible a las altas temperaturas, especialmente el tipo AGM

•Requiere una bue-na estabilización de cargadores de tensión

•No es posible comprobar o ver la célula interna-mente

•Vida útil limitada

•Instalación en salas dedicadas

•Necesidad de relleno

•Densidad de energía limitada

•Emisión de gas

•Instalación en salas dedicadas

•Necesidad de relleno

•Emisión de gas

•Es fácil determi-nar el estado de una célula gracias al contenedor transparente

•Posibilidad de comprobar la

densidad del electrolito•Son posibles los largos periodos

de almacenamien-to para células de carga seca

•Larga duración

•Posibilidad de comprobar la densidad del electrolito

•Largos periodos de almacena-miento

•Mayor vida útil•Menos sensible

a temperaturas más altas

Aplicaciones con exigencias medias de seguridad:• Telecomunica-

ciones• Generación de

energía• Distribución de

energía• SAI

Aplicaciones de larga duración con altos requisitos de seguridad: • Telecomunica-

ciones• Generación de

energía• Distribución de

energía

• Grandes sistemas SAI

• Sistemas de alimentación ge-neral de DC para la industria

Aplicaciones conaltos requisitos de seguridad:•Telecomunica-

ciones•Energías reno-

vables•Iluminación de

emergencia•Generación de

energía•Distribución de

energía

Aplicaciones con los mayores requi-sitos de seguridad: •Generación de

energía •Distribución de

energía

Similar a las de ácido de plomo con ventilación pero para entornos másdelicados

Flotación: 5En carga: 50

Flotación: 1 En carga: 50

10-12 (EUROBAT) Alto rendimiento

12 o más (EURO-BAT) Larga vida útil

10-12(VIDAÚTILDISEÑO)

Aprox. 20 (VIDA ÚTILDELDISEÑO)

Aprox. 20

Aprox. 15 (VIDA ÚTILDELDISEÑO)

AGM y GEL

AGM y GEL

Líquido libre

Líquido libre

AGM = El electrolito se absorbe en una esterilla de fibra de vidrio

GEL = El electrolito es una sustancia tipo gel

Batería plomo-ácido con ventilación

Níquel- Cadmio

Aplicaciones más comunes

*La duración de la batería en la ubicación concreta puede verse afectada por la temperatura de funcionamiento, regulación de la carga, y la frecuencia y condiciones de los ciclos de carga/descarga



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Las distintas tecnologías de batería se encuentran en la siguiente tabla:

31

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6.9 CONSIDERACIONES GENERALES EN EL DIMENSIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE ENERGÍA. EnladefinicióndelrangodepotenciadelSAI,hayparámetrosdefinidoscomo“potenciadelordenador”,“potenciadetransferencia”,“potenciareal”, interruptordealimenta-ción,potenciaadiferentestemperaturas,etc…queestánnormalmenteindicadas.

Tales parámetros no tienen relación con la potencia aparente y potencia activa; no pue-den ni ser cuantificados ni definidos y por consiguiente, no deben ser utilizados para el dimensionamiento correcto del SAI.

6.10 DATOS BÁSICOS PARA LA ESPECIFICACIÓN DEL SAI.

Los mínimos datos requeridos para la definición de un SAI son:

ENTRADA

Alimentación de entrada: monofásica o trifásica. Tensión de entrada: 230-400 VAC (otros a especificar). Frecuencia de entrada: 50-60 Hz (otros a especificar).

SALIDA

Alimentación de salida: monofásica o trifásica. Tensión de salida: 230-400 V (otros a especificar). Frecuencia de salida: 50-60 Hz (otros a especificar). Potencia Aparente (VA). Factor de Potencia. Potencia Activa (W). Factor de Cresta. Sobrecarga (%).

Breve descripción de la carga:

-Tecnologíadeinformación(ordenadores,impresoras…),alumbrado,equiposdetele-comunicaciones,equiposdeelectromedicina…-Futuraexpansióndepotencia(%)…

BATERÍAS

- Tiempo de autonomía (min).-Tipodebatería:plomohermética,plomoabierta,Ni-Cd…- Vida útil (años).

CONDICIONES AMBIENTALES

Temperatura de Funcionamiento. Sala SAI. Vida (años.



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SAI GUÍA EUROPEA

77 COMUNICACIONES

Cada vez más, al SAI se le considera como parte del sistema, al que tiene que estar intercomunicado como un periférico más que puede enviar información útil para el usuario. Esta intercomunicación debe ser segura y eficiente, y en ocasiones con con-trol de la gestión.

La comunicación puede ser de dos tipos: Local y remota.

7.1 COMUNICACIÓN LOCAL

INDICADORES LUMINOSOS

Un indicador de emergencia en el frontal del panel, nos indica rápidamente las condi-ciones del SAI, y suele ser suficiente para sistemas de pequeña potencia.

DISPLAY

Para información específica de las condiciones de operación del SAI y de los pará-metros eléctricos, puede ser útil equipar al SAI con un display alfanumérico que pro-porcione una información más completa. Adicionalmente es posible añadir funciones especiales, tales como diagnósticos del equipo. Esta solución suele proporcionarse en los SAI de potencias más elevadas.

7.2 COMUNICACIÓN REMOTA

COMUNICACIONES



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INFORME REMOTO MEDIANTE CONTACTOS LIBRES DE POTENCIAL

En caso de no existir acceso del operador al SAI, éste se puede equipar con un sistema re-moto de diagnóstico que informe del estado de funcionamiento (alarmas generales y esta-do de baterías). Esta señal será transmitida por el SAI, al panel de información del cliente.

(FIG. 11) DIFERENTES POSIBILIDADES DE COMUNICACIÓN REMOTA

Panel sinóptico remoto

Ordenador personal

Mantenimientoremoto

Contactos secos

Impresora

Sistemade gestiónde edificio

33

GUÍA EUROPEA SAI

7Problemas de alimentación


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COMUNICACIONES

COMUNICACIONES DEL SAI CON EL USUARIO

Mediante contactos secos (libres de potencial) o puerto serie, el SAI puede comunicar-se con el usuario asegurando el cierre automático de los sistemas en caso de fallo de red, e informando al operador del estado del SAI.

COMUNICACIÓN POR PUERTO SERIE

Para un mayor detalle de las alarmas del SAI, se pueden enviar los datos a un panel remoto o directamente a un ordenador personal. En este caso las comunicaciones se deben realizar con cable serie estándar RS232, RS422 o RS485, garantizando una completa transmisión de la información. La comunicación serie algunas veces puede ser usada para reportar a un PC información mucho más amplia que la obtenida localmente y sin límite de distancia. El instalador puede utilizar cualquier dispositivo de comunicación que sea compatible con estos estándares: MODEM telefónico, fibra óptica o cualquier otro para alcanzar el centro de supervisión.

RED DE COMUNICACIONES

Hoy los SAI tienen la capacidad de estar conectados a la red convirtiéndose en un elemento de comunicación con el resto de los dispositivos IT. Al elegir una solución de administración de la infraestructura física IT en redes, la gestión de cada uno de los aparatos es indispensable para tener visibilidad de los muchos puntos de datos que son necesarios para el funcionamiento de la red crítica de infraestructura física.

Las soluciones de gobierno del sistema ofrecen un aprovechamiento óptimo, ya que manejan un tipo particular de dispositivo y tienen la capacidad de asimilar y, más impor-tante aún, hacer manejable el gran volumen de datos necesarios para la disponibilidad de la red.

El SAI tiene un interfaz de red que proporciona la gestión de conexión del SAI directa-mente a la red con una dirección IP, evitando la necesidad de un proxy, como un ser-vidor. Proporciona una tecnología excepcionalmente fiable y permite al SAI reiniciar el equipo en caso de quedarse colgado. Cada SAI puede ser gestionado individualmente a través de un navegador web, Telnet, SNMP o a través de SSL y SSH. Notificación de informes de problemas, se producen a medida que éstos ocurren. Para proteger los servidores en caso de un corte prolongado de electricidad, el software se apagará de forma automática, sin necesidad de supervisión.

Los sistemas de Gestión de la Energía (BEM) a menudo utilizan redes separadas de la red IT. Estas redes suelen ser de serie basadas en la utilización de protocolos de pro-pietarios o algún nivel de protocolos estándar como PROFIBUS o MODBUS.

COMUNICACIÓN ENTRE EL SAI Y EL CENTRO DE ASISTENCIA

El control remoto del SAI se puede ampliar y llegar a convertirse en un complemento del servicio de asistencia técnica. Es posible crear una conexión utilizando una línea de teléfono instalada entre el SAI y el centro de asistencia para la recepción de una una señal de alarma inmediata y para un control preventivo que garantice el correcto funcionamiento del SAI. El nivel de detalle de la información, puede además incluir el registro de parámetros importantes ante determinados acontecimientos.

34

SAI GUÍA EUROPEA

8 OPCIONES

Es posible mejorar la versión estándar del SAI mediante la incorporación de opciones a fin de responder a las necesidades específicas del usuario.

8.1 TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO GALVÁNICO

El SAI se puede suministrar con un transformador de aislamiento galvánico para cam-biar el sistema de distribución de neutro entre entrada y salida.

8.2 AUTOTRANSFORMADOR ADICIONAL

Cuando la tensión de red o la tensión requerida por la carga tiene un valor diferente al del valor nominal del SAI, se puede añadir un autotransformador para el ajuste la tensión.

8.3 SOLUCIONES PARA LA REDUCCIÓN DE ARMÓNICOS DE ENTRADA

Doce pulsos de rectificador: el rectificador se compone de un doble puente rectifica-dor pasante que anula las más importantes corrientes armónicas; la cancelación se obtiene mediante una combinación de las corrientes armónicas por medio de una fase opuesta a la existente de los dos rectificadores de C.C. Para una mayor reduc-ción de los armónicos se puede proporcionar un filtro pasivo a la entrada.

Rectificador PFC (corrección del factor de potencia): el rectificador de entrada con muta y modula la corriente para obtener una sinusoidal con muy bajo contenido de armónicos y un alto factor de potencia de entrada, no aportando corrientes de ar-mónicos significativas.

Filtros activos: se instalan principalmente en paralelo en el rectificador de entrada. Anulan la entrada de corrientes armónicas, evitando su paso por el rectificador y que puedan circular aguas arriba de la red.

Los filtros pasivos: normalmente condensadores y reactancias, están instalados en la entrada del SAI, ofreciendo un camino de baja impedancia para corregir los prin-cipales armónicos con la circulación de las corrientes armónicas. Previenen los ar-mónicos originados por la circulación de corriente.

8.4 OTRAS OPCIONES

Otras opciones están disponibles y se pueden definir con el fabricante del SAI con el fin de optimizar la instalación.

Algunos ejemplos de otras opciones:

Cuadros de distribución. Protección de la batería y monitorización. Protección de realimentación.



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GUÍA EUROPEA SAI

Esta sección contiene información técnica general para orientación del personal cuali-ficado en la instalación del SAI. La instrucción de instalación y cableado, debe atender a normas nacionales.

9.1 SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN

La mayoría de los SAI están diseñados principalmente para su uso en corriente mo-nofásica o trifásica con tierra. Para el uso con otro tipo de alimentación, consulte al fabricante o proveedor para poder recibir información sobre la compatibilidad del sis-tema.

Dentro de las opciones de los transformadores de aislamiento, por lo general están las de permitir la conversión a otro tipo de alimentación. En algunos casos, puede ser necesario para adaptarse a los dispositivos de protección adicionales.

9.2 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Cuando se utilizan disyuntores de protección, los dispositivos deben estar dimensiona-dos con un retardo en su disparo en situaciones puntuales:

a) Corriente de entrada al SAI. Al conectar un SAI, el pico de corriente puede ser hasta 8 veces mayor que la corriente una vez estabilizada. Esta situación ocurre cuando se esta trabajando en modo by pass y se vuelve al modo normal.

b) Corrientes de fuga a tierra. Debido a la presencia de filtros EMC, en el encendido, la co-rriente instantánea que fluye a tierra no puede ser equilibrada en todas las fases y será también motivo de disparo de un disyuntor que no esté debidamente dimensionado.

9.3 RAMAS DE PROTECCIÓN ENTRE CIRCUITOS Y DISCRIMINACIÓN

Debe haber una especificación de diseño del circuito secundario de protección, ya sea para la entrada o salida de cableado del SAI con el objeto de poder mantener aislado del resto un eventual fallo de línea. Estos detalles se deberán tener muy en cuenta aunque no se encuentren registrados en la documentación técnica ni en el manual de instalación.

9.4 LIMITACIÓN DE CORRIENTE DE SALIDA DEL SAI

Dependiendo de la tecnología del SAI, las protecciones para sobrecargas podrán ser parte de las características del sistema. Se trata de un requisito de seguridad, de manera que si la tensión de salida cae por debajo del 50% de la nominal, el SAI debe cerrar en 5,0 segundos. (EN 62040-1-X, clase 5.6.1).

GUÍA DE INSTALACIÓN PARA SAI MEDIANOS Y GRANDES 9Problemas de alimentación


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9 GUÍA DE INSTALACIÓN PARA SAI MEDIANOS Y GRANDES

9.5 CALIBRE DEL NEUTRO

En caso de cargas no lineales (normalmente monofásicas), conectadas a la salida del SAI trifásicos (3 fases y neutro), es habitual que el neutro tenga que soportar los ar-mónicos producidos por las tres fases.

En esta situación, el conductor del neutro de salida debe aumentarse de sección, en conformidadconlasnormasdecableadooIEC60364-5-532.2.1(HD384).Éstopue-de aplicarse también a la situación del modo bypass.

9.6 AISLAMIENTO DE NEUTRO

Muchos tipos de SAI utilizan referencia de neutro a la salida. Al proporcionar un medio de aislamiento o de suministro a los circuitos del SAI, es necesario adoptar medidas que garanticen que el suministro de referencia de neutro no se desconecta mientras que el SAI está en servicio.

Esto también es aplicable cuando el SAI está funcionando a través del bypass y sólo un neutro está conectado al SAI para ambos suministros.

9.7 GENERADORES DE EMERGENCIA

Generadores alternativos a la red como soporte del suministro. Debe especificarse al proveedor del generador que su carga es para equipos electrónicos, para garantizar que el generador puede responder sincronizado con una forma de onda comprendida dentro de una distorsión armónica procedente del SAI y adaptado a cargas no lineales.

9.7.1 TENSIÓN DE DISTORSION Y CORRIENTE

El dimensionado del generador diesel depende de varios factores. Además de la potencia nominal, el contenido de armónicos del SAI, de entrada es uno de los más importantes.Cuanto mayor sea el contenido armónico actual, mayor será el riesgo de distorsión de tensión. La norma europea EN 50160 y la experiencia sobre el terreno sugieren que mantenga la distorsión de tensión inferior a 8% para evitar fallos de sincronismo, reducción de la capacidad de funcionamiento normal y el envejecimiento de los equipos conectados.

9.7.2 CORRECTO DIMENSIONAMIENTO DE GRUPO ELECTRÓGENO

Las corrientes armónicas, son a menudo generadas por la etapa de entrada (rectifica-dor) del SAI si no totalmente, al menos en gran parte. Los armónicos se convierten en una preocupación importante para las medias y altas potencias del sistema, o en ca-sos de concentración de muchos sistemas de pequeña potencia. La actual distorsión, junto con la impedancia de salida de la fuente (transformador o grupo electrógeno), genera y aumenta la tensión total de distorsión de la fuente.



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Para una corriente armónica dada, cuanto mayor es la impedancia, mayor es la distor-sión de tensión.

Los siguientes parámetros afectan a la distorsión de tensión:

1. Potencia máxima de entrada al SAI. 2. Impedancia de línea. 3. Impedancia de la fuente (grupo electrógeno).4.Elespectrodearmónicos(Niveldecadaarmónico(3o,5o,7o,11o…).5. Corriente de entrada al SAI en el arranque.

Las soluciones para disminuir los efectos armónicos son los siguientes:

a) Reducir el impacto de impedancia de la fuente. Para ello se debe reducir el impacto de la impedancia de la fuente mediante un aumento de la potencia del generador o una mejora de sus prestaciones (elegir un grupo electrógeno con una impedancia más baja). Esta solución no es la más conveniente en términos de coste;

b) Reducir el nivel de armónicos de corriente generados por el SAI o armónicos conec-tados a la carga (véase el capítulo 6.3):

Mediante la selección de equipos con un bajo porcentaje de armónicos de corriente de entrada.

Mediante suministro externo adicional y dispositivos de filtro extra.

NOTA Estos dispositivos pueden ser:- Tecnología de filtro activo. - Filtro pasivo resonante sintonizado para cancelar determinados armónicos.

En general, esta solución requiere un cuidadoso análisis de redes teniendo en cuenta las posibilidades de resonancia antes de la instalación.

9.7.3 TAMAÑO DEL GRUPO ELECTRÓGENO

La mejor manera de dimensionar correctamente el grupo electrógeno es proporcionar todos los parámetros especificados anteriormente (apartado 9.7.2, los parámetros del 1 al 4). En caso de que algunos de estos parámetros se desconozcan, los fabricantes sugie-renun“factordedimensionamiento”queindicaeltamañodelgrupoelectrógenoenfunción de de la potencia del SAI.

Este factor puede variar entre 1,2 (el promedio necesario para poder recargar la ba-tería) a 2,5 (dependiendo de la tecnología de la etapa de entrada del SAI). Cuanto más baja sea la distorsión armónica total actual (THDI), menor será la tensión de distorsión armónica total (THDV) y, por consiguiente, el tamaño del grupo electrógeno. En la elección de un grupo electrógeno, será el propio fabricante quien deba confirmar la adecuada.



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9.7.4 INTERFAZ SAI / GRUPO GENERADOR

El SAI puede facilitar una comunicación e interacción con los grupos electrógenos. Diferentes interfaces permiten que el SAI pueda modificar el modo de funcionamiento cuando el grupo electrógeno arranque. Por ejemplo:

Inhibir la recarga de baterías. Aumentar la tolerancia de tensión de entrada y frecuencia. Desincronizar la salida de la entrada.

La SAI también puede enviar señales ya establecidas del generador (normalmente contactos secos) a un ordenador o una red informática para el control remoto o el mantenimiento. En este caso, el grupo electrógeno puede beneficiarse del SAI y por tanto de sus medios para los diagnósticos de seguimiento.

9.8 INSTALACIÓN DE BATERÍAS

Las instalaciones de baterías deben cumplir con las normas nacionales y IEC 6204D-1-X si el proveedor no proporciona otra información. Los requisitos especificados por el fabricante deben de cumplir con la regulación EMC.

Para las baterías de plomo-ácido la vida útil se reduce a la mitad si su funcionamiento estáa10ºCporencimadelatemperaturadediseñodereferenciade20/25°C.Siempre que sea factible, se instalarán en ambientes donde la temperatura esté con-trolada para proporcionar un servicio óptimo.

Las baterías instaladas a distancia del SAI deben contar con los dispositivos de protec-ción adecuados para un funcionamiento de carga de C.C. que permita el cierre lo antes posible. También deben estar equipadas con un medio de aislamiento para permitir su mantenimiento. Si la batería está compuesta por más de una cadena en paralelo, cada cadena debería tener un medio de aislamiento. Esto permitirá poder separarlas en un momento dado, trabajando una, o las dos cadenas.

Es necesaria una ventilación adecuada, de manera que las posibles mezclas explosivas de hidrógeno y oxígeno se encuentren dispersas y se cumpla con medidas de segu-ridad que mantengan bajo el nivel de peligro. La ventilación se calculará de acuerdo conlanormaEN50272-2“prescripcionesenmateriadeseguridaddelasbateríaseinstalaciones”.

La norma EN 50272-2 trata en la sección 2, con baterías estacionarias, generalmen-te utilizadas en aplicaciones con SAI. La norma describe las prescripciones en materia de seguridad, incluida la protección contra los peligros generados por la electricidad, los electrolitos y los gases explosivos. Otras indicaciones son siempre para mantener la seguridad funcional relativa a las pilas y las instalaciones.

Las baterías de válvula regulada (VRLA), mejor conocidas como baterías herméticas de plomo con recombinación interna de gases, es interesante instalarlas por motivos de seguridad, aún en sitios que no especifiquen la necesidad de este tipo de baterías, dado que el flujo de aire necesario para estas baterías es muy reducido.

El cableado de baterías que va al SAI debe ser de un tamaño que no sobrepase el máxi-mo recomendado por el fabricante o proveedor.



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CÁLCULO DE VENTILACIÓN SEGUN EN 50272-2 Lacantidaddeaire“Q”necesariaspara laventilacióndeunasaladebateríasdebecalcularse con arreglo a la fórmula simplificada:

Q = 0,05 x n x I gas x Crt x 103 (m3 / h)

0,05 = v x q x s (v = densidad del hidrógeno, q = hidrógeno generado: s = factor de se-guridad) n = número de células de batería.

I gas = Actual producción de gas expresado en mA por Ah de capacidad, para la carga de flotación (I Flot) o para impulsar la corriente de carga (I Boost). Véase el apartado 6.8 para el valor I gas

Crt = capacidad nominal de la batería (Ah por batería simple).

Lafórmulaparacalcular lacantidaddeaire“Q”,deacuerdocon latecnologíade labatería utilizada (tal como se indica en el cuadro que figura en el apartado 6.8).

La cantidad de flujo de aire para la ventilación, debe estar asegurada preferentemente por ventilación natural o ventilación forzada (artificial).

Para la ventilación natural, la sala de baterías o casetas deben tener un aire de entra-da y salida, con una superficie libre, calculado con la fórmula siguiente:

A= 28 x Q.

Q= Cantidad de aire a ventilar (m3/h).

A=Superficie libre para entrada y salida de ventilación (cm2).

Ejemplo de cálculo: Para baterías VRLA con tecnología AGM. (Baterías libres de plomo).

SAI: con 40 baterías de 12V (6 celdas de 2 V por batería), con capacidad de 100Ah.

Q = 0,05 x n x I gas x Crt x 103 (m3 / h).

0,05 m3/Ah.

n = número de baterías x número de celdas = 240 celdas de batería (número total de

celdas) I gas: 1 (mA / Ah) (para tensión de flotación).

Crt = 100 (Ah).

Q = 0,05 x 240 x 1 x 100 x 103 = 1,2 m3/h.

A = 28 x 1,2 = 33,6 cm2.

9.9 PARADA REMOTA DEL SAI

Los SAI que están permanentemente conectados a la red de suministro, están dise-ñados para la conexión de un dispositivo externo que permita el control remoto de apagado de la carga, y al mismo tiempo, evitar que el SAI siga actuando en un modo concreto de operación, para situaciones de emergencia, como que se produzca un incendio en el edificio.



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Esta guía presenta un requerimiento de la normativa de seguridad EN 62040-1-X y, podría ser normativa a nivel nacional también.

Al instalar SAI medianos o grandes, unos contactos adicionales en los aparatos debe-rían también provocar una interrupción de la red de distribución eléctrica hacia el SAI para evitar el funcionamiento de cualquier circuito de desvío automático.

Unos métodos alternativos se pueden aplicar utilizando unos aparatos externos en función de la normativa local vigente.

9.10 PUERTOS DE COMUNICACIÓN DEL SAI

La conexión de los terminales y de los enchufes en los SAI destinados a ser conectados directamente a un equipo de datos tecnológicos externo - ITE - son circuitos de tensión de seguridad extremadamente baja (SE-LV) y deben cumplir con la norma EN 60950.

9.11 CARGAS NO LINEALES

Las cargas no lineales típicas normalmente encontradas en la industria SAI consisten en un rectificador y en un condensador de almacenamiento como se encuentran en la mayoría de cualquier fuente de alimentación. La electricidad solo proviene de la red de distribución eléctrica o del SAI cuando la tensión de alimentación excede el nivel de voltaje de corriente continua en los condensadores.

La forma de onda de corriente resultante no sigue la forma de onda de tensión pero se produce en un entorno de hasta 3.0 ms alrededor de la cresta de forma de onda de tensión. Su nivel máximo puede situarse entre 2.2 y 5.0 veces el valor de rms (valor eficaz) dependiendo de la impedancia de la fuente de alimentación y la forma de onda de corriente es rica en corrientes armónicas (ver Fig.12).

Este tipo de forma de onda de corriente solo se puede medir con exactitud con unos aparatos de medida (tester) rms real. En caso de utilizar unos aparatos de medida promedia convencionales para medir factores rms de corriente alternativa normales, la medida obtenida tendría un valor inferior al valor rms real.

Con este tipo de carga, la corriente eficaz extraída y su valor máximo dependerán de la impedancia de la fuente de alimentación puesto que esto limita el flujo al cual la co-rriente se pueda almacenar en el condensador de alimentación cada medio ciclo. Por consiguiente, no es inhabitual encontrar que el valor de corriente de carga rms sea diferente en cada modo operativo del SAI si las impedancias de salida difieren.El dispositivo del SAI normalmente tiene estos factores en cuenta al momento de es-tablecer la potencia nominal.

De la misma manera, la forma de onda de voltaje puede indicar signos de aplanamien-to en las crestas debido a la pérdida de tensión a través de la impedancia de fuente de alimentación, si el valor máximo excede la raíz cuadrada de sinusoidal normal de 2 crestas de valor rms.



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Al medir el cableado de distribución puede resultar necesario aumentar el calibre de cableado para permitir que la pérdida más importante de tensión causada por una cresta a corrientes de carga evite esta pérdida de tensión y, por consiguiente, un promedio inferior de corriente continua en la fuente alimentación de carga, a menos que la fuente de alimentación tenga una tolerancia de voltaje operativo amplia. Esto se aplica, más particularmente, en las áreas donde el voltaje nominal de la red de distri-bución se encuentre a un nivel de tolerancia inferior durante largos periodos debido a una demanda muy alta en la red de alimentación del lugar.

GUÍA DE INSTALACIÓN PARA SAI MEDIANOS Y GRANDES 9

Corriente máxima de carga no lineal (factor de cresta Fpk= 2,5)

Tensión de salida

(FIG. 12) CARGA NO LINEAL: CORRIENTE Y VOLTAJE



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10 MANTENIMIENTO Y SERVICIOS

Al seleccionar un SAI, uno de los factores primordiales es el servicio técnico posventa que ofrece el fabricante a clientes existentes y futuros. A continuación, se indican algu-nos de los servicios que se deberían de tener en cuenta al instalar un SAI:

Soporte“pre-venta”. Instalación y puesta en marcha. Contratos de mantenimiento. Soporte y Servicio posventa. Supervisión a distancia. Formación.

10.1 ¿POR QUÉ RESULTA PRIMORDIAL EL SERVICIO?

Para cumplir con sus exigencias, no se requiere únicamente de un equipo, se necesita una solución.La solución es una combinación de servicios y producto. Los servicios deben propor-cionarunaguía“pre-venta”,unasesoramientoinsitu,elmantenimientodelSAIydesuentorno etc...

10.2 SOPORTE “PRE-VENTA”

10.2.1 ANÁLISIS DE CARGA

Antes de seleccionar un SAI, se debe determinar de forma clara la carga a proteger. La presencia de picos o elevadas corrientes de arranque pueden tener unos efectos signi-ficativos en las especificaciones. El servicio técnico, equipado de analizador de armóni-cos y de osciloscopios con memoria puede ayudar al cliente a establecer la potencia de salida necesaria y evitar así unas especificaciones costosas y sobredimensionadas.

10.2.2 ANÁLISIS DEL ENTORNO ELÉCTRICO

El servicio técnico asesora al cliente de las siguientes maneras: Establece los sistemas de protección que se deberían instalar en las diversas co-nexiones, de acuerdo con el régimen nominal de corriente y la corriente de cortocircuito en cada punto de la instalación.

Asesora en la elección de la sección nominal de los cables, en función de la corriente y la caída de tensión admisible.

Hace que los requerimientos establecidos cumplan con las normativas internacinales con respecto a los sistemas de neutro y la protección de las personas.



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10.3 INSTALACIÓN

El servicio técnico ayuda en el análisis de los principales aspectos de la instalación, como son:

Posibilidades de acceso. Medios necesarios para la descarga. Conexiones aguas arriba del SAI. Conexión del cuadro de distribución. Conexión de la batería. Aire acondicionado / Ventilación.

10.4 PUESTA EN MARCHA

Para garantizar el cumplimento de la normativa y que se sigan los procedimientos adecuados, los fabricantes de SAI recomiendan que la primera puesta en marcha sea llevada a cabo por su propio servicio técnico para los SAI medianos y grandes. Las siguientes tareas serán efectuadas por los técnicos:

Validación de las mediciones efectuadas durante las pruebas. Control de descarga de batería. Formación del personal in situ. Informe completo del trabajo efectuado.

Los siguientes puntos esenciales se deberían comprobar con el cliente: En caso de tener que interrumpir el procesamiento de datos para la puesta en marcha inicial,¿cuandosedeberíadeefectuar?¿Porlatarde,losfinesdesemana,etc.…?

¿Silascargasnoestándisponibles,quiénproporcionarálascargasdeprueba?¿Quienseráresponsabledecoordinarlosdiferentesproveedoresy/oprofesionalesinvolucrados?

10.5 CONTRATO DE MANTENIMIENTO

Obtenerunaalimentacióneléctrica“limpia”eininterrumpidaeselmotivoporelqueseinstala el SAI. El adquirir este tipo de dispositivo es reconocer que la aplicación prote-gida es de vital importancia. Por lo tanto, es imprescindible evaluar el coste total de un fallo eventual, aunque sea muy poco probable.

Para hacerlo, es necesario tener en cuenta no solo el coste de la reparación del equi-po, sino también los gastos originados por el tiempo improductivo de parada, durante el cual la aplicación esencial no estará protegida, o incluso sin suministro eléctrico.

El objetivo del contrato de mantenimiento es de minimizar este riesgo al máximo.

Gracias a los controles regulares de la batería (para contratos in situ) que se llevan a cabo con el mantenimiento preventivo se extiende su vida útil y la inversión realizada en la batería. Los fabricantes han desarrollado una amplia gama de contratos de manteni-miento establecidos para satisfacer cualquier tipo de requerimiento individual.

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Los contratos varían desde un contrato básico incluyendo revisiones preventivas, pero excluyendopiezasymanodeobra,hastaloscontratosglobales“todoincluido”conunplazo de respuesta garantizado.

La gama, totalmente adaptable, permite a los clientes conseguir lo máximo de su pre-supuesto de mantenimiento, de acuerdo con unos requerimientos específicos, tanto en tiempo de respuesta como en mantenimiento preventivo.

10.6 SERVICIO POSVENTA

Una garantía que solo el fabricante puede ofrecer.Los fabricantes recomiendan los contratos de mantenimiento no sólo como la mejor forma de mantener un equipo en perfectas condiciones, sino además, como servicio de calidad que resuelve in situ los problemas:

Peticiones de revisión recibidas por teléfono. Tiempo de respuesta reducido gracias a un gran número de centros posventa. Reparación rápida gracias a una tecnología de última generación incorporada en el equipo, además de un excelente nivel profesional de los técnicos de posventa.

10.7 TELEMANTENIMIENTO

Seguro completo y preventivo.La supervisión a distancia es un servicio ofrecido por algunos fabricantes de SAI en sus contratos de mantenimiento.Un vínculo directo entre el equipo SAI y el servicio de mantenimiento contribuye a la unión de dos ventajas:

La“inteligencia”delosproductosysuscapacidadesdecomunicación. La excelencia del servicio de mantenimiento llevada a cabo por unos especialistas de alto nivel.

En caso, poco probable, de una avería, el servicio de mantenimiento será avisado inme-diatamente. El servicio técnico elabora un diagnóstico, informa al cliente y, dentro del marco del contrato de mantenimiento, actúa sin riesgo de error humano o pérdida de tiempo.

10.8 FORMACIÓN DEL CLIENTE

Sin tener en cuenta el tipo de SAI instalado, cada cliente debe recibir formación.Existen varios cursos de formación:



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Información básica ofrecida durante la puesta en marcha inicial incluyendo instrucio-nes operativas básicas e indicaciones para la utilización del manual del equipo.

Curso de formación cubriendo el funcionamiento del SAI y su mantenimiento. Este-curso está dirigido al responsable de estas tareas.

Principios de funcionamiento del SAI. Diseño on-line. Características de varias unidades. Puesta en marcha inicial y conexiones. Esquema de instalación general. Interfaz de usuario para introducir comandos. Procedimientos de puesta en marcha, arranque, parada, bypass y diagnóstico. Localización y estudio de los sub-sistemas de potencia usando diagramas de bloque

y esquemas sinópticos. Presentación de controles electrónicos. Uso de las instrucciones y mensajes de alarma/aviso. Entorno del SAI. Baterías: tecnología, elección, mantenimiento e instalación. Sistema de neutro de la instalación.

10.9 SERVICIOS EFECTUADOS POR EL FABRICANTE DEL SAI

El fabricante de su SAI es el único responsable de garantizar el mejor mantenimiento debido a su competencia:

Especialización: ventajas acumuladas de diseño, fabricación y mantenimiento para soporte técnico y logístico.

Trazabilidad: total trazabilidad del SAI desde su concepción

Disponibilidad: disponibilidad continua de las piezas de recambio con una garantía de origen para cualquier SAI todavía en servicio.

Conocimiento: garantía de intervención in-situ por un técnico especializado del fabricante.

Rapidez: compromiso de puntualidad de reparación.

Rendimiento y Prestaciones: beneficio de las últimas tecnologías y soluciones del fabricante.

Garantía: el fabricante está en la mejor posición para proporcionar las garantías esperadas por los clientes.

Vigilancia: control a distancia del sistema de alimentación por el fabricante

Medio Ambiente: los fabricantes de SAI se comprometen a ofrecer los estándres más altos de respeto al medio ambiente y cumplen estrictamente con las directrices europeas.

Beneficios: derivados de un coste global optimizado y sin sorpresas.

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Por tanto, con el fabricante del SAI, su colaborador durante la vida de su equipo de su-ministro eléctrico, no se están valorando los servicios solamente sobre la base de un coste aparente sino sobre la base de un coste global. Se beneficiará, por consiguiente, de las ventajas del mantenimiento por el fabricante:

Interrupciones técnicas controladas de su equipo. Tiempo de reparación mínimo. Mantenimiento de las prestaciones. Soporte para el funcionamiento. Análisis y asesoramiento. Cumplimiento de las normativas.

Además de todas estas ventajas, la experiencia del fabricante reduce el riesgo de tiem-po improductivo y ofrece los beneficios de las piezas de recambio y las intervenciones acumulación de márgenes.



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Autonomía típica:Alestablecereltiempodeejecución, laexpresióndel“tiempodeemergenciatípico”seusaamenudo,loquenotienenadaqueverconeltiempodeemergencia basado sobre el 100% del valor de la carga.

BEM system (Building and Energy Management System): dispositivo utilizado para controlar y gestionar todos los servicios de instalación y dispositivos desde una esta-ción central.

CENELEC: Comité Europeo de Normalización Electrotécnica. Este comité publica las normas europeas EN para los equipos eléctricos y electrónicos. Los fabricantes siguen las normas del CENELEC para cumplir con las directrices europeas.

POTENCIA INFORMÁTICA: En la definición del rango de potencia del SAI, en ocasiones seindicanparámetrosdefinidoscomo,valoresde“potenciadelordenador”,“potenciadeconmutación”,“potenciaactiva/real”,“potenciaatemperaturasespecíficas”,etc.Unos valores tan arbitrarios no tienen relación con la potencia aparente y la potencia activa; no se pueden cuantificar ni tampoco definir y, por consiguiente, no se deben de tomar en cuenta para la configuración correcta del SAI.

Compatibilidad Electromagnética: Capacidad de un equipo para funcionar de forma satisfactoria en su entorno electromagnético sin introducir perturbaciones electro-magnéticas intolerables para otros equipos en ese entorno.

EN: Normas europeas establecidas por CENELEC para los aparatos eléctricos y elec-trónicos.

ETHERNET: Normativa internacional para la red de comunicaciones digitales entre los equipos, cumpliendo con OSI.

Directiva Europea: Disposición dictada por la Comisión Europea que debe incorporar-se a las legislaciones nacionales de los estados miembro. Existen directivas horizontales, refiriéndose a todos los tipos de productos, y directri-ces verticales, relevantes únicamente para ciertas líneas de productos. Existen actual-mente dos directivas verticales importantes resumiendo los requerimientos para los SAI: 2004/108/EEC para EMC (Compatibilidad Electromagnética) y 2006/65/EEC (seguridad).

Distorsión Armónica Total THD: Relación entre el valor rms eficaz de todos los armó-nicos de un valor periódico no-senoidal alterno y el valor del fundamental.

Distorsión Armónica individual: Relación entre el valor rms eficaz de un armónico de orden n y el valor rms del fundamental.

IEC (Comité Electrotécnico Internacional): Organización que elabora las normas internacionales IEC.

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor): Transistor bipolar controlado por un tran-sistor MOS (Transistor semiconductor Oximetálico) que ofrece ventajas en términos de control de tensión y que dispone de un tiempo de conmutación muy corto.

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11 GLOSARIO

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor): Transistor bipolar controlado por un tran-sistor MOS (Transistor semiconductor Oximetálico) que ofrece ventajas en términos de control de tensión y que dispone de un tiempo de conmutación muy corto. GRADO DE PROTECCIÓN IP : Indica las protecciones que estable la norma EN 60529“GradosdeProtecciónproporcionadosporlasenvolventes(CódigoIP)”contrael acceso a partes peligrosas y contra la entrada de objetos extraños (primero número característico y letra suplementaria opcional) y contra la entrada de agua (segundo número característico y letra suplementaria opcional).

Carga lineal: Una carga se puede definir como lineal cuando la corriente absorbida tiene la misma forma que la tensión suministrada.

Carga no lineal: Cuando la relación entre la tensión suministrada y la corriente absor-bida no es lineal.Para el SAI, un carga no lineal típica está definida por la Norma Europea EN 620140-1.

Nivel acústico: El nivel acústico en decibelios (dBA) representa la intensidad de sonido de una fuente medida de acuerdo con la norma ISO 3746.

PFC: Factor de Corrección de Potencia.

Fuente prioritaria: Alimentación escogida como fuente de alimentación de la carga.

RS 232C (norma recomendada 232C): Norma que define circuitos de comunicación digital entre equipos. Las características más importantes de este tipo de comunica-ción son las siguientes:

Transmisión síncrona-asíncrona. Comunicación por red telefónica pública y pequeñas redes locales. Comunicación punto a punto mediante 2 o 4 cables.

RS 422 A (norma recomendada 422 A): Para comunicación en un entorno con per-turbaciones o sobre largas distancias, la norma RS422 A ofrece una opción operativa distinta con una tensión equilibrada garantizando un rendimiento superior.

SNMP (Protocolo de Control de Red Simple): Este protocolo se usa para comuni-cación de información/datos hacia redes de ordenadores/informática del tipo Ether-net.

STS: Sistema de Transferencia Estática.



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El Comité Español del SAI pertenece a la Agrupación de Fabricantes de Bienes de Equi-po Eléctricos de SERCOBE, siendo sus empresas miembro:

APC by Schneider ElectricAvda. Josep Tarradellas, 19-2108029 BARCELONATfno: +34 93 495 19 50Fax: +34 93 495 19 75www.apc.com

CHLORIDE ESPAÑA, S.A.U.Pol. Ind. AlcobendasCalle San Rafael, 1Edificio EUROPA III28108 Alcobendas (MADRID)Tfno: +34 91 414 00 30Fax: +34 91 662 37 76www.chloridepower.com

EMERSON Network Power Eduardo Torroja, 23Pol. Ind. Ntra. Sra. de Butarque28914 Leganés (Madrid)Tfno: +34 91 495 78 46Fax: +34 91 495 78 49www.emersonnetworkpower.com

ENERDATA Servicios y ProductosPol. Ind. Prado del EspinoLabradores, 1328660 Boadilla del Monte (MADRID)Tfno: +34 91 663 30 00Fax: +34 91 632 17 93www.enerdata.es

SOCOMEC-ARONPol. Ind. BuvisaCalle Nord, 2208329 Teia (BARCELONA)Tfno: +34 93 540 75 75Fax: +34 93 540 75 76www.socomec-aron.com

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